Глава 6 СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

 

Назад: 6.1 Проблемы свариваемости.

 

6.2 Сварка плавлением стали с цветными металлами

 

6.2.1 Сварка стали с алюминием и его сплавами

Получение требуемого уровня эксплуатационных характеристик в таких соединениях затруднено различием температур плавления и ограниченной взаимной растворимостью алюминия и железа. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом с присадкой и электронно-лучевая сварка являются наиболее приемлимыми способами получения соединений.

Подготовка под сварку предусматривает для стыкового соединения двусторонний скос кромок под углом  = 70о к вертикали. Поверхность стальной кромки зачищается механическим (стальные щетки) или дробеструйным способами, а для высоколегированных сталей часто используется химическое травление. Затем свариваемые кромки из углеродистых и легированных сталей гальваническим способом покрываются цинком, а кромки из аустенитных сталей целесообразнее алитировать. Кромки из алюминиевых сплавов подвергаются химическому травлению.

Аргонодуговую сварку ведут на переменном токе вольфрамовым электродом Æ2-5 мм со смещением его на алюминиевую кромку на расстояние 1-3 мм от стыка, а присадочную проволоку (Св А97, Св Амг6) подают впереди дуги со стороны стальной детали (рис. 6.2). Дуга как бы покрывает присадку, что предохраняет цинковое или алюминиевое покрытие на стали от преждевременного выгорания. Заполнение разделки, как правило, выполняют последовательно накладываемыми валиками с двух стороны стыка.

 

                     

а                                                                                б

Рис. 6.2 – Схемы аргонодуговой сварки алюминия со сталью:

а – смещение дуги при сварке встык, 1 – горелка; 2 – электрод; 3 – дуга;

4 – присадка; б – 1-11 – ориентировочная последовательность

наложения валиков; h – высота шва; b – расстояние от стыка

 

Скорость сварки, определяющую время взаимодействия жидкого алюминия со сталью, т.е. возможную толщину промежуточного интерметаллидного слоя, выбирают в пределах не более 10-15 м/ч. Ток сварки ориентировочно выбирается из соотношения.

 

Толщина металла, мм

3

6-8

9-10

Сила тока, А

110-130

130-160

180-200

 

Статическая прочность соединений алюминия с оцинкованной стальной кромкой практически соответствует прочности чистого алюминия (в = 70-85 МПа), а при алитировании стальной кромки она достигает 120-180 МПа. Повысить прочность можно за счет увеличения рабочего сечения шва. Предел выносливости на базе 107 циклов таких соединений составляет 50-60 МПа, т.е. такой же как и у сплава АМг6. Сварные соединения обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью в морской воде и на воздухе.

Иногда в качестве покрытия для стальной детали используют комбинированные медно-цинковые (5-35 мкм) и никельмедноцинковые (5-35 мкм) покрытия, обеспечивающие снижение толщины и твердости интерметаллидной прослойки и повышение прочности шва (с усилением) до в = 185-200 МПа.

Далее: 6.2.2 Сварка стали с медью и ее сплавами.