пературе 1703—1753 К, что сказывается на структуре зоны взаимодействия. Микрорентгеноспектральный анализ сварных соединений позволил установить состав и процентное содержание элементов в зоне взаимодействия 1МЬ со сталью и в сварном шве. Распределение компонентов стали и 1МЬ в зоне взаимодействия на расстоянии 25— 30 мкм от ЫЬ постоянно и близко эвтектическому составу (10—12 % N5, 9—10 % №. 60—63 % Ре, 13—15 % Сг). К эвтектике примыкает область твердого раствора 1МЬ в стали убывающей концентрации.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что при соблюдении оптимальных условий (термического цикла сварки, обеспечивающего нагрев ЫЬ и стали в зоне взаимодействия в пределах

Таблица 14. Режимы электронно-лучевой сварки ниобия с коррозионностойкой сталью

1708—1753 К, достаточных объемов жидкой стали и времени существования ванны) получение сварных соединений N5 со сталью толщиной 0,3—5 мм не вызывает затруднений. Соединения обладают удовлетворительной пластичностью и прочностью.

В процессе сварки N5 со сталью при отклонении параметров режима от оптимальных в сварных соединениях возможно образование дефектов. Так, при уменьшении тока луча наблюдается недостаточное смачивание ЫЬ жидкой сталью в корне шва. При увеличении тока более чем на 20 % от номинального возможно образование интерметаллической прослойки в зоне взаимодействия N6 со сталью.

В первом случае достаточно повторного прохода на оптимальном режиме, чтобы получить нормальное формирование усиления шва с обеих сторон. Во втором случае необходимо устранение сплошной прослойки интерметаллидов в зоне взаимодействия N5 со сталью, что может быть достигнуто повторным переплавом соединения расфокусированным лучом на оптимальных режимах при достаточном объеме жидкой стали. Если объема ранее наплавленной стали мало для растворения прослойки интерметаллических соединений или прослойка очень большой толщины, то вторичный проход необходимо осуществлять с применением присадочного материала из стали 12Х18Н10Т.

Исследования работоспособности сварных соединений 1МЬ со сталью в условиях теплосмен при 313—973 К показали, что соединения остаются вакуумноплотными после 100 теплосмен.

Испытания сварных соединений в жидком литии при температуре 873 К и времени выдержки 1000 ч показали, что сварной шов, как Nb и сталь, устойчив в указанной среде.

Электронно-лучевая сварка меди с ниобием толщиной 15 мм. Оценивая возможность получения качественных сварных соединений Си с Nb, приходится прежде всего учитывать их металлургическую несовместимость, различие теплофизических и механических свойств. На основе предварительных опытов по сварке Си с Nb выбран способ сварки-пайки с расплавлением меди электронным лучом. Применение последнего вызвано рядом известных преимуществ этого способа. Как указывалось, определяющую роль в получении соединения при сварке-пайке играет процесс смачивания. Смачиваемость определяется в основном состоянием поверхности металла, температурой расплавленного и твердого металлов в месте контакта.

Основываясь на результатах исследования смачиваемости Nb расплавленной медью, отработку технологии электронно-лучевой сварки проводили на установке У-212М (источник питания У-250А, пушка У-530М) [318]. Сварку образцов вели с двух сторон на глубину не более 0,9 толщины во избежание вытекания металла сварочной ванны. При этом луч смещали на медь таким образом, чтобы избежать расплавления ниобия и обеспечить контакт расплавленной меди с ниобием. Параметры режимов сварки подбирали из условия необходимости получения швов с поверхностями сплавления, близкими к параллельным. Из рассмотрения термических циклов сварки без предварительного подогрева следует, что на глубине 1/26, где 6 — толщина металла, температура Nb в момент плавления меди достигает 1453 К, но держится не более 0,2 с, а в корневой части стыка максимальная температура 1023 К держится 3—4 с. Таким образом, температурно-временные условия при сварке без подогрева явко не оэеспечивают надежного смачивания, а следовательно, не обеспечи-впот высокого качества сварного соединения. Необходимость подогрева Nb в этом случае очевидна.

Исследования влияния предварительного подогрева в интервале температур 473—1173 К на качество сварных соединений показали, что условия надежного смачивания имеют место при температуре предварительного подогрева выше 1023 К. При этом температура в корне шва выше 1273 К в течение 4 с, а на глубине 1'2б температура 1773 К удерживалась приблизительно 1 с. Следует отметить, что предварительный подогрев способствует качественному формированию шва.

Сварные соединения, выполненные в соответствии с разработанной технологией, имеют высокие механические свойства. Так, предел прочности при испытаниях на разрыв достигает 190 МПа. Образцы разрушаются на расстоянии 3—5 мм от стыка по основному металлу — меди. Ударная вязкость (надрез по линии контакта) достигает . 930 кДж/м2. На ниобии после разрушения остается слой меди. Угол изгиба при испытании на изгиб образцов размерами 2 X 14 х 100 мм сэставил 180° без их разрушения.

Выполненные работы показали, что для получения с помощью электронного луча качественных, работоспособных сварных соэди-