книги / Сварка магниевых сплавов

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Прочность сварных соединений различных магниевых спла­ вов составляет от 75 до 100% прочности основного металла (табл. 18).

Таблица 18

Механические свойства* стыковых соединений деформируемых магниевых сплавов при комнатной температуре (присадочный металл основного состава)

I1

*В данной и последующих таблицах в числителе даны минимальные а максимальны! значения, а в знаменателе — средние при испытании 5 образцов.

**Без термообработки после сварки.

Наименьшее разупрочнение происходит при сварке термически не упрочняемого сплава МА2—1. При достаточно жестких режи­ мах сварки листового материала малых толщин на этом сплаве

таллом является проволока из сплава МА2-1, которая позволяет получать сварные соединения с более мелкозернистой структу­ рой, чем в случае сварки присадочным металлом основного состава, и повысить предел прочности и пластичность сварных

52

инертного газа, составляет около 100% предела прочности основного сплава (табл. 18, 22). Как правило, сварные соеди­ нения из указанных сплавов характеризуются высокими меха­ ническими свойствами металла шва (табл. 23), мелкозернистой

Таблица 22

Механические свойства сварных соединений, выполненных аргоно-дуговой сваркой из магниевых сплавов систем

Mg—Al—Zn и Mg—Al—Zn—Мп (США)

•* Mg — 2,7%Zn — 0,7%Zr — 3.3% редкие элементы. Mg— 4,0% редкие элементы — 0.7% Zr.

его структурой и пониженными свойствами зоны теплового влияния вследствие роста зерна в этой зоне.

54

Таблица 26

Механические свойства сварного соединения сплава МА13, термообработанного после аргоно-дуговой сварки

Таблица 27

Механические свойства сварных соединений из магниевых сплавов при различных температурах

* Состояние после сварки.

После сварки закалка + старение. Система Mg — Nd — La — Zr — Ag.

Редкоземельные металлы способствуют измельчению зерна и при аргоно-дуговой сварке листового металла из сплава систе­ мы Mg — 3% Z n — 2%-Mn редкоземельные металлы. Особен­ но активно влияет на измельчение зерна металла шва цирко­ ний при содержании его в присадочном металле не менее 0,5% (табл. 24). При аргоно-дуговой сварке сплава присадочным ме-

56

Таблица 28

Механические свойства сварных соединении из деформируемых магниевых сплавов, применяемых в США, при различных температурах [15, 19)

таллом основного состава шов приобретает крупнозернистое строение, при сварке присадочным металлом системы Mg—Nd—Zr сохраняется мелкозернистость, близкая к струк­ туре основного металла. Подбором присадочного металла мож­ но повысить предел прочности сварных соединений сплава МА11 (табл. 25).

Все сплавы, содержащие торий, обладают хорошей свари­ ваемостью. Отечественный сплав марки МА13 хорошо сварива­ ется аргоно-дуговой сваркой присадочным металлом основногосостава. Исследования, проведенные Б. В. Шпагиным, показали, что наибольшая прочность металла сварного шва достигается при использовании присадочного металла, содержащего около. 3% Zn.

Прочностные свойства сварных соединений деформируемых теплопрочных сплавов при комнатной температуре низкие, что

57

Г л а в а ill

ДУГОВАЯ СВАРКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ

Сварка плавлением магниевых сплавов подобно алюминие­ вым может выполняться лишь при условии надежной защиты сварочной ванны и близлежащих участков основного металла от окружающей атмосферы. Для выполнения сварки необходи­ мо также разрушить тугоплавкую окисную пленку на поверх­ ности свариваемого металла.

Перечисленным условиям сварки магниевых сплавов удо­ влетворяет дуговая сварка в среде защитного газа, в качестве которого наиболее часто применяется инертный газ — аргон. Возможно также применение и другого инертного газа — гелия.

В промышлености при изготовлении сварных конструкций из магниевых сплавов применяются следующие способы дуговой сварки: в среде защитного газа неплавящимся вольфрамовым электродом, плавящимся металлическим электродом, а также трехфазной дугой в среде защитного газа.

Практика показала, что дуговая сварка в среде защитного газа обеспечивает хорошую и надежную защиту металла шва от кислорода и азота воздуха и более высокие механические свойства сварных соединений из магниевых сплавов, чем газо­ вая сварка.

Газовая сварка, возможная только с применением флюсов, не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к свар­ ным соединениям из магниевых сплавов в настоящее время. Остаточные деформации, вызываемые газовой сваркой, значи­ тельно больше, чем при аргоно-дуговой сварке. После выполне­ ния газовой сварки с флюсом (особенно с хлористым) для пре­ дупреждения коррозии с поверхности сварного шва необходимо удалить остатки флюса и шлака (промывкой в горячей воде, протиркой щетками и т. д.). В настоящее время разработан флюс, который не содержит ионов хлора и не приводит к коррозии ме­ талла сварного соединения.

Попытки применить в промышленном производстве дуговую сварку обмазанными электродами до сих пор не увенчались успехами.

59

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ

Оборудование для 'сварки можно разделить на две группы: сварочное и вспомогательное. К сварочному оборудованию от­ носятся источники тока, горелки для ручной сварки, 'сварочные головки для автоматической сварки аппаратура управления, га­

рочным постом. Дуговая сварка в среде защитных газов неплавящимся элек­

тродом в настоящее время наиболее распространенный в про­ мышленности вид сварки легких сплавов.

Принципиальная электрическая схема установки для сварки магниевых сплавов неплавящимся электродом па переменном токе приведена на рис. 35. Питание сварочной дуги осуществля­ ется от специальных сварочных трансформаторов. Дроссель предназначен для регулировки тока, а также для получения требуемых для сварки электрических характеристик дуги. Осо­ бенностью оборудования для сварки магниевых сплавов явля­ ется наличие в электрической схеме устройств для подавления постоянной составляющей сварочного тока, возникающей при горении дуги между вольфрамовым электродом и изделием.

Постоянная составляющая тока возникает за счет разной величины работы выхода электрона е поверхности вольфрамо­ вого электрода и поверхности свариваемого металла. Постоян­ ная составляющая ухудшает формирование шва, поскольку она нарушает процесс катодного распыления окисной пленки на поверхности шва. Подавление постоянной составляющей тока осуществляется балластным -реостатом, аккумуляторными или конденсаторными батареями. Последний способ наиболее рас­ пространен. Во всех случаях для возбуждения сварочной дуги применяется осциллятор. Могут -быть использованы осциллято-

60