Критерии выбора технологии и режимов сварки металлов и сплавов, не имеющих полиморфных превращений

К группе металлов без полиморфных превращений следует отнести аустенитные сплавы на железохромоникелевой или хромоникелевой основах, сохраняющие при комнатной температуре структуру аустенита, сплавы тугоплавких металлов, алюминиевые сплавы, β-сплавы титана и т.д.

При выборе технологии и режимов сварки таких сплавов основными задачами являются:

 предупреждение высокотемпературного межкристаллитного разрушения сварных швов и ЗТВ (горячие трещины);

 обеспечение заданного уровня прочности и пластичности металла сварных соединений при отрицательных, комнатных и повышенных температурах;

 получение заданных характеристик длительной прочности, ползучести и коррозионной стойкости в условиях эксплуатации.

Как правило, для решения этих задач применяют следующие средства:

 сварку стараются производить на жёстких режимах;

 для предотвращения образования горячих трещин стремятся повысить качество основного металла за счёт ограничения содержания кремния, бора, фосфора , серы и других примесей в аустенитной стали и никелевых сплавах, а также примесей внедрения сплавах тугоплавких металлов;

 обеспечивают эффективные меры защиты металла сварных соединений от насыщения примесями за счёт применения струйной защиты инертными газами, сварки в камерах с контролируемой атмосферой, электронно-лучевой сварки;

 при сварке аустенитных сплавов за счёт выбора соответствующих присадочных материалов стремятся получить наплавленный металл, имеющий в своём составе вторую фазу в виде мелкодисперсных частиц феррита, карбидов ниобия, термодиномически устойчивых нитридов титана, тугоплавких оксидов;

 ограничивают содержание в сварочной ванне кремния, фосфора, серы, легкоплавких примесей и газов, в том числе за счёт рафинирования металла сварочной ванны или модифицирования структуры шва с помощью высокоактивных флюсов-шлаков;

Присадочные материалы для сварки алюминиевых сплавов должны содержать легирующие элементы, уменьшающие интервал кристаллизации и повышающие температуру затвердевания сплавов.

Окончательный выбор и корректирование состава присадочного материала производят по результатам технологических проб на горячие трещины, а также по результатам коррозионных и механических испытаний сварных соединений.

Влияние режимов сварки на образование горячих трещин неоднозначно. Уменьшение величины погонной энергии, увеличение скорости охлаждения металла шва способствует подавлению зональной ликвации, измельчению зерна, уменьшению величин внутренних деформаций и в этом в смысле благоприятно сказываются на технологической прочности соединений. Но те же факторы могут вызвать образование менее благоприятно ориентированной структуры шва и увеличение темпа нарастания внутренних деформаций.

Режимы сварки не оказывают резкого влияния на механические свойства аустенитной стали, однако увеличение размеров сварочной ванны нежелательно, так как в этом случае снижается коррозионная стойкость соединений из-за появления чётко выраженной ликвационной зоны.