Исследование сварки давлением

Моес провел систематическое исследование сварки давлением" без применения электрического тока. Некоторые данные о работах: в этой же области имеются в литературе . В американской литературе термин «сварка давлением» применяется и в том случае, когда речь идет об электрической стыковой сварке.

В работах Мосса по сварке давлением использовались листы молибдена промышленной чистоты толщиной 0,5 мм, полученные методом порошковой металлургии. Образцы подвергались электрическому нагреву (исключая пропускание тока через поверхность раздела свариваемых образцов) и пластической деформации (по толщине) с ударным воздействием нагрузки, используя для этого твердосплавные инструменты. .Сварку проводили в газовой камере, в атмосфере аргона или тщательно очищенного водорода. Как и предполагалось, свариваемость при этом является функцией температуры и давления. Свариваемость начинает проявляться ic температуры 690°, но практически целесообразно применять наивысшую из возможных температур, не допуская, однако, рекристаллизации и роста зерен мюлиб- ,дена. Показаны граничные условия начала сваривания; любая точка оправа от кривых соответствует условиям, при которых .сварка возможна. Неизвестно, как далеко вправо находится область •оптимальных условий сварки. Интересно отметить, что в атмосфере водорода процесс сварки идет значительно легче. Показаны граничные условия сваривания в зависимости от температуры и давления. Длительность сваривания составляет 0,001 сек. при общем времени нагрева примерно 20 сек. Представлена микрофотография зоны сварки, произведенной при температуре 1000°, которая с большим трудом позволяет обнаружить следы сварки.

Использование металлических прокладок (в виде порошка или фольги) между свариваемыми поверхностями повышает свариваемость. Не следует при этом смешивать применение прокладок в этом процессе и при сварке сопротивлением, так как в последнем случае они служат в качестве припоя или для концентрации джоулева тепла. Показаны микрофотографии сварного шва молибдена, полученного с прокладками из железа и хрома соответственно. Плакирование молибденовых листов платиной или хромом позволяет получить материал не только с хорошей свариваемостью, но и с высокой жаростойкостью.

Хотя оценки прочности соединений, полученных сваркой давлением, и не приводится, все же известно, что в ряде случаев эти соединения обладают достаточной прочностью и пластичностью. Полученные подобным же образом сварные соединения образцов литого молибдена диаметром ТО мм (в вакууме Ю-3 мм рт. ст.) имели также удовлетворительную прочность и пластичность. Типичные .механические свойства в месте сварки при температуре испытания 20° следующие:

1) При испытаниях на изгиб—угол изгиба до разрушения 21°.

2) При испытаниях на разрыв — предел текучести 44,3 кг/мм2, предел прочности 60 кг/мм2, удлинение— 14%, сужение— 11%.

Состояние свариваемых поверхностей должно бы оказывать влияние на свариваемость молибдена, но Масс , применивший их различную подготовку (шлифовка на грубой и тонкой бумагах, электролитическая полировка с травлением и без нее, а также бомбардировка ионами водорода), не обнаружил существенной разницы в свариваемости. Возможно, что условия эксперимента (в частности высокая степень пластической деформации при сварке) не были достаточно чувствительными для того, чтобы выявить зависимость свариваемости от состояния свариваемых поверхностей. По другим данным известно, что электролитическая подготовка или тонкая шлифовка поверхности приводят к получению сварных швов высокой прочности.

В работе исследован процесс сварки давлением литого молибдена в виде образцов диаметрам 10 мм в атмосфере сухого водорода. При этом установлено, что при давлении 15,2 кг!мм2 и^длительности 4 часа процесс сварки начинается при температуре 1090°. Повышение давления до 16,7 кг/мм2 вызывало в сварном шве рост зерен в направлении, перпендикулярном поверхности раздела. Сварной шов, полученный аналогичным образом при 1090° в течение 1 часа под нагрузкой в 16,7 кг/мм2 .и отожженный при 1310° в атмосфере аргона, в течение 22 час., разрушился при напряжении в 24,8 кг/мм2 пластичность при этом не определялась.