Глава VIII Технологические особенности сварки различных металлов и сплавов

1. СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Ряд сталей, цветных и тугоплавких ме­таллов и сплавов обладает пониженной свариваемостью, которая проявляется в изменении механических и физико-химических свойств металла в зоне свар­ного соединения по сравнению с основ­ным металлом и образовании дефектов в виде трещин, пор и т.д.

Прочность и твердость шва при сварке сплавов, как правило, ниже, чем у основно­го металла. Это объясняется тем, что для предотвращения трещин шов часто выпол­няют менее легированными материалами, чем основной металл. Пониженная пла­стичность шва может быть обусловлена крупнокристаллитной литой структурой и повышенным содержанием газов.

В зоне термического влияния (з. т. в.), т.е. на участке основного металла, приле­гающего к шву, под действием нагрева происходят фазовые и структурные пре­вращения: оплавление границ зерен; ук­рупнение зерен; в сплавах с полиморфны­ми превращениями образование структур­ных составляющих закалочного типа и др. Характер и завершенность превращений помимо состава сплавов определяется сварочным термическим циклом, т.е. зави­симостью температуры от времени. Сва­рочный термический цикл характеризует­ся скоростью и максимальной температу­рой нагрева и скоростью охлаждения. В результате фазовых превращений, на­пример в з. т. в., легированных сталей воз­можны существенное повышение твердо­сти и снижение пластичности (рис. 5.47).

274

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

/

\

НУ

-£.

\1

Рис. 5.47. Неоднородность механических свойств различных зон сварного соединения легированной стали:

/ - основной металл; 2 - шов; 3 - зона термического влияния; HV - твердость; 5 - пластичность (относи­тельное удлинение)

Наиболее опасным проявлением пони­женной свариваемости является образова­ние горячих и холодных трещин в шве и з. т. в. (рис. 5.48). Причины возникновения трещин - снижение пластичности и проч­ности как в процессе кристаллизации шва (горячие трещины), так и в послесвароч-ный период вследствие полиморфных превращений и насыщения газами (холод­ные трещины) и развитие сварочных де­формаций и напряжений.

Рис. 5.48. Вид трещин сварных соединений: а - горячих; б - холодных: / - столбчатые кристал­литы; 2 - расположение жидких прослоек при завер­шении кристаллизации шва; 3 - трещины

Возникновение собственных свароч­ных напряжений (т.е. без приложения внешних сил) связано с неравномерно­стью температурного поля при сварке. Вследствие неравномерного разогрева заготовки при сварке (рис. 5.49, а) темпе­ратурные деформации шва и з. т. в. огра­ничиваются в результате сопротивления менее нагретых зон основного металла.

Вместо удлинения отдельных слоев свариваемого металла в соответствии с зависимостью +сс_тГ (сс_т - температурный коэффициент металла; Т - максимальная температура нафева слоя) происходит равномерное удлинение всей свариваемой

*а_тТ

* 6j,*f(y)

_JiS

а)

Рис. 5.49. Процесс возникновения сварочных напряжений при сварке пластин встык:

Т=/(у) - распределение температуры по оси Оу; <у„ ~f(x) и <у_у =f(y) - распределение остаточных продольных

напряжений по осям Ох и Оу соответственно

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 275

пластины, в результате чего грань пласти­ны/в момент максимального разогрева занимает положение 2. Поэтому шов и прилегающая к нему зона металла при нагреве претерпевают местную необрати­мую пластическую деформацию сжатия, пропорциональную заштрихованной пло­щади 3. Таким образом, к началу охлаж­дения эти зоны оказываются укороченны­ми. После охлаждения и обратной темпе­ратурной деформации они должны были бы занять положение в соответствии с зависимостью -а_тТ (рис. 5.49, б). Однако их температурная деформация снова огра­ничивается реакцией основного металла. В результате происходит равномерное уко­рочение всей пластины, и грань пластины 1 занимает положение 4. Поскольку шов и зона термического влияния связаны с ос­новным металлом, они претерпевают внут­реннюю упругопластическую деформацию растяжения, пропорциональную заштрихо­ванной площади 5. Соответствующие уп­ругой деформации растягивающие напря­жения (+) в шве и з. т. в. уравновешиваются сжимающими напряжениями (-) в основ­ном металле (рис. 5.49, в).

Внешние наблюдаемые деформации сварных заготовок (например, укорочение пластины после сварки, соответствующее перемещению ее грани I в положение 4) не совпадают с внутренними упругопла-стическими деформациями, а их величины противоположны: чем больше внешние деформации, тем меньше внутренние де­формации. Величина и знак собственных сварочных напряжений определяются внутренними деформациями.

Снижение внутренних деформаций и напряжений - один из путей предупреж­дения трещин. Для этого необходимо уменьшить реакцию основного металла на разогреваемые до высоких температур шов и з. т. в. Следует уменьшить геомет­рическую жесткость свариваемых загото­вок, исключить их закрепление при свар­ке, а также применить предварительный подогрев для выравнивания температур по объему заготовки. Сварочные напряжения

снимаются также после сварки высоким отпуском. В то же время методы снижения внутренних деформаций и напряжений (кроме отпуска) приводят к увеличению внешних деформаций сварной заготовки. Для устранения последних, наоборот, не­обходимо увеличение жесткости заготовок (постановка ребер, мембран и т.п.) или закрепление их при сварке. Выбор усло­вий сварки определяется тем, что в дан­ном случае опасней - трещины или короб­ление заготовки.

Горячие трещины образуются в период кристаллизации сварного шва, когда ме­талл находится в двухфазном твердо-жидком состоянии. В этом состоянии ме­талл имеет очень малые пластичность и прочность. В результате развития внутрен­них сварочных деформаций растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидким прослойкам между кристаллита­ми. Условие такого разрушения - превы­шение величины сварочных деформаций минимальной пластичности металла шва в интервале кристаллизации. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристалли­зация шва (см. рис. 5.48, а). Горячие тре­щины могут образовываться в сварных швах сплавов различных металлов, осо­бенно имеющих широкий интервал кри­сталлизации. Склонность к горячим тре­щинам повышается при наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последняя равносильна увеличению ин­тервала кристаллизации, т.е. времени пре­бывания металла в двухфазном состоянии.

Холодные трещины чаще всего возни­кают в з. т. в. после полного затвердевания сварного шва в период окончания охлаж­дения или последующего вылеживания сварной конструкции в течение несколь­ких суток (см. рис. 5.48, б). Холодные трещины характерны для углеродистых и легированных сталей, если они при сварке претерпевают полную или частичную за-

276

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

калку, усиленный рост зерна, повышенное насыщение газами, особенно водородом. Эти процессы приводят к снижению прочности и пластичности металла, т.е. его охрупчиванию. Если сварочные на­пряжения превышают прочность металла в указанном состоянии, то образуются холодные трещины.

Потенциальную склонность стали к образованию холодных трещин можно оценить по значению соответствующего ей эквивалента углерода, %:

С_экв = С + Si/24 + Mn/6 + Сг/5 + Ni/Ю +

+ Mo/4 + V/14 + 5B.

Стали, у которых С_экв > 0,4 %, счита­ются склонными к образованию холодных трещин.

Поры в сварных швах образуются в процессе кристаллизации сварного шва. Причины появления пор: насыщение газа­ми расплавленного металла сварочной ванны с последующим выделением газов в виде пузырьков при затвердевании шва в результате резкого уменьшения их рас­творимости в твердом металле. Поры в швах образуются вследствие повышенной влажности электродных покрытий, флю­сов, защитных газов (насыщение водоро­дом), нарушения защиты (насыщение азо­том) и интенсивных окислительных про­цессов в шве (насыщение оксидом углеро­да); охлаждения сварных швов при кри­сталлизации с большой скоростью, что затрудняет выход пузырьков газа из кри­сталлизующегося шва в атмосферу.

2. СВАРКА УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Низкоуглеродистые (менее 0,3 % С) и некоторые низколегированные стали об­ладают хорошей свариваемостью и соеди­няются большинством способов сварки без особых трудностей.

Углеродистые и легированные стали с со­держанием более 0,3 % С (стали 45, 30ХГСА, 40ХНМА и др.) при типовых режимах сварки претерпевают закалку в з. т. в. Со­ответствующие этим режимам скорости

охлаждения для указанных сталей доста­точно высоки и приводят к образованию мартенситной микроструктуры. Поэтому для сварных соединений этих сталей ха­рактерны повышенная твердость и пони­женная пластичность в з. т. в.

В жестких сварных узлах, в которых образуются высокие сварочные напряже­ния, в закаленной з. т. в. возможно образо­вание холодных трещин. Склонность к хо­лодным трещинам повышается при насы­щении металла водородом, который сни­жает пластичность закаленного металла. Источником водорода служит влага в по­крытиях электродов, флюсах и защитных газах, которая разлагается в дуге, и атомар­ный водород насыщает жидкий металл сва­рочной ванны. В результате диффузии во­дорода им насыщается также з. т. в.

Для обеспечения хорошей свариваемо­сти при дуговой сварке этих сталей реко­мендуют следующие технологические ме­роприятия: предварительный, сопутствую­щий и последующий подогревы заготовок до температуры 100 ... 300 °С в целях за­медленного охлаждения и исключения за­калки з. т. в.; прокалку электродов, флюсов при температуре 400 ... 450 °С в течение 3 ч и осушение защитных газов для предупре­ждения попадания водорода в металл свар­ного соединения; при недостаточности первых двух мер низкий (300 ... 400 °С) или высокий (600 ... 700 °С) отпуск свар­ных соединений сразу после окончания сварки в целях повышения пластичности закалочных структур и удаления водорода.

При многослойной сварке для предот­вращения холодных трещин регулируют тепловой режим сварки за счет эффектов автоподогрева, перекристаллизации с из­менением зерна, автоотпуска и ускорен­ной десорбции водорода из сварных швов в результате взаимного теплового воздей­ствия предыдущего и последующего слоев шва. Максимальное использование приве­денных выше положительных эффектов возможно при оптимизации сочетания погонной энергии сварки, подогрева и

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 277

межпроходной температуры. Такая мно­гофакторная оптимизация выполнима с помощью компьютерной техники.

Контактную точечную сварку углеро­дистых и легированных сталей выполняют на мягких режимах, т.е. длительным на­гревом током и быстрым удалением заго­товок из машины во избежание отвода теплоты электродами. В результате обес­печивается замедленное охлаждение заго­товок. Контактную стыковую сварку этих сталей выполняют с прерывистым оплав­лением, при котором обеспечивают по­догрев заготовок перед сваркой и замед­ленное охлаждение.

3. СВАРКА

ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ

Коррозионная стойкость аустенитной стали обеспечивается содержанием более 12 % Сг, а содержание 8 % Ni стабилизи­рует аустенитную структуру и сохраняет ее при нормальных температурах (сталь 10Х18Н9Т и др.). При сварке этих сталей на режимах, обусловливающих продолжи­тельное пребывание металла в области температур 500 ... 800 °С, возможна поте­ря коррозионной стойкости металлом шва и з. т. в. Причинами этого являются обра­зование карбидов хрома на границах зерен и обеднение приграничных участков зерен хромом. В результате металл сварного соединения становится склонным к так называемой межкристаллитной коррозии.

При дуговой сварке для предупрежде­ния межкристаллитной коррозии сварных соединений рекомендуется сварка на ма­лых погонных энергиях (q/v_0B, Дж/см) с применением теплоотводящих медных подкладок в целях получения жестких термических циклов и уменьшения време­ни пребывания металла при высоких тем­пературах; термическая обработка после сварки: нагрев до температуры 1100 °С и закалка в воду. При нагреве происходит растворение карбидов, и закалка фиксиру­ет чисто аустенитную структуру.

При дуговой сварке аустенитных ста­лей возможно образование в сварных швах горячих трещин. Они обусловлены широким интервалом кристаллизации вследствие повышенного содержания ле­гирующих элементов и наличия вредных примесей (S). Образованию трещин спо­собствует также крупнозернистая столб­чатая макроструктура шва, при которой его кристаллизация завершается при на­личии жидких прослоек большой протя­женности.

Для предупреждения возникновения горячих трещин в сварных швах рекомен­дуется снижать содержание вредных при­месей и вводить в сварочные материалы (электроды, проволоку) легирующие эле­менты: Si, Al, Mo, Mn и др., - способст­вующие измельчению кристаллитов в ре­зультате образования небольшого количе­ства (до 5 %) ферритной фазы.

Аустенитные стали хорошо сварива­ются контактной сваркой. Сварку ведут на пониженных плотностях тока. Эти стали имеют высокое удельное электросопро­тивление и низкую теплопроводность, что обусловливает выделение большого коли­чества теплоты при сварке и ограничен­ный его отвод из зоны сварного соедине­ния. При сварке применяют повышенное давление, поскольку аустенитные стали имеют значительную прочность при высо­ких температурах.

4. СВАРКА ЧУГУНА

Чугун относится к категории плохо свариваемых сплавов. Его сваривают при исправлении дефектов в отливках и ре­монте деталей. Дуговая сварка чугуна чу­гунными электродами с покрытиями не обеспечивает хорошего качества сварных соединений. Металл шва получает струк­туру белого чугуна, а з. т. в. закаливается. Это затрудняет механическую обработку сварных соединений и может привести к образованию трещин.

Горячую сварку чугуна выполняют с предварительным подогревом свариваемых

278

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

деталей до температуры 400 ... 700 °С. Де­тали подогревают в печах. Перед сваркой в деталях вырубают дефектные места и раз­делывают кромки, которые затем заформо-вывают с помощью графитных пластин и кварцевого песка, замешанного на жидком стекле. Сваривают чугунными электродами (диаметром 8 ... 25 мм) со стабилизирую­щим или специальным покрытием.

Применяют также механизированную сварку порошковой проволокой, обеспе­чивающей состав и структуру чугуна в шве. Сваренные детали охлаждают вместе с печью. При горячей сварке чугуна полу­чают сварное соединение без твердых от­беленных и закаленных участков. Однако горячая сварка - дорогой и трудоемкий процесс; его применяют для ремонта уни­кальных деталей. Горячую сварку также выполняют науглероживающим газовым пламенем с флюсом на основе буры (Na₂B₄0₇).

При холодной сварке чугун сваривают без подогрева стальными, медно-железны-ми, медно-никелевыми электродами и электродами из никелевого аустенитного чугуна. В случае применения стальных электродов валики наплавляют низкоугле­родистыми электродами небольшого диа­метра со стабилизирующим или качест­венным покрытием. Применяют также стальные электроды со специальным по­крытием, содержащим большое количест­во карбидообразующих элементов, даю­щим наплавленный металл с мягкой осно­вой и вкраплениями карбидов. Эти спосо­бы не исключают образования отбеленных и закалочных структур в з. т. в., но они просты и обеспечивают мягкий, хорошо обрабатываемый шов.

Медно-железные электроды состоят из медного прутка с оплеткой из жести или пучка из медных и стальных стержней. Электроды имеют специальное или стаби­лизирующее покрытие. Медно-никелевые электроды состоят из стержней монель-металла (70 % Ni, 28 % Си, остальное Fe) или мельхиора (80 % Си, 20 % Ni) со ста­билизирующим покрытием. Применение

медно-железных, медно-никелевых элек­тродов и электродов из никелевого аусте­нитного чугуна позволяет получить свар­ное соединение, у которого отбеливание в з. т. в. наблюдается только на отдельных участках. Медь, никель способствуют графитизации и препятствуют отбелива­нию чугуна. Наибольшее применение имеют медно-железные электроды как более дешевые и обеспечивающие доста­точную прочность металла шва.

5. СВАРКА МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

На свариваемость меди большое влия­ние оказывают содержащиеся в ней вред­ные примеси (0₂, Н₂, Bi, Pb и др.). Кисло­род, находящийся в меди в виде оксида Cu₂0, является одной из причин образова­ния горячих трещин в сварных швах. Ок­сид меди образует с медью легкоплавкую эвтектику (Cu₂0 - Си), которая располага­ется по границам кристаллитов и снижает температуру их затвердевания. Такое же действие оказывают Bi и РЬ. Наличие сет­ки эвтектики по границам кристаллов де­лает шов более хрупким при нормальных температурах.

В расплавленной меди водород имеет высокую растворимость, которая резко снижается при кристаллизации. Выделе­ние водорода при затвердевании свароч­ной ванны может привести к образованию газовой пористости. Водород, оставшийся в растворенном состоянии в твердом ме­талле, вступает в реакцию с оксидом меди, в результате чего выделяются водяные пары. Последние не растворяются в меди и скапливаются под высоким давлением в микропустотах, что приводит к так назы­ваемой водородной хрупкости. Водород­ная хрупкость может привести к образо­ванию трещин в твердом металле в про­цессе охлаждения.

Для предотвращения указанных дефек­тов при дуговой сварке меди рекоменду­ются сварка в атмосфере аргона, гелия, азота и их смесей; применение сварочной

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 279

и присадочной проволок, содержащих сильные раскислители: титан, цирконий, бор, фосфор, кремний и др.

Поскольку медь обладает высокой теп­лопроводностью, сварку ее выполняют на повышенной погонной энергии (q/v_CB), а при толщине более 10 мм - с предварительным подогревом до температуры 300 °С. Медь большой толщины (свыше 30 мм) свари­вают плазменной сваркой. В единичном производстве и для ремонтных работ при­меняют газовую сварку мощным пламе­нем. При этом обеспечивается необходи­мый подогрев заготовок. Сварку выпол­няют с флюсом на основе буры (Na₂B₄0₇), который наносят на кромки заготовок и на присадочный пруток. Флюс растворяет Cu₂0 и выводит его в шлак. Медь толщи­ной более 50 мм сваривают электрошла­ковой сваркой.

Основная трудность при сварке лату-ней - испарение цинка. В результате сни­жаются прочность и коррозионная стой­кость латунных швов. Пары цинка ядови­ты, поэтому необходима интенсивная вен­тиляция, сварщики должны работать в специальных масках. При сварке в защит­ных газах преимущественно применяют сварку неплавящимся вольфрамовым электродом, так как при этом происходит меньшее испарение цинка, чем при ис­пользовании плавящегося электрода. При газовой сварке лучшие результаты полу­чают при применении газового флюса [смесь метилобората В (ОСН₃)з и метило­вого спирта СН₃ОН]. Образующийся на поверхности сварочной ванны после вы­горания органической части флюса бор­ный ангидрид (В₂0₃) связывает пары цин­ка в шлак. Сплошной слой шлака препят­ствует выходу паров цинка из сварочной ванны. Латунь обладает меньшей тепло­проводностью, чем медь, поэтому для ме­талла толщиной свыше 12 мм необходим подогрев до температуры 150 °С.

Для сварки бронзы применяют те же способы и технологию, что и для сварки меди, за исключением оловянных бронз. Их сваривают с большой скоростью и без

подогрева, так как в противном случае возможно выплавление легкоплавкой со­ставляющей - олова.

Латуни и бронзы имеют более высокое удельное электросопротивление, чем медь, и они достаточно хорошо сварива­ются контактной сваркой. Медь контакт­ной сваркой не сваривается.

6. СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Трудности при сварке алюминия и его сплавов обусловлены образованием тон­кой прочной и тугоплавкой поверхност­ной пленки оксида А1₂0₃, плавящегося при температуре 2050 °С; склонностью к обра­зованию газовой пористости; склонностью к образованию горячих трещин.

Пленка оксида покрывает капли рас­плавленного металла и препятствует сплавлению их между собой и основным металлом. Для разрушения и удаления пленки и защиты металла от повторного окисления при сварке используют специ­альные флюсы или ведут сварку в атмо­сфере инертных газов. Флюсы состоят из смеси хлористых и фтористых солей ще-лочно-земельных металлов (NaCl, KC1, ВаС1₂, LiF, CaF₂ и др.). Действие флюсов основано на растворении пленки оксидов. При сварке в защитных газах пленка раз­рушается в результате электрических про­цессов в том случае, если она оказывается в катодной области дуги. Это реализуется при сварке плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности и сварке неплавящимся электродом на пе­ременном токе с использованием специ­альных источников тока (см. разд. 5, гл. II, пп. 3, 7).

Причиной газовой пористости в свар­ных швах алюминия является водород. Источник водорода - влага воздуха, кото­рая сильно адсорбируется пленкой оксида на поверхности заготовки и сварочной проволоки. Газовая пористость обуслов­лена, с одной стороны, насыщением рас­плавленного металла большим количест-

280

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

вом водорода, с другой, - малой его рас­творимостью в твердом состоянии. Для предупреждения пористости необходима тщательная механическая очистка свари­ваемой поверхности заготовок и свароч­ной проволоки или химическая их очистка (например, раствором NaOH). При этом с пленкой оксида удаляется скопившаяся на ней влага.

Образование горячих трещин в алюми­нии и некоторых его сплавах связано с крупнокристаллической макроструктурой сварных швов. Склонность к трещинам увеличивается при наличии небольшого количества Si (до 0,5 %), который приво­дит к образованию легкоплавкой эвтекти­ки по границам кристаллов. Борьба с го­рячими трещинами ведется металлургиче­ским путем. В шов через проволоку вво­дят Fe, нейтрализующий вредное влияние Si, и модификаторы Zr, Ti и В, способст­вующие измельчению кристаллитов в шве.

Наиболее трудно свариваются терми­чески упрочняемые сплавы системы Al-Cu-Mg (дуралюмины). При нагреве свыше температуры 500 °С происходит оплавление границ зерен с образованием на расплавленных участках эвтектических выделений. После затвердевания эвтекти­ка имеет пониженные механические свой­ства, что приводит к охрупчиванию з. т. в. и снижению ее прочности по сравнению с прочностью основного металла. Свойства з. т. в. не восстанавливаются термической обработкой.

При сварке самозакаливающихся спла­вов системы Al-Zn-Mg возможно образо­вание холодных трещин в послесварочный период, обусловленное выпадением хруп­ких интерметаллидов и действием свароч­ных напряжений.

Относительно хорошо свариваются термически не упрочняемые сплавы сис­темы А1 - Мп (сплав АМц) и системы Al - Mg (сплавы АМг).

Наиболее широко применяют сварку алюминия и его сплавов в атмосфере за­щитных газов неплавящимся (толщины 0,5 ... 10 мм) и плавящимся (толщины

более 10 мм) электродами. В этом случае получают более высокое качество сварных швов по сравнению с другими видами ду­говой сварки. Применяют также автома­тическую сварку плавящимся электродом полуоткрытой другой по слою флюса, при которой для формирования корня шва ис­пользуют медные или стальные подклад­ки. Возможна газовая сварка алюминия и его сплавов. Флюс наносят на сваривае­мые кромки в виде пасты или вводят в сва­рочную ванну на разогретом конце приса­дочного прутка. Алюминий и его сплавы также сваривают плазменной и электро­шлаковой сваркой; они достаточно хорошо свариваются контактной сваркой. Учиты­вая высокую теплопроводность и электро­проводимость алюминия, для его сварки необходимо применять большие силы тока. Чистый (до 0,5 % примесей) и техниче­ский алюминий (до 1,0 % примесей) хо­рошо свариваются холодной сваркой.

7. СВАРКА ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Трудности при сварке тугоплавких ме­таллов - титана, циркония, молибдена, ниобия и др. - связаны с тем, что они при нагреве интенсивно поглощают газы -кислород, водород и азот. При этом даже незначительное содержание газа приводит к резкому снижению пластических свойств этих металлов.

Титан и его сплавы сваривают в защит­ной атмосфере аргона высшего сорта. При этом дополнительно защищают струями / и 2 аргона корень шва и еще не остывший до температуры 350 °С участок шва 3 (рис. 5.50). Перед сваркой проволоку и ос­новной металл дегазируют путем отжига в вакууме. Допустимое количество газа в швах составляет Н₂ < 0,01 %, 0₂ < 0,1 % и N₂ < 0,05 %. При большем содержании газов снижается пластичность металла сварных соединений, кроме того, титано­вые сплавы становятся склонными к обра­зованию холодных трещин. Ответствен­ные узлы сваривают в камерах с контро-

ПАЙКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

281

Пайка металлов и сплавов

лируемой аргонной атмосферой, в том числе и обитаемых, в которых сварщики работают в скафандрах. Для сварки титана и его сплавов также применяют плазмен­ную и электронно-лучевую сварку.

Цирконий весьма близок по сваривае­мости к титану. Поэтому его сваривают по аналогичной технологии.

Молибден и ниобий и их сплавы более чувствительны к насыщению газами, чем титан, особенно кислородом. При содер­жании кислорода более 0,01 % их пласти­ческие свойства резко снижаются. Молиб­ден и ниобий и их сплавы сваривают ду­говой сваркой в камерах с контролируе­мой аргонной атмосферой или электрон­но-лучевой сваркой в вакууме.