1.1. Свариваемость и технологические факторы, влияющие на нее

Процесс сварки представляет собой комплекс нескольких одновременно протекающих процессов, основными из которых являются: тепловое воздействие на металл в околошовной зоне, плавление, металлургические процессы, кристаллизация металла шва и взаимная кристаллизация металлов в зоне сплавления. Под свариваемостью понимают отношение металлов к этим основным процессам и ее рассматривают с технологической и физической точек зрения.

По определению ГОСТ 29273-92 (ИСО 4063-90), свари­ваемость — это свойство металла или сочетания металлов обра­зовывать при установленной технологии сварки соединение, отве­чающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуа­тацией изделия. Свариваемость является важной характеристикой сталей и других металлов и прежде всего зависит от свойств свариваемого металла.

Отношение металла к конкретному способу сварки и режиму принято считать технологической свариваемостью. Физическая свариваемость определяется процессами, протекающими в зоне сплавления свариваемых металлов, в результате которых образу­ется неразъемное сварное соединение. Сближение частиц и соз­дание условий для их взаимодействия осуществляются выбранным способом сварки, а протекание соответствующих физико-химичес­ких процессов определяется свойствами соединяемых металлов. Эти свойства характеризуют физическую свариваемость.

Свариваемые металлы могут иметь одинаковые и различные химический состав и свойства. В первом случае — это однородные по химическому составу и свойствам металлы, во втором — раз­нородные. Все однородные металлы обладают физической свари­ваемостью. Свойства разнородных металлов иногда не обеспечи­вают протекание необходимых физико-химических процессов в зоне сплавления, поэтому эти металлы не обладают физической свариваемостью.

К технологическим факторам, влияющим на свариваемость, можно отнести такие особенности сварки, как:

• резкое отличие химического состава, механических свойств и структуры металла шва от химического состава, структуры и свойств основного металла;

• высокую температуру нагрева; в малый объем сварочной ванны;

« специфичность атмосферы над сварочной ванной;

• форму и конструкции свариваемых деталей, обусловливающие нежелательные последствия;

• изменение структуры и свойств основного металла в зоне термического влияния (ЗТВ);

• возникновение в сварных конструкциях значительных напря­жений, приводящих в ряде случаев к образованию трещин;

• образование в процессе сварки тугоплавких трудноудаляемых оксидов, затрудняющих протекание процесса и загрязняющих металл шва и понижающих его качество;

• образование пористости и газовых раковин в металле шва, на­рушающих плотность и прочность сварного соединения.

Для определения технологической свариваемости необходимы информация о химическом составе, структуре и механических свойствах металла шва, которые находятся в прямой зависимости от способа сварки, а также оценка структуры и механических свойств околошовной зоны, склонности сталей к образованию трещин.

Существующие способы определения технологической свари­ваемости можно разделить на две группы. К первой относят пря­мые способы, когда свариваемость устанавливают при сварке образцов определенной формы. Эти способы позволяют получить прямой ответ на вопрос о предпочтительности того или иного спо­соба сварки и трудностях, возникающих при сварке, рациональ­ном режиме сварки и т. д.

Ко второй группе относят косвенные способы, когда сварочный процесс заменяют другими процессами, взаимодействие которых с металлом имитирует влияние сварочного процесса, например термическая обработка при температурах, близких к температуре

сварочного процесса. Эта группа способов не может дать прямого ответа на вопросы, связанные с практическим осуществлением сварки, и они могут рассматриваться только как предварительные лабораторные испытания. >