Свариваемость металлов определяет их способность образовывать при соответствующей технологической обработке соединения, отвечающие установленным параметрам. На этот показатель оказывают влияние химические и механические свойства металлов, строение их кристаллической решетки, наличие примесей в сплаве, степень легирования и пр.
Качество сварного шва определяется физическими и технологическими параметрами. Физическая свариваемость металла присуща всем чистым металлам, их техническим сплавам. Это свойство материалов создавать соединение с устойчивой связью. Технологическая свариваемость – это способность материалов создать соединение, удовлетворяющее заданным эксплуатационным параметрам.
Критерии свариваемости
Характеристики механических свойств металлов при сваривании определяются следующими критериями:
- чувствительность к тепловому воздействию;
- предрасположенность металла к росту зерна с сохранением пластических, прочностных показателей, а также структурными и фазовыми изменениями в области термического воздействия;
- химическая активность металлов, которая влияет на их окисляемость в результате нагревания при сварке;
- стойкость металла к образованию трещин и пор в стыковой зоне во время термического нагрева и последующего остывания.
Кроме того, на качество шва и прочность сварных металлических конструкций большое влияние оказывает их химический состав (присутствие марганца, кремния и пр. элементов), от которого зависит склонность к старению и формирование кристаллизационных трещин в зоне термического нагрева. Поэтому все указанные свойства учитываются при выборе технологии сварки, методов формирования шва, а также параметров термического воздействия.
Классификация сталей по свариваемости
Определение механических свойств металлов и склонность к образованию дефектов в зоне швов позволяет классифицировать их по свариваемости.
- хорошо сваривающиеся – углеродистые и конструкционные стали с содержанием C менее 0.25%. Сварочный шов не содержит закалочной группы металла, в нем отсутствуют трещины. Сварка может осуществляться с использованием любых технологий;
- удовлетворительно сваривающиеся – группа сталей с содержанием углерода от 0.2 до 0.35%, требуют предварительного прогрева до уровня температуры 100-150°C и последующей термообработки;
- ограниченно сваривающиеся – стали, содержащие углерод от 0.35 до 0.45%. Хорошие механические свойства металла шва достигаются предварительным прогревом до температуры 250°C с последующей термообработкой, позволяющей уменьшить остаточные напряжения металла в зоне стыка;
- плохо свариваемые – стали с углеродом в составе более 0.45%, подверженные образованию горячих и холодных трещин в зоне сварки. Даже предварительный прогрев до 300°C и последующая термообработка не может исключить образование дефектов сварного шва.
Сварку конструкций из цветных металлов, имеющих высокую химическую активность (титан, ниобий, вольфрам, молибден), проводят с применением флюсов и защитных покрытий не только шва, но и прилегающей зоны. В качестве основной технологии используют сварку в вакууме или инертного газа высокой чистоты.
Сваривание цветных металлов других категорий (медь, магний, никель, алюминий) осуществляется с применением защиты, которую обеспечивают инертные газы, флюсы и специальные электродные покрытия.
