Сварка разнородных материалов: 8 распространенных проблем

Разнородные металлы - это металлы, состоящие из разных элементов, таких как алюминий и медь, или сплавы, образованные из одних и тех же основных металлов, с явными различиями в их металлургических свойствах, таких как физические и химические свойства. Они могут использоваться в качестве основного металла, присадочного металла или металла для сварки.

Сайт сварка Соединение разнородных материалов относится к процессу соединения двух или более материалов с различным химическим составом, металлургической структурой и эксплуатационными характеристиками при определенных условиях процесса.

Наиболее распространенным видом сварки разнородных металлов является сварка разнородных металлов сварка сталиЗатем следует сварка разнородных цветных металлов и сварка стали и цветных металлов.

Похожие статьи: Черные и цветные металлы

С точки зрения формы соединения существует три основных сценария: соединение двух различных основных металлов, соединение одного и того же основного металла, но с различными присадочными металлами (например, среднеуглеродистыми закалка и отпуск сталь, соединенная аустенитными сварочными материалами), а также соединение композитных металлических пластин.

Сварка разнородных материалов включает в себя сварку двух различные металлы вместе, в результате чего образуется переходный слой со свойствами и микроструктурой, отличными от свойств основного металла.

Сварка разнородных металлов значительно сложнее сварки аналогичных материалов с точки зрения механизма сварки и технологической операции из-за существенных различий в свойствах элементов, физических и химических свойствах.

Основные проблемы при сварке разнородных материалов заключаются в следующем:

1. Чем больше разница в температурах плавления между различными материалами, тем сложнее их сваривать.

Это происходит потому, что когда материал с низкой температурой плавления достигает состояния плавления, материал с более высокой температурой плавления остается твердым. В этот момент расплавленный материал может легко проникнуть в границу зерен перегретой зоны, что приводит к потере материала с низкой температурой плавления, горению или испарению элементы сплаваи затрудняет сварку сварного соединения.

Например, при сварке железа и свинца (у которых очень разные температуры плавления) эти два материала не только не растворяются друг в друге в твердом состоянии, но и не могут раствориться друг в друге в жидком состоянии. Жидкий металл разделяется на слои и после охлаждения кристаллизуется отдельно.

2. Чем больше разница в коэффициентах линейного расширения между различными материалами, тем сложнее их сваривать.

Чем больше коэффициент линейного расширения, тем выше скорость теплового расширения, тем больше усадка при охлаждении и тем больше сварочное напряжение, возникающее при кристаллизации расплава.

Это тип сварки напряжение нелегко устранить, что приводит к значительной сварочной деформации.

Из-за разного напряженного состояния материалов с обеих сторон шва в сварном шве и зоне термического влияния могут легко образовываться трещины, что может привести к отслоению металла шва и основного металла.

3. Чем больше разница в теплопроводности и удельной теплоемкости между различными материалами, тем сложнее их сваривать.

Теплопроводность и удельная теплоемкость материала могут негативно влиять на условия кристаллизации металла шва, сильно огрублять зернистую структуру и влиять на смачиваемость тугоплавкого металла.

Поэтому важно выбрать мощный источник тепла для сварки и расположить его так, чтобы он был наклонен к стороне основного металла с хорошей теплопроводностью.

4. Чем больше разница в электромагнитных свойствах различных материалов, тем сложнее их сваривать.

Чем больше разница в электромагнитных свойствах материалов, тем более нестабильной будет сварочная дуга, что приведет к ухудшению качества сварки. качественная сварка.

5. Чем больше интерметаллических соединений образуется между разнородными материалами, тем сложнее их сваривать.

Хрупкость интерметаллических соединений делает их склонными к образованию трещин или даже разрывов в сварном шве.

6. При сварке разнородных материалов изменение металлографической структуры или образование новых структур в зоне сварки может привести к ухудшению эксплуатационных характеристик сварное соединениечто создает значительные трудности при сварке.

Механические свойства зона слияния и зоны термического влияния соединения являются плохими, с заметным снижением пластической вязкости.

Снижение прочности соединения и наличие сварочных напряжений делают сварное соединение разнородных материалов склонным к образованию трещин, особенно в зоне термического влияния.

7. Чем выше окисляемость разнородных материалов, тем сложнее их сваривать. Например, сварка плавлением медь и алюминий может легко привести к образованию оксидов меди и алюминия в расплавленном бассейне.

Во время кристаллизации при охлаждении оксид, находящийся на границе зерен, может уменьшить силу межзеренного сцепления.

8. При сварке разнородных материалов трудно добиться того, чтобы сварной шов и оба основных металла отвечали требованию равной прочности.

Это связано с тем, что металлические элементы с низкой температурой плавления подвержены горению и испарению во время сварки, изменяя химический состав шва и снижая его механические свойства, особенно при сварке разнородных цветных металлов.