Особенности получения сталеалюминиевых соединений методами сварки плавлением

В.В. Ковалев, Р.С. Михеев, Н.В. Коберник

100

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4

Способы получения биметаллических сталеалюминиевых соединений.

Несмотря на отмеченные трудности, в настоящее время существует положи-

тельный опыт получения сталеалюминиевых соединений сваркой давлением

(холодной, трением-перемешиванием, ультразвуковой и т.

д.) [9, 10] и плавле-

нием [11–16]. Причем наибольший интерес представляют методы сварки плав-

лением, распространенные на производстве и не имеющие ограничений по гео-

метрии соединяемых изделий, особенно метод дуговой сварки как самый рас-

пространенный. Образование сталеалюминиевого соединения методами сварки

плавлением можно отнести к процессу сварко-пайки, так как из-за большой

разности температур плавления в жидком состоянии находится только алюми-

ний и образование соединения происходит за счет смачивания твердой стали

жидким алюминием. В связи с этим при использовании сварки плавлением воз-

никает вопрос обеспечения смачиваемости твердой стали жидким алюминием.

Главным недостатком дуговой сварки плавлением является значительное и

в большинстве случаев труднорегулируемое количество тепловой энергии, вво-

димой в зону сварки. Это способствует неконтролируемому росту прослойки

интерметаллидной фазы и отрицательно сказывается на свойствах сварного со-

единения. Однако существуют различные технологические приемы, направлен-

ные на уменьшение тепловложения при сварке и в то же время способствующие

образованию сварного соединения.

Одним из них является применение технологии «холодного каплеперено-

са» (CMT) [12]. В отличие от классического процесса каплепереноса, где пере-

гретая жидкая капля попадает в ванну за счет электромагнитных сил и соб-

ственной массы, в CMT-процессе перенос капли расплавленного присадочного

материала в сварочную ванну осуществляется за счет механических сил при

движении сварочной проволоки в обратном от сварочной ванны направлении,

которое происходит после касания сварочной ванны жидкой каплей на кончике

присадочной проволоки (рис. 5).

Механический способ каплепереноса позволяет значительно снизить коли-

чество выделяемой в зоне сварки теплоты, необходимой для расплавления при-

садочного материала и ведения стабильного процесса сварки.

Рис. 5.

Схема процесса холодного каплепереноса:

— во время горения дуги проволока подводится к сварочной ванне;

— в момент входа кончика

проволоки в сварочную ванну дуга гаснет, сварочный ток снижается;

— во время возникнове-

ния короткого замыкания отвод проволоки помогает отделению капли; ток короткого замыкания

снижается до минимума;

— возобновление процесса