ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологические особенности лазерной сварки различных конструкционных материалов из "Сварка Резка Контроль Справочник Том1 " Конструкционные низкоуглеродистые и низколегированные стали. При изготовлении сварных конструкций пол) или широкое распространение низкоуглеродистые стали с содержанием до 0,25 % С и низкоуглеродистые низколегированные стали, в которых суммарное содержание легирующих элементов 4,0 %, а содержание углерода 0,25 %. [c.430] Рекомендуются высокопроизводительные режимы лазерной сварки на больших скоростях (Усв = 30...40 мм/с), обеспечивающие повышенное сопротивление образованию горячих и холодных трещин по сравнению с дуговой сваркой. [c.430] Механические свойства сварных соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, вьшолненных лазером, достаточно высоки. Обеспечивается равнопрочность шва с основным металлом при высоких значениях пластичности и ударной вязкости. Такие высокие показатели достигаются не только при сварке встык металла сравнительно небольшой толщины (5 = 3...6 мм). При лазерной сварке стали 17ГС толщиной 15...20 мм за один проход получена равнопрочность шва основному металлу при высоком значении ударной вязкости. [c.430] Конструкционные средне- и высокоуглеродистые, а также легированные стали. Среднеуглеродистые стали содержат 0,26... 0,45 % С и широко используются для изготовления сварных конструкций. Высокоуглеродистые стали включают в себя 0,46...0,75 % С, отличаются плохой свариваемостью и редко применяются в сварных конструкциях. Конструкционные легированные стали имеют суммарное содержание легирующих элементов в пределах 2,5...10 %. [c.430] Для сталей этого класса характерными особенностями при сварке являются образование закалочных структур в шве и зоне термического влияния, склонных к хрупким разрушениям, возможность возникновения горячих и холодных трещин в сварном соединении и пор в металле шва. Многолетний опыт изготовления сварных конструкций из рассматриваемых материалов показывает, что для предупреждения этих явлений часто необходим подогрев при сварке и термообработка после сварки, усложняющие технологию. [c.430] В сварных соединениях углеродистых и легированных закаливающихся сталей образуется шов с литой структурой и химическим составом, как правило, отличным от основного мрталла. Механические свойства отдельных зон сварного соединения в целом могут изменяться для одного и того же металла в зависимости от исходной структуры, химического состава присадочной проволоки, режима сварки и последующей термической обработки. В случае сварки стали в состоянии отжига минимальный предел прочности сварного соединения определяется прочностью основного металла, при сварке предварительно упрочненной закалкой стали - прочностью зоны отпуска, а при сварке стали с последующей упрочняющей термической обработкой сварного соединения - прочностью металла шва. [c.431] Лазерная сварка обеспечивает повышенные механические свойства сварных соединений. Отличительной особенностью является минимальное разупрочнение в ОШЗ термоупрочненных сталей. В частности, предел прочности сварных соединений из термоупрочненных сталей 12Х2Н4А, 18ХГТ, выполненных лазером, на 12... 15 % выше, чем при дуговой сварке. [c.431] Высокая прочность соединений, полученных лазерной сваркой из термоупрочненных сталей, также связана с эффектом упрочнения мягкой прослойки . Контактное упрочнение последней наиболее вероятно при деформировании сварных соединений, выполненных лазером. В этом случае мягкая ото-жженая зона, имеющая минимальный размер по сравнению с дуговой сваркой, зшрочняется в процессе деформирования и разрушение происходит по основному нераззшрочненному металлу. [c.431] Высоколегированные стали. Эти стали содержат более 10 % легирующих элементов. Широко распространены в сварных конструкциях аустенитные высоколегированные стали и сплавы, в которых содержание основных легирующих элементов - хрома и никеля обычно 18 и 10 % соответственно, а общее содержание легирующих элементов может достигать 55 %. Главной особенностью сварки этих сталей является склонность к образованию в щве и ОШЗ горячих трещин, связанных в основном с формированием крупнозернистой структуры. [c.431] Применение лазерной сварки во многих случаях позволяет реализовать указанные условия и исключить горячие трещины. При лазерной сварке стали 12Х18Н10Т структура шва характеризуется мелкодисперсностью, фазовый состав сварного шва содержит 10...20 % 5-феррита в отличие от основного металла и в составе шва содержится пониженное количество вредных примесей. Прочность сварных соединений из этой стали находится на уровне основного металла, а пластичность несколько выше вследствие пониженного содержания неметаллических включений. [c.431] Для изготовления ответственных сварных конструкций широкое применение находят мартенситно-стареющие коррозионно-стойкие стали. Высокая прочность в сочетании с хорошими пластичностью и вязкостью в этих сталях достигается при формировании высоколегированной низкоуглеродистой мартенситной матрицы, обладающей большой пластичностью, и последующем упрочнении этой матрицы в процессе дисперсионного твердения -старения. [c.431] Особенностью сварки мартенситно-ста-реющих сталей является также склонность к образованию холодных трещин. Важным обстоятельством является то, что лазерная сварка повыщает сопротивляемость сварных соединений из этих сталей образованию холодных трещин в сопоставлении с дуговой сваркой. Сварные соединения из мартенситно-старею-щих сталей, полз ченные лазерной сваркой, обладают более высокими механическими свойствами по сравнению с соединениями, выполненными дуговой сваркой. [c.432] Характерные режимы непрерывной лазерной сварки некоторых сталей обеспечивают сочетание высококачественного формирования щва, хорощей технологической прочности и высоких механических свойств сварного соединения (табл. 6.4). [c.432] Как следует из табл. 6.4, оптимальные режимы сварки сталей обеспечиваются сравнительно высокими (80... 120 м/ч) скоростями сварки. При этом мощность лазерного изл)Д1е-ния может быть ориентировочно подобрана из условия 1 кВт на 1 мм толщины свариваемой детали. [c.432] Представленные в табл. 6.4 режимы даны для стыковых сварных соединений, но в первом приближении их можно использовать и для угловых, тавровых, прорезных и других видов соединений. [c.432] Сварка алюминиевых сплавов имеет специфику. Алюминий интенсивно окисляется при температуре плавления и выше. Оксидная пленка обладает высокой температурой плавления ( 2273 К) и в процессе сварки не расплавляется. Эта пленка характеризуется высокой адсорбционной способностью к газам и парам воды, что приводит к появлению в сварочной ванне газов и различных несплошно-стей. Частицы оксидной пленки могут попа-. дать в ванну, образуя оксидные включения в швах, снижающие свойства сварных соединений. Поэтому необходимо разрабатывать специальные мероприятия по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления. [c.432] При сварке алюминиевы сплавов возможно образование пор, источником которых является водород, хорошо растворяющийся в алюминии при температуре плавления. Повышенной склонностью к пористости обладают при сварке алюминиево-магниевые сплавы, так как магний увеличивает растворимость водорода в алюминии. Для уменьшения пористости используют рациональн)то обработку поверхностей перед сваркой с целью удаления влаги, адсорбированной поверхностью металла и входящей в состав оксидной пленки в виде гидратированных оксидов. [c.432] При сварке алюминия и его сплавов, не упрочняемых термообработкой, в ОШЗ наблюдаются рост зерна и некоторое разупрочнение, вызванное снятием нагартовки. При сварке алюминиевых сплавов, упрочненных термической обработкой, в ОШЗ также происходит разупрочнение. [c.432] Условные обозначения Р - мощность луча Р - фокусное расстояние АР - заглубление фокуса. [c.432] Алюминиевые сплавы характеризуются высокой теплопроводностью, вследствие чего для их сварки требуется большее количество энергии, чем для сталей. Благодаря высокому значению коэффициента линейного расширения и низкому значению модуля упругости алюминиевые сплавы при сварке характеризуются значительными остаточными деформациями, превосходящими деформации сварных конструкций из сталей. [c.433] Вернуться к основной статье