X 300 мм и толщиной 0,8; 1,5; 2; 3; 5 и 6 мм. В средней части пластин поперек намеченной оси шва высверливали отверстия диаметром 1,5 мм под установку термопар. На тщательно очищенную механическим путем от оксидов и обезжиренную спиртом поверхность образщ в автоматической аргонодуговой сваркой на автомате АДСВ-2 наплавляли алюминиевые валики. Применяли присадочную проволоку марки АД1. Термические циклы наплавок с различными скоростями сварки, погонной энергией при различной толщине стали записывали осциллографом Н-700.

Полученные данные показывают, что смачивание стали А1 в условиях сварки происходит втом случае, когда температура нагрева стальной кромки равна 1023—1073 К или выше, а время контакта А1 и стали превышает 2—3 с. Это согласуется с кинетическими зависимостями краевого угла смачивания, полученными в вакууме, а также с данными работы [224].

Как показано выше, алюминий с железом образует ряд интерметаллических соединений с различной шириной области гомогенности, и с этой точки зрения эта пара металлов должна обнаруживать удовлетворительное смачивание. Однако склонность А1 легко окисляться с образованием тугоплавкого и механически прочного оксида приводит к противоположным результатам, особенно при технологических операциях, выполняемых зачастую в условиях окислительной среды.

В случае сварки алюминиево-магниевых сплавов не взаимодействует со сталью, но в то же время способствует образованию на поверхности алюминиевых сплавов рыхлой и толстой оксидной пленки. Этим, в частности, объясняется неудовлетворительное смачивание алюминиево-магниевых сплавов припоями.

Смачиваемость ре магнием также неудовлетворительна: образующаяся оксидная пленка препятствует формированию капли и искажает результаты измерений. По данным работы [172], магний не смачивает стали СтЗ и 12Х18Н10Т в интервале 1023—1123 К (значения краевых углов смачивания при 1023, 1073 и 1123 К для стали СтЗ составляют соответственно 122, 114 и 103°, для стали 12Х18Н10Т — 124, 117 и 109°).

Исследование влияния защитной атмосферы на растекание А1 по стали показало, что лучшей средой является вакуум не ниже 1,33 МПа. В вакууме не только предупреждается рост оксидной пленки на алюминии, но и вследствие испарения элементов с высоким давлением насыщенных паров, например в сплаве АМгб, Мп в сплаве АМц, механически разрушается и удаляется уже имеющаяся пленка. Вероятно, по той же причине сплав АМгб, в состав которого входит 6—7 % М», в' вакууме растекается по стали лучше, чем алюминий марки А995 и сплав АМц [256]. Наименьшие углы наблюдаются при растекании А1 и его сплазов по стали с шероховатостью поверхности %г = 80.40. Снижение шероховатости приводит к увеличению угла смачивания при /?г = 160.80 (6 = 80°).

В вакууме 2,66 МПа при 1193 К и выше краевой угол смачивания А1 и его сплавами поверхности стали 12Х18Н10Т приближается к

нулю, и в этой системе достигается полное растекание. При соблюдении тех же условий в случае растекания А1 и его сплавов по поверхности стали СтЗ краевой угол смачивания даже при перегреве навески до 1293 К остается больше 20°. Положительный результат получен при плавлении алюминия сварочной дугой при наличии на поверхности стали СтЗ гальванического цинкового покрытия. При плавлении в вакууме, инертной атмосфере или под флюсом гальваническое цинковое покрытие служит источником загрязнений, способствующих окислению алюминия и снижению прочности со единений.

Результаты экспериментов по смачиванию послужили исходным пунктом для разработки технологии сварки алюминия со сталями 12Х18Н10Т и СтЗ.

Влияние гальванических покрытий на смачивание меди алюминием в условиях аргонодуговой сварки. На поверхность медных пластин 6 = 6 мм наносили гальванические покрытия 2п, Бп, Ag и N1, а также комбинированные покрытия N1 + 2п, Ш + Бп и др. [172]. Толщина каждого слоя покрытия составляла 40 мкм. В средней части пластин аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом наплавляли алюминиевые валики. Режим наплавки: /св = 250 А, Рсв = Юм/ч, диаметр вольфрамового электрода 5 мм, диаметр присадочной проволоки АД1 2,5мм, расход аргона 10 л/мин. За процессом смачивания меди алюминием велось наблюдение. Параметры наплавленных валиков (ширина и краевой угол смачивания) измерялись на макрошлифах.

Цинковое покрытие обеспечивало наиболее равномерное формирование валиков. Впереди дуги на расстоянии 4—6 мм под действием термического цикла сварки цинковое покрытие оплавлялось, и сварочная ванночка смачивала не чистую поверхность меди, а поверхность, покрытую расплавом цинка. Краевой угол смачивания составлял 30—40° (рис. 90).

При наплавке пластин, покрытых оловом, обнаружено менее равномерное формирование валиков, чем с цинковым покрытием. В отдельных местах наблюдалось практически полное смачивание. Другие имели несплавление валиков с поверхностью медной пластины. Средний краевой угол смачивания оказался несколько большим по сравнению с цинковым покрытием.

При наличии на поверхности меди серебряных покрытий получить равномерное формирование валиков со скоростью сварки 10 м/ч не удавалось. Однако при меньших скоростях сварки (5—6 м/ч) алюминиевые валики имели правильную форму, а краевой угол смачивания и ширина валиков при этом приближались к полученным в случае применения цинкового покрытия. Согласно диаграмме состояния, в системе Си — Ag образуется эвтектика при 1053 К. Результаты изучения смачивания показали [172], что при температуре ниже эвтектической (примерно 1023 К) алюминий растекается по подложке Си с серебряным покрытием за 4—5 мин, образуя начальный краевой угол 40°, а конечный — примерно 10°, т. е. характер растекания аналогичен характеру растекания в системе А1 — Си. Иная картина