Заказать
Промышленный портал
Аренда, конвейер, инвестиции, производство, оборудование, технологии
Главная / Технология металлов / Сварочное производство / Сварка магниевых сплавов / Особенности сварки

Особенности сварки магниевых сплавов

Магний - один из наиболее активных по отношению к кислороду металлов. В результате его окисления образуется оксид MgO, покрываюший поверхность металла пленкой, температура плавления оксида магния 2800 °С, плотность 3,65 г/см3.

В связи с высокой температурой плавления оксидная пленка на поверхности магниевых сплавов так же, как и при сварке алюминия, затрудняет образование общей сварочной ванны и должна быть разрушена или удалена в процессе сварки. Оксидная пленка па магниевых сплавах имеет плохие защитные свойства и способна удерживать большое количество влаги.

Помимо кислорода в атмосфере, окружающей ванну, могут присутствовать СО, СО2, пары воды, азот и водород. Магний реагирует со всеми этими газами, образуя карбиды, нитриды и оксиды.

При температуре 600—700 °С и выше магний взаимодействует с азотом, образуя нитрид Mg3N2. Нитриды не только служат очагами коррозии, но и оказывают неблагоприятное влияние на механические свойства сплавов.

В отличие от других газов водород обладает способностью растворяться в магнии. При температуре плавления и рН2 = 100 кПа растворимость водорода в жидком магнии достигает примерно 50 см3/100 г и довольно резко снижается при кристаллизации (рис. 10.1).

 

Рис. 10.1. Изменение растворимости водорода в магнии при рН2 = 100 кПа

В связи с понижением растворимости водорода в жидком металле при охлаждении имеется возможность выделения водорода в виде пузырьков и образование пористости. В случае сварки при нормальном внешнем давлении критическая концентрация водорода, способная привести к образованию пористости, [Н ]р ≥ 50 см3/100 г. При наличии в сплавах сильных гидрообразова-телей, например циркония, критическая концентрация водорода в жидком металле, способная привести к пористости, возрастает.

При сварке сплава МА2-1 (не содержащего циркония и других гидрообразователей) толщиной 2 мм с погонной энергией 389,1 кДж/м пористость в швах появляется при содержании в аргоне 0,84 % Н2 (по объему); при уменьшении погонной энергии до 242,6 кДж/м — при 1,2 % Н2. При сварке пластин той же толщины из сплава ВМД-3, содержащего 0,5—0,9 % Zr с погонной энергией 389,1 кДж/м, пористость обнаруживается при содержании водорода в аргоне 2,44 % (по объему), а при уменьшении погонной энергии до 246,8 кДж/м — при 3,905 % Н2. Аналогичная закономерность наблюдается и при искусственном увлажнении аргона.

Полученные значения критической концентрации влаги и водорода в атмосфере защитного газа, способные вызвать пористость при сварке магниевых сплавов, велики и для реальных условий  практически маловероятны.

При сварке в увлажненном аргоне и аргоне с добавками водорода в металле швов образуется своеобразная пористость в виде елочек в связи с бурным выделением водорода из жидкого и кристаллизующегося металла, при котором развивающиеся пузырьки «обжимаются» растущими с большой скоростью дендритами.

Основная реальная причина появления пор при сварке магниевых сплавов — выделение водорода, образующегося при разложении остатков влаги, содержащейся в частицах оксидной пленки, замешанных в ванну при расплавлении основного и 174 присадочного металлов. При таком механизме образования пор (характерном для сплава АМг6) водород выделяется в молекулярной форме, минуя стадию растворения. Количество несплошностей, образующихся при охлаждении, зависит от количества частиц оксидной пленки, замешиваемых в ванну в процессе сварки, и от запаса имеющейся влаги в оксидной пленке.

В качестве основных мер борьбы с пористостью при сварке магниевых сплавов могут быть рекомендованы меры, направленные на уменьшение количества частиц оксидной пленки, замешиваемых в ванну (уменьшение поверхности основного и присадочного металлов, участвующих в образовании шва), а также применение рациональной обработки поверхности проволоки и кромок свариваемых изделий.

При кристаллизации чистого магния в металле швов образуется грубая крупнокристаллическая структура. Эта тенденция сохраняется и при кристаллизации многих сплавов и в первую очередь сплавов, не содержащих модификаторов.

Большинство элементов обладает ограниченной растворимостью в магнии и образует с магнием системы с эвтектикой. При скорости охлаждения 50—100 °С/мин неравновесные эвтектики в двойных сплавах Mg—Al и Mg—Zn появляются при содержании 0,1 % А1 и 0,3 % Zn, в то время как в равновесных условиях эвтектика в этих сплавах возникает соответственно при 12,4 и 8,7 %. Появление эвтектики по границам зерен в виде тонких сплошных прослоек часто   приводит к образованию горячих трещин.

Повышение сопротивляемости сплавов образованию горячих трещин во многих случаях достигается введением в их состав модификаторов. Важным средством металлургического воздействия с целью предупреждения горячих трещин служит ограничение в сплавах примесей, способствующих выделению эвтектик.

С целью предотвращения образования горячих трещин в некоторые сплавы вводят добавки редкоземельных элементов, и в частности лантана, в количествах 0,5—1 %. Благоприятное действие лантана объясняется повышением пластичности сплавов в интервале твердо-жидкого состояния.

На склонность к образованию горячих трещин большое влияние оказывает интервал кристаллизации сплава, который, как правило, зависит от содержания основных легирующих элементов. Уточнение их содержания в сплаве в пределах марки иногда позволяет заметно сократить ТИХ и повысить стойкость к образованию горячих трещин.

Большинство магниевых сплавов обладает склонностью к росту зерна при нагреве. При сварке многих магниевых сплавов, особенно не содержащих модификаторов в околошовных зонах,   наблюдается заметный рост зерна.

При сварке магниевых сплавов, упрочняемых термообработкой, наряду с ростом зерна в околошовных зонах возможен распад твердого раствора и оплавление границ зерен. Эти процессы приводят к существенному разупрочнению металла околошовной зоны (до 0,7—0,9 прочности основного металла) и иногда к образованию трещин. Степень разупрочнения металла в околошовной зоне зависит от принятого термического цикла сварки и состава свариваемого металла.

В связи с высоким коэффициентом температурного расширения магниевых сплавов при местном нагреве, характерном для сварки, в соединениях возникают значительные напряжения, вызывающие коробление конструкций. При сварке с жестким закреплением соединяемых элементов вследствие этих причин возможно образование трещин. Для предупреждения трещин и уменьшения коробления в некоторых случаях рекомендуется сварка конструкций с подогревом, а иногда и последующая их термообработка для снятия напряжений.

Промышленное оборудование

Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит
  • Двустороннее прессование
  • Твердость матриц 52-60 ед. по Бринеллю (для справки - твердость сверла 70 ед.)
  • Система управления на базе контроллеров Сименс или Овен. Высокая надежность
  • Автоотключение при аварии: перегрев, падения уровня масла, нерабочий концевой датчик
  • Система радужного (двухцветного) окрашивания изделий
  • Двухконтурная гидравлика - быстрый холостой ход цилиндров и медленное задавливание
  • Мелочей не бывает: пресса в базе комплектуются продувочными пистолетами «Камоци»
  • Пневматика «Камоци» (Италия)
1 099 000 руб.
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Новинка

Конвейер скребковый трубный (КСТ) - это герметичный трубопровод из стандартной трубы, внутри которой движется цепь с закрепленными на ней скребками.

Скребковый конвейер обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными видами транспорта.

В зависимости от требуемой производительности КСТ может быть как круглого, так и прямоугольного сечения.

Под заказ
Новинка
Ленточный конвейер герметичный предназначен для транспортировки сыпучих, пылящих материалов.
Под заказ
Так все больше распространение получают ленточные конвейеры или системы конвейеров на базе пластиковой модульной ленты.
Под заказ

Создание и SEO продвижение промышленных сайтов

Адаптивный дизайн. Интернет магазин с 1С интеграцией.
SEO продвижение. ТОП 10 без ограничения ключевых слов.

Заказать Подробнее
Заказать

Промышленное оборудование

Технология металлов

Товары и услуги

Вся информация, представленная на сайте промпортал.su включая информацию о ценах, наличии товаров и их характеристиках, носит ознакомительный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями ст.437 ГК РФ. Подробности о характеристиках, комплектации оборудования уточняйте у консультантов отдела продаж.