Применяемые материалы сварных конструкций с точки зрения их свариваемости

Сварочные приспособления, оснастка, манипуляторы.

Закрепление свариваемых элементов для обеспечения заданной геометрии сварного узла, возникновение сварочных напряжений.

Закрепление свариваемых элементов с целью обеспечения заданной геометрии и попытка упростить задачу путем сборки узла в сборочных приспособлениях в жесткую конструкцию неминуемо приводит к резкому возрастанию сопротивления сварочным деформациям и соответственно росту остаточных напряжений. Теоретически это решается просто – путем расчленения на более простые сборочные единицы, которые могут быть в процессе изготовления исправлены. Либо путем наложения компенсирующих элементов, либо механической обработкой. На практике эта проблема переходит из области науки в область искусства, т.к. в настоящее время отсутствуют методы количественной оценки величины сварочных деформаций и напряжений. Но решать эту задачу можно только таким путем. Главная задача конструктора-технолога – обеспечить гарантированную жизнестойкость сварного узла, уменьшив сопротивление сварочным деформациям. А вот выбор корректирующих действий – это уже искусство. В серийном и массовом производстве задача решается опытным путем. В мелкосерийном и единичном эта задача уже более сложная.

В массовом, крупносерийном и серийном производстве обеспечение стабильности геометрии сварного узла обеспечивается применением специальной сборочно-сварочной оснастки. Применяют ее с целью снижения трудоемкости сборочных и подгоночных операций. Однако, наличие жестких неподдатливых фиксаторов взаимного расположения деталей неминуемо сопровождается возникновением остаточных напряжений. Поэтому, в ходе проработки конструкции желательно предусмотреть возможность ее разделения на простейшие элементы и допускающие последующую корректировку наложением компенсирующего звена. Вульгарно, но примитивно звучит так: «Не мешать конструкции в ходе сварки беспрепятственно деформироваться. А затем завершить изготовление конструкции каким-нибудь элементарным штришком».

В соответствии с представлениями материаловедов о поведении металлических сплавов, а в практике мы практически не сталкиваемся с чистыми металлами, изменение кристаллической решетки свариваемых металлов в процессе неравномерного нагрева и последующего остывания накладывает определенные трудности на неограниченные возможности сварки. Например: система Fe-Ti при применении любых традиционных способов сварки завершается образованием в зоне стыка мелкодисперсных хрупких интерметаллидов. На практике это значит – сталь с титаном не свариваются.

Аналогичная ситуация в системе Fe-Al. Поэтому при выборе материала какого-либо механизма, если конструктор предполагает соединять элементы при помощи сварки, он должен руководствоваться нормативными материалами по их свариваемости. В промышленности Беларуси номенклатура и типаж изделий стабилизировались. Соответственно, стабилизировались номенклатура и сортамент металлов.