Установлено, что смачивание ниобия сталью в значительной степени зависит от состояния поверх­ности и температуры подогрева ниобия.

Смачиваемость и взаимодействие ниобия со сталью изучали в условиях вакуума 6,65 мПа при нанесении капли расплавленной стали на пластинку ниобия [128]. Пластинку ниобия разогревали проходящим током от сварочного генератора. Ниобий защищали

экраном  с подвижной  шторкой 12Х18Н10Т при помощи спе­циального подающего меха­низма в зону расфокусирован­ного электронного луча. Элек­тронный луч смещали таким образом, чтобы исключить по­падание его на ниобий при открытой шторке. Термические циклы нагрева ниобия записы­вали на шлейфовом осцилло­графе.

При предварительном подогреве ниобия до температуры 550—1250 °С за счет теплоты расплавленной капли температура ниобия под каплей повышалась на 400—500 °С.

Опыты показали, что растекаемость жидкого металла в значитель­ной степени определяется методом подготовки поверхности ниобия. Лучшая смачиваемость имеет место при химическом травлении в рас­творе 60 % HN03 + 40 % HF благодаря наиболее полному удале­нию поверхностных жиров и окислов и улучшению микрорельефа поверхности.

С увеличе­нием температуры нагрева от 1100 до 1700 °с краевой угол смачи­вания изменяется от 100 до 10Q.

Несмотря на положительное влияние повышения температуры нагрева на улучшение смачиваемости, нагрев не должен превышать температур, при которых происходит рекристаллизация ниобия, так как с ростом зерна резко снижается стойкость ниобия при работе в жидких теплоносителях.

Металлографические исследования показали, что при нагреве ниобия до 1700 °с и выдержке при этой температуре в течение 1— 1,5 с на поверхности взаимодействия капли с ниобием не образуется интерметаллических прослоек. Указанный нагрев также не приводит к росту зерна ниобия. Отсутствие хрупких прослоек и роста зерна ниобия имеет место и при сварке ниобия со сталью на режимах, обеспечивающих расплавление только стали при нагреве ниобия до температуры rfoo°с.

Изучение характера смачиваемости расплавленной стали и влия­ния теплового состояния свариваемых металлов на структуру со­единения позволило разработать технологию сварки и выбрать опти­мальные типы сварных соединений (рис. 48). Наилучший тип свар­ных соединений для металла толщиной 0,3—0,5 мм — нахлестка с отбортовкой стали. Для металла толщиной более 0,5 мм рационально применение соединений с плавящейся прокладкой из той же стали. В дальнейших работах [153] установлена связь между формой шва и его свойствами.

Страницы: 1 2