нений Nb с Cu толщиной 15 мм сварку следует выполнять методом сварки-пайки с расплавлением меди с двух сторон и предварительным подогревом ниобия до 1073 К при значениях параметров режимов, обеспечивающих проплавление меди не более 2/3 ее толщины с поверхностями сплавления, близкими к параллельным; скоростях сварки 2—5 мм/с; смещении луча в сторону меди на полтора его диаметра.

5. Оптимизация формирования сквозных швов на весу

При соединении тонколистовых В КМ швом, расположенным вдоль волокон, а также в некоторых других случаях [41] сварьу деталей осуществляют неплавящимся электродом через вставку из

материала матрицы (рис. 94, а). Необходимость применения такой вставки обусловливается тем, что в состав шва не должен входить переплавленный материал волокон, который при химическом взаимодействии с материалом матрицы должен давать хрупкие интерметаллические фазы, ухудшающие прочность сварного соединения.

Переплавленная зона является ослаблением в поперечном направлении в связи с отсутствием в ней волокон, поэтому исходя из требований к геометрии соединений из В КМ оптимальным можно считать шов, имеющий минимальную пи ри-ну и выпуклые обе поверхности (рис. 94, б). Одновременно верхний и нижний валики не должны значительно отличаться по высоте, в противном случае возникает необходимость в механической обработке шва со стороны более выпуклой поверхности. Рассмотрим особенности формирования швов при сварке по вставке и пути оптимизации технологии изготовления сварных швов [136], важнейшими элементами которой является толщина S и высота Н вставки (рис. 94, а), определяющие режим ее расплавления, т. е. режим сварки.

Установлено [191], что форма поверхности сквозного шва описывается системой из восьми уравнений, которая, переходя к безразмерным координатам делением линейных размеров шва на капиллярную постоянную Or, записывается в виде

h = h (с, + 2^ — 2 sin ф; cx=Vz\ + 2(\ — cos ф,) — гг;

о о о oo.oj о о о о olo'Q

~5Z

|о о о о о о о о о о о о о о

Рис. 94. Схема соединения деталей по расплавляемой вставке до сварки (а), после сварки с образованием двояковыпуклого шва (б) и с ослаблением (е): / — расплавляемая вставка; 2 — направление армирования.

Ъг = 2 J cos фиф/ у г\ + 2 (1 — cos ф); f2 = Ь2 (с2 — г2) + 2 sin о

с2 = z2 — ]/г% — 2 (1 — cos ф2);

Ь2 = 2 f cos ф^ф/ ]/ г| — 2(1— cos ф) —

Фо,—---

— 2 j cos фаф/ у 22 — 2(1 —собф); 5 = (г2 — с2) — (г, + Сл); fH = h + h,

па-

поверхностей; fa — суммарная о

Рис. 95. Расчетная схема определения формы поверхностей двояковыпуклого шва.

где ф0 — угол в точке перегиба интегральной кривой;

раметры кривизны соответствующих

площадь выступающих частей вставки

сверх толщины деталей. Остальные

параметры — на р ю. 95.

По расчетной модели построены

номограммы, позволяющие выявить

влияние толщины металла, ширины

шва и проплава, количество наплавленного металла {к (размеров вставки)

на геометрию шва.

На рис. 96 приведена номограмма,

построенная для толщины деталей

5 = 0,5 для случая, когда Ьг = Ь2.

При анализе подобных номограмм для различных значений 5 выявлены следующие закономерности. Прл одинаковой ширине шва и проплава невозможно получить равномерные валики с обеих сторон шва, лишь при достаточно малом /н величины сг и са сближаются. Существует максимально возможная ширина шва, при повышении которой последний может формироваться только с ослаблением (см. рис. 94, в). Для 5 = 0,5 &тах« 1,86. Если принять для алюминия «к = 6 мм, то в размерных величинах 5 = вйц = 3 мм, о, да 11,16 мм. Расчеты показали, что для любого количества наплавленного металла существует такое значение ширины шва Ьпнп. занижение которого приведет к формированию валика проплава с краевым углом ф2 90°, т. е. не будет выполняться требование по плавности перехода от шва к основному металлу. Например, для 5 = = 0,5 и [и = 0,3 ширина ЬтШ да 0,55 (в размерных .Гн = /„а^ = г= 14,4 мм8, Втш = Ьт1пАк да 3,3 мм). Следует также отметить, что в увеличением .*? или /и различие между (\ и с2 возрастает.

Анализ номограммы для случаяЬх^фЪ2 показал, что при условии ¿2 Ъх в определенном диапазоне значений ширины появляется возможность образования равновысотных валиков (точки пересечения соответствующих кривых на рис. 97). Этот диапазон определяется