Особенности образования соединений при сварке давлением с расплавлением деталей

Способы сварки давлением можно разделить на две группы:

1) способы, при осуществлении которых температура в зоне образования соединения  _св < Т _пл;

2) способы, при осуществлении которых  _св ≥ Т _пл.

Особенности формирования соединений первой группы, при которых осуществляется трехстадийный процесс сварки, рассмотрены в разделе 1.7.

При некот-х способах сварки давлением, когда соед-е деталей осущ-ся при  _св ≥ Т _пл, расплавленный металл остается в зоне образования соединения и происходит его кристаллизация в процессе остывания. При перечисленных способах сварки в зоне соед-я с жидким металлом соприкасаются оплавленные зерна основного металла. Эти зерна, выросшие на границе сплавления, служат основой для кристаллизации расплавленного металла. На оплавленной пов-ти зародышами кристаллизации могут стать также не успевшие раствориться и расплавиться карбиды тугоплавких металлов и неметаллические включения. Столбчатые кристаллы растут от кромок оплавленного основного металла в направлении теплоотвода в основной металл и электроды. Так как при контактной сварке скорость охлаждения расплавленного металла очень велика, а объем расплавленного металла мал, то столбчатые кристаллы растут до встречи в центре расплавленной зоны (литого ядра). В центре зоны при определенных скоростях могут образоваться равноосные кристаллы или усадочные раковины.

Во всех случаях образования соединений с кристаллизацией зоны расплавления в них имеются участки, на которых сварка осуществляется в твердой фазе. Например, при контактной точечной сварке с образованием литого ядра таким участком является так называемый пластический поясок, расположенный вокруг сварного ядра и непосредственно примыкающий к вершине зазора между деталями. При точечной сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 5…6 мм ширина пояска составляет 1,5…3 мм (в зависимости от жесткости режима сварки). Формирование соединения на указанном участке осуществляется в соответствии с описанным выше (см. раздел 1.7) трехстадийным процессом.

Прим-ся и такие способы св-ки давлением, когда расплавленный металл удаляется полностью или частично из зоны соединения. При этих способах сварки на оплавленных торцах св-х деталей всегда имеется слой жидкого металла, в котором в большем или меньшем количестве есть окислы металлов и неметалл-е включения. При осадке происходит сближение оплавленных торцов, вытеснение расплавл-го металла и пластическая деформация деталей, в процессе которых ликвидируются микровыступы на контактирующих поверхностях. При недостат-м усилии осадки в зоне стыка или на его отдельных участках образ-ся объединенная жидкая прослойка расплава. Для образ-я соед-я через такую прослойку, в принципе, не нужна деформация, т.к. каждый из соед-х мат-лов хорошо смачивается своим расплавом. При этом образ-ся соед-я, не уступающие по прочности основному металлу. Однако пластичность таких участков невысокая, так как закристаллиз-ся металл может иметь включения и кристаллиз-е трещины. При увел-м усилии осадки в литом металле может не быть усадочных раковин и грубых дефектов, т.к. последние "залечиваются" при высокотемп-й деформации. Таким образом, для получения кач-х соед-й при наличии жидкой прослойки металла достаточны деформации, обеспечивающие выравнивание неровностей на оплавленных поверхностях. На участках, где жидкий слой на поверхности отсутствует или успел закристаллизоваться до осадки, формир-е соед-я происходит в твердой фазе.