Основные параметры термического цикла сварки ниобия со сталью — температура и продолжительность нагрева — оказывают решающее влияние на структуру и форму металла шва, а следова­тельно, и на механические свойства сварного соединения. На рис. 22 сплошной и штриховой линиями показана форма швов без интер­металлической прослойки и с прослойкой. Швы с прослойками имеют более плавные переходы к основному металлу и отличаются малыми значениями краевых углов смачивания Ө и меньшей вы­сотой шва, а также большей площадью контакта металла шва с по­верхностью ниобия.

Изменение структуры и параметров сварного шва оказывает влия­ние на механические свойства сварного соединения. Схватывание в отдельных точках происходит при краевом угле смачивания Ө ^ 140°. Однако временное сопротивление соединений при этом очень низкое (—50 МПа). Более прочные химические связи атомов стали с ниобием появляются при краевом угле ПО—120°, что соот­ветствует температуре нагрева ниобия в зоне контакта (~ 1100°С). Максимальное значение временного сопротивления обеспечивается при значении краевого угла 50—60°, что соответствует нагреву ниобия до температуры 1450—1500 °С. При этом количество раство­ренного ниобия в жидкой стали достигает почти предельного значения, при котором в процессе кристаллизации металла шва начинается выделение отдельных кристаллов интерметаллидов. При дальней­шем увеличении вводимой теплоты при кристаллизации образуется сплошная прослойка интерметаллидов, которая резко снижает вре­менное сопротивление сварного соединения.

Таким образом, для оценки качества сварного соединения можно воспользоваться значением краевого угла смачивания, отражающего изменение структуры и геометрических параметров шва. Наиболь­шее значение временного сопротивления (530—550 МПа) имеют соединения, у которых краевые углы смачивания 45—70°. При дан­ной форме шва толщина интерметаллической прослойки не превы­шает 2 мкм.

Страницы: 1 2