Под технологической свариваемостью понимают способ­ность металлов образовывать прочное соединение без существенного ухудшения их технических свойств в самом соединении и в при­легающей к нему околошовной зоне.

Свариваемость является переменным свойством материала. С усо­вершенствованием технологии и оборудования можно улучшить свариваемость металлов. Технологическую свариваемость не сле­дует рассматривать в отрыве от технологического процесса изготов­ления детали.

Большинство материалов, обладающих достаточной пластич­ностью, хорошо свариваются различными способами контактней сварки. Хорошо свариваются разнородные металлы, если они со­стоят из сплавов на одной основе.

При сварке разнородных металлов иногда возможны осложнения вследствие возникновения ннтерметаллнческих соединений, обла­дающих малой пластичностью.

В табл. 1 приведены физические и механические свойства наи­более распространенных конструкционных. металлов, необходимые при выборе основных параметров режима гх сварки.

Удельное электросопротивление р0 и теплопроводность А, в зна­чительной степени определяют жесткость режима сварки. При ма-

Физические и механические свойства конструкционных металлов Материал Удельное электро - сопро­тивле­ние р, мкОм* ч Тепло­провод­ность я, Вт (м-'С) Темпе- ратуро - іі р овод - ность а, мм*/С Г ® и u И _ и » о * £ • *3 и І - = о5 £ хТ 2 1 X > ъ X Плот­ность V, кг/м5 Темпе­ ратура ПЛ8ВЛЄ- ния Гпл. еС Интер­вал тем­перату­ры кри­сталли­зации, °С Времен­ное со­против­ление СГВ, МПа Предел текуче­сти от, МПа (прн Т, °С) Коэффициент линейного рас­ширения CLf, ГС Низко углеродистые стали 0,13 37,6- 7,1—9 0,67 7830 1530 20 330 70—200 (600) 11,5-10-» Низколеги рован ные и среднелегированные стали 0.22 41,7 7,1-9 0,67 7830 1480 До 150 900 500 (550) 12.10-» * Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали 0,70- 1,20 25,0— 33,3 5,3—7 0,67 7860 1440 60 200—400 250 (900) І4-10-» Титановые сплавы 1,00— 1.50 12,5- 16,7 4,5—5 0,62 4520- 4590 1700 50 650 150 (600) 9-Ю-» Алюминиевые и ма­гниевые сплавы 0,04— 0,06 117—Мб 45,4— 63,9 0,92- 1,29 2800- 1770 620-654 До 130 340—280 30—80 (300) (22—26) 10'* Электродные сплавы на основе меди 0,02- 0,035 250—360 62—89,6 0,45 8900 10S3 ~ 470—800 400 18- Ю-» Примечание. Значения р X, ов указаны при температуре 20 С; си — среднее значение для тепловых расчетов,

лом р0 и боїьшой X выбирают жесткий режим, характеризуемый боїьшой силой тока и малым временем его протекания. Такой режим требуется для сварки алюминиевых сплавов. Для сварки же корро­зионно-стойких сплавов, имеющих противоположное значение р„ и X, выбирают мягкий режим с малой силой юка и большим временем его протекания

Теплопроводность X и температуропроводность а оказывают влия­ние на размеры зоны термического влияния, температуру в кон­такте электрод—деталь, нагрев электродов и др. При жестких режимах количество теплоты, передаваемой в окружающий металл и электроды, меньше, чем при мягких режимах.

Коэффициент линейного расширения осі и температуропровод­ность а влияют на остаточные деформации. С их увеличением де­формации растут. Для алюминиевых сплавов они имеют наибольшее значение, поэтому эти металлы и более склонны к деформациям. Противоположными качествами обладают титановые сплавы, име­ющие меньшие значения а, и а. Предел текучести ст и относитель­ное сужение ф характеризуют пластические свойства металла и определяют прилагаемое усилие и размеры пластической деформации. В условиях точечной и шовной сварки наиболее пластичны легкие сплавы — алюминиевые, магниевые и титановые. Для пластического деформировании коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов, имеющих высокий предел текучести в нагретом состоянии, требуется прилагать большие усилия.

Значительное влияние на качество сварного соединения оказы­вают поверхностные пленки оксидов. Они создают дополнительное сопротивление в контакте, препятствуют образованию сварного соединения. В некоторых оксидных пленках присутствует влага, которая при нагреве приводит к дополнительному окислению ме­талла, увеличивая площадь непровара. В целях улучшения и ста­билизации качества поверхность деталей подготовляют под сварку, очищая ее от оксидов. Если оксидная пленка появляется во время нагрева (например, при стыковой сварке сопротивлением), то при­меняют инертную или восстановительную среду или увеличивают пластическую деформацию. Углеродистые и низколегированные стали имеют оксидные пленки сравнительно небольшой плотное і и. Кор­розионно-стойкие, жаропрочные стали и сплавы, сплавы титана и алюминиевые сплавы имеют твердые пленки с высокой темпера­турой плавления.

При выборе или расчете режимов сварки различных кон­струкционных материалов следует учтпывать их особен­ности.

Низкоуглеродистая сталь — наиболее распространенный мате­риал для изготовления штампо-сварных конструкций. П этих кон­струкциях в основном применяют тонколистовую холоднокатаную сталь с содержанием углерода до 0,15 % С. Она отличается хорошей свариваемостью. Сталь имеет относительно высокое удельное элек­трическое сопротивление, пластична в широком интервале темпе­ратур.

Стыковая сварка стали возможна на воздухе. Образующиеся на торнах деталей оксиды удаляются из стыка при сравнительно невы­соких давлениях и скоростях осадки. Соединения обладают доста­точной прочностью и пластичностью и не требуют последующей термической обработки. *

Углеродистые, низколегированные и среднелегированные стали

также используют при изготовлении штампо-сварных конем рукцпп. Наблюдается тенденция к расширению применения низколегирован­ных сталей. У этих металлов при сварке несколько увеличивается электрическое сопротивление и существенно растет сопротивление пластическим деформациям. Они склонны к закалке, что вызывает после сварки снижение пластичности металла и образование трещин.

Режимы сварки этих металлов выбирают более мягкими или при­меняют специальные циклы для предупрсж синя закалки. При точечной сварке используют двухимиульсный цикл, с отпуском в электродах или пульсирующий (уногоимпульсный) цикл. Свароч­ные усилия и усилия осадки при стыковой сварке увеличивают до 2 раз по сравнению с нпзкоуглеродпстой сталью. При стыковой сварке оплавлением целесообразен цикл с предвари юльпым подо­гревом, что значительно снижает скорость охлаждения.

Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали и сплавы, широко применяют в сварных конструкциях. Это в основном высоколеги­рованные стали с высоким содержанием хрома и никеля. Они харак­теризуются большим электрическим сопротивлением, повышенным сопротивлением пластической деформации ii низкой іеплопровод - ностыо. Дли их сварки применяют меньший (в I.‘э—2 раза) свароч­ный ток, чем для углеродистых сталей. Повышенное сопротивление пластической деформации требует приложения больших усилий сжатия при более продолжительном импульсе тока. Возможное і ь образования тугоплавких оксидов при стыковой сварке снижается при повышенных скоростях оплавления п осадки. При стыковой сварке вследствие относительно медленного нагрева возможно выпа­дение карбидов хрома но границам зерен аустенита н ухудшение коррозионной стойкости стали. Стали с относительно высоким содер­жанием легирующих присадок склонны к образованию горячих трещин, особенно в условиях несвободной уСадкн при точечной н шовной сварке.

Титановые сплавы по своим физическим свойствам близки к кор­розионно-стойким аустенитным сталям. Их сваривают при умерен­ных токах и большом усилии сжатия. К отрицательным свойствам этих сплавов относятся высокая химическая активность к кисло­роду и азоту. При поглощении газов титановыми сплавами резко снижается их пластичность. Стыковую сварку титана проводят в нейтральных газах. Достаточно надежная защита при стыковой сварке достигается и при интенсивном оплавлении деталей. Терми­чески упрочняемые сплавы, воспринимающие закалку, иногда требуют последующей термической обработки.

Алюминиевые и магниевые сплавы характеризуются малым элек­трическим сопротивлением, большой теплопроводностью II высоким

S

коэффициентом линейного расширения. Поверхность алюминиевых сплавов покрыта тугоплавкой пленкой оксидов, которую перед сваркой удаляют. Точечную п шовную сварку этих материалов вы­полняют на жестких режимах.

Большинство этих сплавов отличается широким интервалом кри­сталлизации. В целях предотвращения усадочных дефектов в заклю­чительной стадии цикла повышают усилие проковки. Алюминиевые и особенно магниевые сплавы чувствительны к массопереносу в кон­такте электрод—деталь, что вызывает необходимость частой за­чистки электродов.

При стыковой сварке процесс оплавления деталей и осадку про­водят на больишх скоростях при значительном усилии.

Медь и ее сплавы имеют малое электрическое сопротивление и большой коэффициент теплопроводности. Свариваемость их улуч­шается по мере снижения электропроводимости и теплопроводности. Чистую медь сваривают только па жестких режимах и электродами из вольфрама нлн молибдена. При этом соединение получается со сплошным проплавлением, ухудшающим внешний вид соединения.

> Стыковая сварка этих металлов возможна на больших скоростях оплавлення и осадки.

Ряд тугоплавких металлов (ниобий, тантал, цирконий н др.) достаточно удовлетворительно свариваются точечной сваркой. При сварке молибдена и вольфрама возникают затруднения, связанные с их жаропрочностью и высокой теплопроводностью. Стыковая сварка этих металлов проходит удовлетворительно.