Самым опасным явлением, наблюдающимся при сварке сплавов, упрочняемых термообработкой, следует считать оплавление границ зерен в участках основного металла, прилегающих к шву. В результате оплавления границ зерен прочность соединений, как правило, резко снижается за счет появления трещины.
Термически упрочняемые сплавы системы Аl - Сu до настоящего времени не нашли практического применении для сварных конструкций в основном из-за плохой свариваемости и низкой коррозионной стойкости.
Большинство Al-Si сплавов обладают удовлетворительной свариваемостью. Недостатком их является повышенная склонность к газовой пористости и к трещинообразованию. А.А. Горшков и С.В. Варигин, исследовавшие причины сезонной газовой пористости у сплавов Аl - Сu, установили, что основной причиной газовой пористости в этих сплавах является поглощение и десорбция жидким расплавом водорода, источником которого служат водяные пары. С повышением влажности атмосферного воздуха увеличивается количество абсорбированного водорода и соответственно возрастает пористость.
Сплавы системы Аl - Zn - Mg являются высокопрочными. Механические свойства этих сплавов определяются суммарным содержанием цинка и магния. Они обладают наиболее высокой склонностью к образованию кристаллизационных трещин при содержании 3-5% цинка и небольшом количестве магния - 2%. Это связано с широким температурным интервалом затвердевания. Технологическая прочность сплавов может быть повышена при значительном количестве в шве цинка (10%) и магния. Добавки меди и кремния увеличивают склонность к образованию трещин.
Отличительная особенность сплавов Аl - Zn - Mg – самозакаливаемость, благодаря чему свойства сварных соединений после старения близки к свойствам основного металла. Сплавы этой системы имеют высокие прочностные свойства, удовлетворительную свариваемость и хорошую общую коррозионную стойкость. Важный фактор, сдерживающий применение сплавов системы Al - Zn - Mg - Сu, для изготовления конструкций - значительные трудности, связанные со сваркой этих сплавов: высокая склонность к образованию горячих трещин при сварке, хрупкость сварного соединения, пониженная коррозионная стойкость основного металла и сварных соединений [199].
Сравнивая данные по свариваемости сплавов различных систем можно сделать вывод, что наиболее распространенными недостатками сварных швов являются газовая пористость и склонность к образованию кристаллизационных трещин.
Общепризнанным является мнение, что главным виновником появления пор в сварных соединениях алюминия и его сплавов является водород. Влияние содержания водорода в основном металле на величину пористости в сварном соединении из алюминиевых сплавов АМг6 и АЦМ было исследовано в работе [200]. Экспериментально показано, что водород в основном металле при содержании его выше 0,4 см3 /100г в сплаве АМг6 и 0,23 см3 /100г в сплаве АЦМ может оказывать существенное влияние на величину пористости сварного соединения. С увеличением скорости сварки при уменьшении погонной энергии снижается пористость, так как в этом случае уменьшается время существования сварочной ванны в жидком состоянии, увеличивается скорость охлаждения и сокращается время развития термодиффузионных процессов перераспределения водорода в основном металле.
Для уменьшения газосодержания рекомендуется прогрев деталей из сплава АМг6 при температуре 320°С в вакууме (1∙10-4 мм рт.ст.) в течение двух часов. Длительные выдержки сплава могут привести к понижению коррозионной стойкости. Исследования показывают, что концентрация водорода в зоне сплавления в сварных соединениях из сплавов АМг6 и АЦМ имеет резкий максимум, величина которого в значительной степени зависит от объема металла, прилегающего к шву (околошовной зоны) и содержания в нем водорода. Возникновение максимума концентрации водорода определяется перемещением водорода из холодного основного металла к линии сплавления. Повышенная концентрация водорода в зоне сплавления не всегда приводит к пористости, но существенно снижает пластичность металла этой зоны.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.