ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контрольные вопросы из "Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки " Поскольку различные материалы обладают различными физикохимическими свойствами, свойства сварного шва будут определяться свойствами материала, который образовался в зоне шва в результате прошедших процессов. Поэтому представляется целесообразным анализ процесса сваривания разнородных материалов начать с рассмотрения простейших случаев образования соединения между элементарными веществами при наличии единичных физико-химических процессов. Эти простейшие предельные случаи являются частными случаями сваривания разнородных материалов. [c.486] Физико-химические взаимодействия между двумя элементарными материалами характеризуются соответствующими диаграммами состояний. Эти диафаммы построены для равновесных условий и отвечают стабильному состоянию, между тем как процесс сваривания есть процесс метастабильный. Это обстоятельство необходимо учитывать при пользовании диаграммами состояния, с помощью которых можно представить только приближенную схему процесса сваривания. [c.486] Рассмотрим наиболее характерные случаи сваривания двух разнородных материалов с использованием диафамм состояния. [c.486] Распределение материала в шве схематично представлено в нижней части рис. 13.1. [c.487] Свариваемые металлы образуют твердые растворы с ограниченной растворимостью. Как известно, возможны два случая офани-ченной растворимости компонентов в твердом состоянии с образованием эвтектики (рис. 13.2) и с образованием перитектики. Процесс сваривания в обоих случаях протекает аналогично, поэтому ограничимся рассмотрением только первого случая. [c.487] Как только температура сварки достигнет эвтектической, в зонах, расположенных непосредственно на границе, появится жидкая фаза - эвтектика. При дальнейшем повышении температуры количество жидкой фазы будет увеличиваться и состав ее изменяться, как это следует из диаграммы (см. рис. 13.2). [c.487] При медленном охлаждении сварного соединения начнется кристаллизация сплава и распределение его компонентов в сварном шве у фа-ницы материала А будет слой предельного твердого раствора материала Б в А (а), а у границы материала Б - слой предельного твердого раствора материала А в Б ((J). Между этими слоями расположится слой эвтектики (а + Р). При металлографическом исследовании такого шва можно обнаружить между основными материалами А и Б полоску эвтектики. Свойства такого сварного соединения определяются свойствами твердых растворов и эвтектики. [c.487] Типичным представителем твердых растворов с ограниченной растворимостью является система железо-медь. [c.487] Сваривание меди с цинком. Граница свариваемости в этой системе проявляется очень резко. Переходные слои, как правило, не заметны, поскольку они очень узкие. Способность меди хорошо свариваться с цинком используется при оцинковывании медной проволоки вместо покрытия оловом. [c.488] Сваривание свинца с другими металлами. Свинец может свариваться с железом, медью, цинком и никелем. Во всех случаях сваривание производилось с расплавлением свинца качество соединения вполне удовлетворительное, фаница очень извилиста. При большом увеличении места соединения свинец-никель обычно достаточно ясно видны переходные слои, которые, однако, вследствие условий сваривания разорваны и частично перемешаны при спокойном сваривании они образовали бы отдельные полосы в соответствии с диаграммами состояния. [c.488] Свариваемые металлы образуют химическое соединение. В этом случае сваривание усложняется присутствием нового вещества. [c.488] Пусть свариваемые материалы образуют сплавы, диаграмма состояния которых изображена на рис. 13.3. В этом случае в сварном шве будут твердые растворы аир, химическое соединение у и эвтектики а + у и Р + у. Если сваривание происходит с расплав штавлением, а охлаждение достаточно медленное, все эти компоненты будут расположены отдельными слоями, как это схематично представлено на том же рисунке. При металлографическом исследовании между основными материалами А и Б обнаруживается эвтектики а + у со стороны материала Л и р + у со стороны материала Б, а посредине полоска химического соединения у. Свойства сварного соединения будут определяться свойствами вновь образованных веществ и их взаимоотношениями. [c.488] На практике трудно встретить такие пары металлов, которые образовывали бы только химическое соединение. В том или ином объеме будут образовываться также твердые растворы и даже эвтектики. Ниже приведено несколько примеров сваривания, в которых образование химических соединений имеет большое значение. [c.488] Сваривание железа с цинком. Вопрос о взаимодействии железа с цинком хороша изучен в условиях цинкования, когда вследствие сваривания цинка с железом на поверхности последнего образуется слой цинка. При взаимодействии расплавленного цинка с железом сначала образуется слой FeZn7 + Zn, а при дальнейшем повышении температуры - резко ограниченный и хрупкий слой FeZn . [c.489] При сваривании обычным методом с расплавлением образующиеся слои перемешаны и выявляются в виде сплошной темной полосы. При цинковании в спокойных условиях слои проявляются достаточно ясно, определяя собой качество сварного соединения. [c.489] Сваривание олова с никелем и железом происходит аналогично. [c.489] Свариваемые металлы образуют эвтектическую смесь. Диаграмма состояния такой пары материалов изображена на рис. 13.4. Образование сварного соединения в данном случае может произойти только за счет образования эвтектики. Поэтому процесс сваривания из-за отсутствия диффузии не может начаться при температуре ниже температуры плавления эвтектики. Иными словами, сваривание может происходить только в присутствии жидкой фазы, т.е. только с расплавлением и перемешиванием жидких расплавов Ап Б. [c.489] Распределение компонентов по химическому составу схематически представлено на рис. 13.4. При металлографическом исследовании в средине шва обнаруживается полоска, состав которой изменяется от центра к краям шва. [c.490] Вернуться к основной статье