По своим физико-химическим свойствам цветные металлы и сплавы резко
отличаются от сталей, что необходимо учитывать при выборе вида сварки и
технологии. По химической активности, температурам кипения и плавления,
теплопроводности, плотности, механическим характеристикам, от которых
зависит свариваемость, цветные металлы условно можно разделить на
группы: легкие (алюминий, магний, бериллий); активные и тугоплавкие (титан,
цирконий, ниобий, молибден, тантал, хром); тяжелые (медь, никель);
драгоценные (золото, серебро, платина).
Специфика физико-химических свойств цветных металлов определяет
особенности поведения их в условиях разных видов обработки, в первую
очередь при сварке.
Одной из характерных особенностей большинства цветных металлов является
их высокая химическая активность при взаимодействии с газами воздуха. Это
приводит к окислению металлов, насыщению их азотом и водородом. В
результате наблюдается резкое ухудшение свойств сварных соединений,
появление пор и трещин. Это предопределяет необходимость применять
более качественные виды защиты (инертными газами, специальными флюсами
и покрытиями) по сравнению со сваркой черных металлов и более
качественную подготовку под сварку. Второй характерной особенностью
цветных металлов является их высокая чувствительность к сварочному
нагреву, которая проявляется в образовании крупнокристаллической
структуры металла шва, росте зерна в зоне термического влияния, а для
термически упрочняемых сплавов - в неблагоприятных структурных
изменениях с образованием охрупчивающих выделений и последующем
старении металла, возможно выпадение эвтектических составляющих,
вызывающих местные оплавления границ зерен, что приводит к
существенному изменению свойств по сравнению с исходным материалом.
Поэтому для цветных металлов необходимо более тщательно выбирать
условия сварки и соблюдать стабильность рекомендуемых режимов.
Для некоторых цветных металлов и их сплавов характерна высокая
склонность к горячим трещинам в связи с большой линейной усадкой
кристаллизующегося металла, образованием грубокристаллической структуры
и наличием примесей (алюминиевые, магниевые, никелевые сплавы).
При взаимодействии металлов с водородом могут образовываться хрупкие
гидриды (титан и его сплавы), выделяющиеся в металле с увеличением
объема, что приводит к развитию внутренних напряжений и способствует
образованию холодных трещин. Последние могут развиваться даже при
вылеживании конструкций после сварки. Одним из характерных дефектов
является также пористость, связанная преимущественно с насыщением
сварного соединения газами, в первую очередь водородом. Вследствие
различной растворимости газов в твердом и жидком состояниях, перемещения
их из основного металла в зону сварки, протекания химических реакций с
выделением газообразных продуктов создаются благоприятные условия для
зарождения и развития пористости. Отмеченные особенности требуют
высокой культуры производства при сварке цветных металлов и сплавов.
Каталог сайтов и статей