Вопрос о возможности сварки разнородных металлов возникает довольно часто. С одной стороны, комбинирование различных материалов может обеспечить конструкции нужные свойства там, где применение одного металла неоптимально. С другой стороны, сварка разнородных металлов в некоторых случаях запрещена из-за опасности появления хрупких соединений. Стоит разобраться, при каких условиях сварочные работы можно проводить, а при каких - нет.
Особенности физико-химической совместимости и примеры сварки разных металлов и сплавов
Возможность сварки двух разных металлов определяется их физико-химическими свойствами и структурой.
Одним из главных критериев является растворимость металлов друг в друге. Чем она выше, тем проще обеспечить прочное соединение. Например, хорошо свариваются между собой разные стали, так как железо образует твердые растворы с марганцем, хромом, никелем.
Важно также совпадение кристаллических решёток свариваемых металлов. При близких параметрах решёток обеспечивается хорошее межатомное взаимодействие на границе соединения.
Нежелательна сварка металлов с большой разницей в коэффициентах термического расширения и температурах плавления. Это приводит к появлению остаточных напряжений и разрушению сварного шва.
Категорически запрещена сварка чугуна с любыми другими металлами из-за хрупкости образующихся соединений.
Одним из распространенных вариантов сварки разнородных металлов является соединение нержавеющей стали с углеродистой. Это сочетание часто применяется в производстве емкостного оборудования, трубопроводов, конструкций химической промышленности. При грамотном подборе состава и режимов сварки такое соединение обладает высокой коррозионной стойкостью, прочностью и надежностью.
Еще один распространенный вариант – сварка алюминия со сталью. Такие соединения используют в судостроении, авиастроении, ракетостроении для сочетания легкости алюминия и прочности стали. Сварка осуществляется с применением промежуточных вставок из цинка или алюминиево-магниевых сплавов.
В машиностроении применяют сварку латуни с нержавеющей сталью, например, при изготовлении теплообменников. Это позволяет сочетать коррозионную стойкость стали и высокую теплопроводность латуни в одном изделии. Для качественного соединения используют специальные флюсы и присадочные материалы.