Глава 4 МАГНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ

Назад: 4.1 Общая характеристика сплавов.

4.2 Свариваемость и особенности технологии

4.2.1 Основные проблемы свариваемости

Магний и его сплавы обладают высоким сродством к кислороду, образуя окисел MgO.nН2О, обладающий большим в сравнении с Mg удельным весом ( = 3,2 г/см³) и высокой температурой плавления (Т_пл = 2800 ⁰С). Однако этот окисел не защищает сплав от дальнейшего окисления (MeO/Me < 1) из-за его пористости и для предотвращения окисления при хранении полуфабрикатов их поверхности покрываются технологической смазкой. При сварке окисная пленка не расплавляется и покрывает поверхность сварочной ванны, что нарушает устойчивость дуги, препятствует сплавлению жидкого металла с кромками и присадочным материалом, загрязняет шов неметаллическими включениями, снижая его механические свойства, способствует насыщению шва водородом и т.д.

Эти особенности сплавов осложняют технологическую свариваемость, требуя применения технологических мер для разрушения и удаления оксида магния, а так же усложняя приемы защиты ванны от атмосферы воздуха в процессе сварки и обеспечения стойкости против окисления изготовленной сварной конструкции. [5,21]

Кроме кислорода, в жидком металле сварочной ванны могут присутствовать СО, СО₂, N, Н₂ и пары воды. Взаимодействие магния и его сплавов с этими газами приводит к образованию карбидов, нитридов, гидридов и дополнительно окисляет ванну. Содержание атомарного водорода в сварочной ванне, как правило, не успевает достигнуть критической концентрации, способной вызвать появление пор. Основной причиной пористости швов является выделение молекулярного водорода при диссоциации оксидной пленки с адсорбированными на ней молекулами воды. Как правило, поры располагаются у линии сплавления.

При кристаллизации магниевые сплавы склонны к образованию крупнокристаллической структуры, что объясняется низкими значениями теплоты плавления и удельной теплоемкости сплавов, приводящими к повышению концентрации нагрева при сварке. Модифицирование сплавов церием способствует измельчению зерна и повышению их пластичности металла шва.

Широкий интервал кристаллизации магниевых сплавов в условиях наличия интерметаллидных прослоек типа MgAl, MgNi, MgCu, а также жидких легкоплавких эвтектик между формирующимися кристаллитами и высокий темп нарастания упругопластических деформаций в шве (высокие скорости охлаждения шва) определяют повышенную их склонность к горячим (кристаллизационным) трещинам. Введение модификаторов (Zr, Ce) в сплавы и использование сварочных проволок, химический состав которых (степень легирования) обеспечивает меньшую склонность к образованию трещин, способствуют повышению сопротивляемости швов образованию кристаллизационных трещин.

Магний обладает высоким температурным коэффициентом линейного расширения ( = 2910^-6 град^-1), что приводит к повышенному короблению свариваемых кромок в процессе нагрева и усложняет ведение сварки.

Далее: 4.2.2 Подготовка деталей под сварку и типы соединений.