Н л

грата в ходе осадки ножами, укрепленными на зажимных грубках и резко затрудняющими течение металла, необходимое давление осадки увеличивалось почти в 3 раза —- с 20 до 60 кГ/мм*. Та­кой же эффект наблюдается при любом способе осадки с принуди­тельным формированием соединения. Деформация при осадке, а также формирование соединения могут быть облегчены допол­нительным нагревом деталей сварочным током (осадка под током).

В общем случае с увеличением скорости осадки растет сопро­тивление деформированию и, как следствие, повышается рос. Влияние voc на рос мало изучено, при сварке алюминиевых спла­вов обнаружен обратный эффект: с повышением voc необходимое давление падает (рис. 117). Это может быть связано с более вы­сокой температурой зоны соединения к концу осадки, выполняе­мой с высокой скоростью.

| Некоторые факты указывают на зависимость условий осадки и, в частности, рос от жидкотекучести расплавленной стали. Введение в сталь легко окисляющихся элементов (хром, алюми­ний) или элементов, образующих термически стойкие карбиды (ниобий), понижает ее жидкотекучесть. В результате этого может затрудняться равномерное покрытие торцов слоем жидкого ме­талла и удаление его из стыка. Аустенитообразующие элементы (никель, углерод, марганец) увеличивают жидкотекучесть стали, а ферритообразующие, как правило, ее понижают. С увеличе­нием отношения j^j (где [Ni ] — эквивалентная концентрация

в стали никеля, равная сумме Ni + 0,5Mn - f ЗОС, и [Сг] — экви­валентная концентрация хрома, равная Сг + l,5Si - f - 0,5Nb + + Мо), повышающего жидкотекучесть стали, уменьшается рос

глубокоаустенитной стали при k — 1,22 среднее значение ан = 13,7 кГм/см2, в то время как для стали 1Х14Н14В2М (k ==1,17) ан = 24 кГм/см2 и даже для стали Х18Н12М2Т (k — 0,69) ан — 18 кГм/см2. Наблюдаемое различие в поведении сталей с неодинаковым k нельзя связать с затрудне­нием деформации из-за ее двухфазного состава (наличия в сталях с малым k большого количества феррита), так как чистоаустенит­ная сталь 1Х14Н14В2М в интервале температур 800—1200° С обладает большим сопротивлением пластической деформации, чем аустенитно-ферритная сталь Х18Н9Т.

Уже рассматривались некоторые особенности сварки оплавле­нием цветных металлов, как правило связанные с их высокой теплопроводностью и химической активностью. Сварка металлов с невысокой теплопроводностью и не особенно активно взаимо­действующих с кислородом и азотом, например никеля, не вызывает каких-либо специфических трудностей. При сварке металлов с высокой теплопроводностью необходимы очень большие ско­рости оплавления и осадки и, как следствие, высокие давления осадки (медь, алюминий и их сплавы). Титан и его сплавы, не­смотря на низкую теплопроводность, при сварке на воздухе должны оплавляться и осаживаться с высокой скоростью из-за большой химической активности. Это справедливо и для молиб­дена. Если не удается сварить химически активные металлы на воздухе даже при оптимальных параметрах процесса, то приме­няют специальную защиту (см. гл. VII).

Часто сваривают оплавлением разноименные металлы. Эта задача облегчается возможностью совместного оплавления ме­таллов с резко отличающимися физическими свойствами, напри­
мер, тугоплавкого молибдена с малым электросопротивлением, со сталью, температура плавления которой почти в 2 раза ниже, а удельное сопротивление в несколько раз выше. Это, по-видимому, связано с очень высокой температурой в центре контактной пере­мычки, намного превышающей точку плавления обоих сваривае­мых металлов. Кроме того, большая скорость оплавления металла с высоким электросопротивлением и малой теплопроводностью, что суживает зону его нагрева, способствует равномерной де­формации обеих деталей.

Получение соединения с высокими свойствами при сварке разноименных металлов может быть затруднено, во-первых, большими термическими напряжениями, возникающими при охлаждении такого соединения из-за различия коэффициентов теплового расширения, и, во-вторых, в результате появления в стыке хрупких интерметаллидных фаз. Наиболее изучена сты­ковая сварка разноименных сталей и, в частности, сталей перлит­ного или феррито-мартенситного класса (например, с 12% Сг) с аустенитной. При сварке деталей небольшого сечения из разно­родных сталей, как правило, линия соединения представляет собой резкую границу (рис. 119, а) без заметной прослойки про­межуточного состава. Так как расплавленный металл в перемычке, вероятно, перемешивается, то в случае неполного его удаления при осадке из глубоких кратеров в соединении могут появиться прослойки промежуточного состава (рис. 119, б). Наконец, в ходе осадки и последующего остывания соединения еще возможна диффузия разноименных атомов через границу раздела. При сварке сталей эти процессы как правило, не дают результатов, обнаруживаемых металлографически. Однако при сварке оплав­лением металлов, легко образующих интерметаллиды (например, меди с алюминием) даже при очень «жестком» режиме оплавления в течение 1,5—2 сек со средней скоростью 10—12 мм/сек и чрез­вычайно быстром охлаждении стыка вследствие высокой тепло­проводности свариваемых металлов, в соединении возможно образование интерметаллидов СиА12.

Итак, стыковая сварка оплавлением по своей природе занимает промежуточное положение между сваркой плавлением и сваркой в твердом состоянии: на отдельных участках соединение может образоваться между поверхностями твердого металла; однако в основном оно формируется в жидкой фазе, которая затем, в ходе осадки, полностью или частично удаляется из соединения. Только благодаря второму процессу при сварке оплавлением удается получать соединения высокого качества при умеренной деформа­ции осадки. Этим же определяются главные задачи рациональной технологии сварки оплавлением: получить перед осадкой на ров­ных (по возможности) торцах равномерный слой жидкого металла и предупредить его затвердевание до полного закрытия зазора в стыке, т. е. до момента фактического формирования соединения.

Если же в силу тех или иных причин, например очень высокой теплопроводности металла, не удается сохранить на торцах жидкий металл в течение времени, необходимого для формирова­ния соединения, то сварка оплавлением, по существу, прибли­жается к сварке сопротивлением. В этом случае требуется значи­тельная деформация при осадке, достаточная для механического разрушения возможных в стыке окислов и для сближения соеди­няемых поверхностей до физического контакта, і ч < fc roqpji п (і