On — начальный уровень напряжений, соответствующий начальному моменту времени релаксации). Под длительностью релаксации напряжений при кварке
прокаткой |
понимают длительность деформации, по |
завершении которой |
Р = а а<о, |
где о — уровень критических напряжений в |
процессе релаксации |
при котором образовавшиеся в зоне соединения межатомные связи н^ раз рушаются. Образование соединения в этом случае заканчивается схваты ванием контактных поверхностей и релаксацией напряжений в той мепе> в какой это необходимо для сохранения образовавшихся межатомных свя зей. При этом длительность полного схватывания этих поверхностей 0Пределяется длительностью их активации [2].
15.1.3. Технологические возможности
Сваркой прокаткой получают коррозионностойкие, износостой кие, антифрикционные, электропроводные, инструментальные, жаростойкие, термоупругие, контактные, переходниковые, де коративные слойные конструкции, поперечные сечения которых представлены на рис. 15.2 [1].
15.2. Технология сварки
При разработке технологии сварки прокаткой необходимо учи тывать условия эксплуатации сварных соединений и условия изготовления из них изделий резкой, вальцовкой, штамповкой, сваркой и т. д.
В табл. 15.1 [1] приведены возможные варианты сочетаний свариваемых материалов.
15.2.1. Подготовка к сварке
Исходной заготовкой служит пакет, состоящий из двух слоев металла в виде пластин или слябов. Перед сборкой в пакеты заготовки правят, а их свариваемые поверхности механически обрабатывают, зачищают стальными Щетками или подвергают травлению и обезжириванию. Применяют одинарные пакеты — для изготовления одного листа, двойные симметричные па кеты— для изготовления двух листов одинаковой толщины, двойные несимметричные пакеты — для изготовления двух ли стов разной толщины, тройные пакеты—для изготовления трех листов, два из которых двухслойные, а один трехслойный (рис. 15.3) [1]. Для предотвращения окисления поверхности загото вок при нагреве перед сваркой пакеты герметизируют по пери метру сварным швом.
Для облегчения формирования сварного соединения, а также для уменьшения диффузии углерода из основного слоя в пла кирующий, особенно при получении коррозионностойких мате риалов, в зону соединения вводят промежуточные прослойки.
Основа
У глеродистая или низколегированная сталь
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ |
ВОЗМОЖНОСТИ |
ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЙНЫХ |
МАТЕРИАЛОВ ПО |
СОЧЕТАНИЮ |
СОСТАВЛЯЮЩИХ [I ] |
|
|
Металлопродукт |
|
1 |
ЛИСТОВОЙ |
сортовой |
|
|
Плакирующий слой
Н ерж авею щ ая, конст рукционная или инстру ментальная сталь
|
ТОЛСТОЛНСТОВОЙ |
тонколистовой |
ленточный |
круглый |
квадратный |
прямоугольный |
треугольный |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Цветные металлы или их сплавы
Т угоплавкие металлы или вы соколегирован ные сплавы на их основе
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Углеродистые |
стали, |
Д рагоценны е или редкие |
+ |
+ |
+ |
О |
о |
0 |
о |
цветные металлы или |
металлы |
|
|
|
|
|
|
|
|
их сплавы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цветные металлы или |
Цветные металлы или их |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
сплавы на их |
основе |
сплавы |
|
|
|
|
|
|
|
|
фасонный |
|
|
|
угловой |
швеллерный |
зетовый |
специальный |
+ |
+ |
+ |
+ |
0 |
О |
О |
О |
О |
о |
О |
О |
о |
0 |
О |
о |
О |
О |
О |
О |
П р и м е ч а н и е : + — возможно» о — невозможно.
о
Рис. 15.3. Конструкция одинарного (а), двойного симметричного (б), двойного неснн* метричного (в) н тройного (г) пакетов:
1 — основной |
слой; |
2 — плакирующий слой; 3 — промежуточный |
разделительный |
слой; |
||||
4 — планки |
из |
углеродистой |
стали; |
5 — сварной шов |
|
|
||
Подбор прослоек |
|
|
|
|
|
|||
По уровням |
активности |
углерода |
прослойки |
делятся на |
три |
|||
группы |
(рис. |
15.4) [1]. К группе I относятся прослойки, у ко |
||||||
торых |
коэффициент |
активности |
углерода fa |
максимальный, |
||||
т. е. f3>fi'>h |
(где f1 и f2 — коэффициенты активности углерода |
|||||||
в основном и плакирующем слоях соответственно). Ко И группе относятся те прослойки, у которых fa минимальный, т. е.
f3< f2< fu |
И к |
III — те, у которых fa=f\. |
являются прослойки |
||
Оптимальными |
(табл. 15.2) |
£1], |
|||
I группы, |
а |
именно |
прослойки из |
никеля и сплава монель, |
|
применение которых не требует снижения температуры сварки. Прослойки из сплава системы Ni — Си целесообразно дополни-
12001000 800 700 600550500 425 f t
Ряс. 15.4. Температурная зависи мость коэффициентов активности углерода в составляющих биме талла 08Х18Н10Т, 08X13, в железе, никеле, а также в никеле +30 % Си, меди с нанесенными обла стями поиска прослоек разных типов:
/, //, |
/// — области поиска про |
слоек |
соответствующих типов |
ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСЛОЕК [1 3
Состав прослойки |
Окисляемость |
|
при температу |
||
|
|
рах сварки |
N1 |
|
Низкая |
Со |
|
Пониженная |
Си |
|
Высокая |
Ni + 50 * |
Си |
Низкая |
N I4-30X |
Си |
|
N1 4- (1 + Ю) * (Сг. V. W, Nb. Ti) |
Пониженная |
|
Fe 4- 26 * |
Сг |
Высокая |
N1 4-20 * |
Сг |
Пониженная |
Fe 4- 3* Si |
Высокая |
|
Fe 4-0,5 * |
V |
|
Fe 4 -0 ,5 * |
W |
» |
Свариваемость |
Охрупчива |
ние |
|
компонентов |
прослоек |
СтЗ + 08X13; |
после тер |
СтЗ 4- 08Х18Н ЮТ |
мического |
|
воздействия |
Группа |
1 |
Хорошая |
Нет |
Удовлетвори- |
|
тельная |
|
Хорошая |
|
Группа 2
Хорошая Есть
Небольшое
Удовлетвори Есть тельная
Хорошая Нет
»»
Барьерные свойства прослоек по отношению к углероду при изготов лении (числитель) н экс плуатации (знаменатель)
08X13 08Х18Н9
Средние Средние
Средние Средние
Низкие Высокие Средние Средние Высокие Высокие
Высокие Высокие Высокие Высокие Высокие Высокие Средние Средние Высокие Высокие
Высокие Высокие Средние Высокие
Высокие Высокие Средние Высокие Высокие Высокие Средние Высокие Низкие Средние Средние Средние Низкие Низкие
Средние Средние
Низкие Низкие Высокие Средние
Влияние на свойства шва, полученного сваркой плавлением
Положительное
Отсутствует
Отрицательное
Положительное
Отсутствует
Положительное
Отрицательное
Положительное
»