К разнородным металлам относятся металлы, состоящие из разных элементов (например, алюминий, медь и т. д.) или определенные сплавы, образованные из одного и того же основного металла (например, углеродистая сталь, нержавеющая сталь и т. д.), которые имеют значительные различия в металлургических свойствах, например физических свойства, химические свойства и т. д. Их можно использовать в качестве основного металла, присадочного металла или металла сварного шва.
Сваркой разнородных материалов называется процесс сварки двух или более разных материалов (имеется в виду разный химический состав, металлографическая структура, свойства и т. д.) при определенных технологических условиях. Среди сварки разнородных металлов наиболее распространена сварка разнородных сталей, за ней следуют сварка разнородных цветных металлов и сварка стали и цветных металлов.
С точки зрения форм соединений существуют три основные ситуации, а именно соединения с двумя разными металлическими основными материалами, соединения с одним и тем же основным металлом, но разными присадочными металлами (например, соединения с использованием аустенитных сварочных материалов для сварки среднеуглеродистой закаленной и отпущенной стали, и др.), а также сварные соединения композитных металлических пластин и др.
При сварке разнородных материалов при сварке двух разных металлов неизбежно образуется переходный слой с отличными от основного металла свойствами и структурой. Поскольку разнородные металлы имеют существенные различия по элементным свойствам, физическим свойствам, химическим свойствам и т. д. по сравнению со сваркой одного и того же материала, сварка разнородных материалов значительно сложнее по механизму сварки и технологии работы. .
Сварочное оборудование Xinfa отличается высоким качеством и низкой ценой. Для получения подробной информации посетите:Производители сварочных и режущих станков - Китайские фабрики и поставщики сварочных и режущих станков (xinfatools.com)
Основные проблемы, существующие при сварке разнородных материалов, заключаются в следующем:
1. Чем больше разница температур плавления разнородных материалов, тем труднее сваривать.
Это связано с тем, что когда материал с низкой температурой плавления достигает расплавленного состояния, материал с высокой температурой плавления все еще находится в твердом состоянии. В это время расплавленный материал легко проникает в границы зерен перегретой зоны, вызывая потерю легкоплавкого материала и горение или испарение элементов сплава. Усложнить сварку сварных соединений. Например, при сварке железа и свинца (которые имеют очень разные температуры плавления) эти два материала не только не растворяют друг друга в твердом состоянии, но и не могут растворять друг друга в жидком состоянии. Жидкий металл распределяется слоями и после охлаждения кристаллизуется отдельно.
2. Чем больше разница коэффициентов линейного расширения разнородных материалов, тем труднее сваривать.
Материалы с более высокими коэффициентами линейного расширения будут иметь более высокие коэффициенты теплового расширения и большую усадку во время охлаждения, что приведет к большим сварочным напряжениям при кристаллизации расплавленной ванны. Это сварочное напряжение нелегко устранить, что приводит к большой сварочной деформации. Из-за разного напряженного состояния материалов по обе стороны сварного шва легко вызвать трещины в сварном шве и зоне термического влияния и даже вызвать отслоение металла шва от основного металла.
3. Чем больше разница в теплопроводности и удельной теплоемкости разнородных материалов, тем труднее сваривать.
Теплопроводность и удельная теплоемкость материала ухудшают условия кристаллизации металла шва, серьезно укрупняют зерна и влияют на смачиваемость тугоплавкого металла. Поэтому для сварки следует использовать мощный источник тепла. Во время сварки положение источника тепла должно быть обращено к стороне основного металла с хорошей теплопроводностью.
4. Чем больше электромагнитная разница между разнородными материалами, тем труднее сваривать.
Потому что чем больше электромагнитная разница между материалами, тем нестабильнее будет сварочная дуга и тем хуже будет сварной шов.
5. Чем больше интерметаллических соединений образуется между разнородными материалами, тем труднее сваривать.
Поскольку интерметаллиды относительно хрупкие, они могут легко вызвать трещины или даже поломку сварного шва.
6. В процессе сварки разнородных материалов из-за изменения металлографической структуры зоны сварки или новообразованных структур ухудшаются рабочие характеристики сварных соединений, что доставляет большие трудности сварке.
Механические свойства зоны совместного сплавления и зоны термического влияния плохие, особенно существенно снижается пластическая вязкость. Из-за снижения пластической вязкости соединения и наличия сварочных напряжений сварные соединения разнородных материалов склонны к образованию трещин, особенно в зоне термического влияния сварки, которая с большей вероятностью растрескается или даже сломается.
7. Чем сильнее окисление разнородных материалов, тем труднее сваривать.
Например, когда медь и алюминий свариваются плавлением, в ванне расплава легко образуются оксиды меди и алюминия. Во время охлаждения и кристаллизации оксиды, присутствующие на границах зерен, могут снизить силу межзеренной связи.
8. При сварке разнородных материалов сварному шву и двум основным металлам трудно соответствовать требованиям одинаковой прочности.
Это связано с тем, что металлические элементы с низкими температурами плавления легко подгорают и испаряются при сварке, что изменяет химический состав шва и снижает его механические свойства, особенно при сварке разнородных цветных металлов.
Время публикации: 28 декабря 2023 г.
