Технология сварки тугоплавких металлов.

Часть 7

С увеличением скорости сварки сокращается время существования жидкой ванны и уменьшается степень насыщения металла газами. При этом сокращается протяженность зоны термического влияния, уменьшаются размеры кристаллитов, а также изменяется схема кристаллизации металла шва.

Результаты испытания соединений сплава  ВМ-1 (s = 1 мм), полученных дуговой сваркой в аргоне, показали, что в зависимости от скорости сварки υсв и наплавления изгиба образцов вокруг осей α – α и б – б (Рис. 6) углы изгиба изменяются в диапазоне 20 - 140°C. Такое различие углов изгиба объясняется изменением направлений главных напряжений при изгибе по отношению к расположением границ кристаллитов, направление которых обусловлено характером распределения теплового поля в металле при сварке.  С увеличением скорости сварки доля отвода теплоты свариваемыми кромками увеличивается, а отвод теплоты в хвостовую часть ванны уменьшается. Поэтому угол наклона оси дендритов θ увеличивается, и направление границ кристаллитов приближается к направлению, перпендикулярному к оси шва.

При изгибе вокруг оси  б – б разрушение происходит по ослабленным границам, и углы изгиба имеют минимальные значения. При изгибе вокруг оси шва (α – α) максимальные значения углов (80-90°)получены на образцах, сваренных на  оптимальных скоростях (60-80 м/ч). Скорость сварки оказывает влияние на структуру металла шва. Со снижением скорости, размеры кристаллитов увеличиваются, ширина средней зоны шва, состоящей из поперечных сечений вершин зерен, также увеличиваются. Оптимальные значения параметров режима сварки для различных сплавов тугоплавких металлов определяется прежде всего  химическим составом сплава, геометрическими размерами свариваемых изделий, условиями теплоотвода при сварке и методом сварки.

   Для повышения механических свойств тугоплавких металлов применяют многокомпонентное легирование элементами, нейтрализующими вредное влияние примесей внедрения за счет образования с ними более прочных соединений, чем с основным металлом. К таким элементам относятся цирконий, углерод, титан и др. Сплавы ниобия, легированные цирконием в количестве до 1%, титаном до 10% или гафнием до 1%, отличаются высокой пластичностью сварных соединений. С повышением содержания циркония выше 1% пластичность сварных соединений снижается за счет образования второй фазы в процессе старения металла.

Рис. 6. зависимость угла изгиба от схемы кристаллизации металла шва.

 

( часть1 - часть2 - часть3- часть4 - часть5- часть6 - часть7- часть8 )