Сварка разных металлов
Вопрос сварки разных металлов обуславливается трудностью формирования сварных соединений разнородных металлов. Такая постановка вопроса возникла еще в начале развития сварочного производства, и ключевым толчком стало экономическое обоснование вопроса. Первую информацию о сварке разных металлов можно найти еще в сведениях пушечных заводов города Перми. В пермском музее вы найдете стакан, который сварен из разных металлов (бронзы, нейзильбера (Си, Ni,Zn), меди, чугуна, стали, никеля, томпака).
Почему при сварке разных металлов возникают трудности?
- Разная температура плавления соединяемых металлов;
- Термические напряжения металлов;
- Различие в теплопроводности и теплоемкости металлов;
- Разные электромагнитные свойства металлов (что приносит сложность формирования шва);
- Тугоплавкость металла;
- Свариваемость разных металлов.
На характер образования сварного соединения большое влияние оказывает химический состав образующихся фаз (в случае ограниченной растворимости). Конгломерат интерметаллических фаз, образующихся, например, при сварке ниобия со сталью, сохраняется и при последующей термообработке, и все дальнейшее поведение сварного соединения определяется количеством, формой, характером расположения и свойствами прослойки.
Возможность сварки разнородных металлов с образованием прочных связей определяется, прежде всего, физико-химическими свойствами соединяемых металлов и применяемой технологией сварки. Физические свойства металлов, от которых зависит их свариваемость, могут существенно отличаться. Металлургические процессы сварки разных металлов, особенно с различной основой, более сложны и менее исследованы, чем процессы сварки однородных металлов.
Решающее влияние на сварку разных металлов оказывает металлургическая совместимость, которая определяется взаимной растворимостью соединяемых металлов и в жидком, и в твердом состоянии, а также образованием хрупких химических соединений — интерметаллидов. Практически не свариваются плавлением металлы и сплавы, которые не могут взаимно растворяться в жидком состоянии, например железо и магний, чистые свинец и медь, железо и свинец и др. При расплавлении таких пар металлов образуются несмешивающиеся слои, которые при последующем затвердевании могут быть сравнительно легко отделены друг от друга. Образуют сварные соединения металлы и сплавы, в состав
- которых входят элементы, обладающие неограниченной взаимной растворимостью не только в жидком, но и в твердом состоянии, т. е. образующие, непрерывный ряд твердых растворов.
- Взаимная растворимость элементов определяется подобием кристаллических решеток растворителя и растворяемого компонента, разницей в атомных радиусах компонентов и величиной электроотрицательности, характеризующей энергию связи между двумя элементами.