Особенности применения сварки плавлением и давлением

Различия в способах образования неразъемного соединения при сварке плавлением и давлением определяют подход к выбору их при изготовлении сварных конструкций.

Способы сварки плавлением получили широкое распространение благодаря их преимуществам по сравнению с другими способами:

• • возможностью сварки в монтажных и цеховых условиях;
• • разнообразием применяемых типов соединений;
• • широкими возможностями сварки конструкций различных габаритов;
• • широким диапазоном свариваемых толщин металла — от нескольких микронов, например при сварке световым лучом, до 1 м и более — при электрошлаковой сварке;
• • возможностью изменения химического состава наплавленного металла. При сварке можно изменить химический состав наплавленного металла, применяя сварочные проволоки различных марок и внося легирующие элементы в электродное покрытие или флюс. Это широко используется при сварке низколегированных и легированных сталей;
• • возможностью сварки швов в любых пространственных положениях.

Сварка плавлением, однако, имеет ряд недостатков.

• 1. Кристаллизация металла шва протекает при растягивающих напряжениях, что является одной из причин образования трещин.
• 2. Необходима защита металла шва от воздействия атмосферы. Если не принимать каких-либо мер по его защите, то наплавленный металл будет иметь, но сравнению с основным весьма низкие механические свойства, прежде всего пластичность. Создание шлаковой и газовой защиты, применение вакуума уменьшают влияние атмосферы на металл или исключают его полностью.
• 3. Возможно образование (особенно при сварке разнородных металлов) в наплавленном металле хрупких интерметаллических включений, ликвация примесей в шве. Степень ликвации, как и само количество включений в металле, а также их расположение в шве влияют на прочность сварных конструкций. Примеси часто являются причиной возникновения трещин при сварке.
• 4. Образуются напряжения и деформации при сварке.
• 5. Шов имеет литую структуру, кроме того, изменяется структура и основного металла вблизи шва иод влиянием нагрева при сварке.

Методы сварки давлением (термомеханические и механические) имеют определенные преимущества по сравнению с методами сварки плавлением, Применение способов сварки давлением значительно расширило диапазон свариваемых материалов, в том числе разнородных металлов, а также неметаллических материалов, исключило в ряде случаев возникновение при сварке трещин, пористости, способствовало уменьшению деформаций сварных узлов. Важным является тот факт, что сварка давлением вызывает менее значительные изменения основного металла, чем сварка плавлением, хотя упругопластические деформации, необходимые при сварке без нагрева, приводят к некоторому физическому упрочнению металла шва и прилегающих к нему участков. В результате ухудшается пластичность металла, что следует учитывать при назначении конструктором механических методов сварки.

Термомеханические и механические методы легче механизировать и автоматизировать, при большинстве из них достигается высокая производительность. Все это предопределило достаточно широкую область применения способов сварки давлением.

В то же время некоторые особенности указанных технологических процессов, связанные в основном с необходимостью использования при сварке давления, ограничивают их применение в ряде конструкций.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Какие основные причины препятствуют образованию монолитного сварного соединения, и каковы способы их устранения?
• 2. Назовите сопутствующие явления при сварке плавлением или давлением. Как они влияют на свойства основного материала и сварной конструкции?
• 3. Какие факторы способствуют широкому применению сварки в современных конструкциях?
• 4. По какому принципу классифицируются методы сварки?