твердых окислов в жидком металле может не завершиться из-за быстрого затвердевания расплавленного металла.

В результате очень кратковременного существования слоя расплавленного металла растворенный в нем кислород не успевает заметно продиффундировать в глубь твердого металла, что способствует получению соединений высокого качества.

Как правило, с увеличением скорости радиочастотной сварки, иногда превышающей 60 м/мин, качество соединений улучшается, что связано с уменьшением длительности контакта нагреваемых кромок с воздухом и с большей концентрацией пластической деформации в стыке. Следует отметить, что сварка с оплавлением при узкой зоне нагрева дает хорошие результаты только при ровной поверхности оплавленных кромок. Глубокие кратеры на торцах, как, например, при стыковой сварке оплавлением, могут быть закрыты при осадке на относительно большую величину, что очень сложно при чрезмерно узкой зоне нагрева.

Увеличение скорости сварки труб из низкоуглеродистой стали от 20 до 60 м/мин, несмотря на появление в стыке твердых структурных составляющих, не вызывает охрупчивания соединения вследствие очень, узкой зоны термического влияния (при vct = = 60 м/мин она не превышает 0,2—0,3 мм) [51 ]. При vct = — 20 м/мин в соединении наблюдается феррит, включения троос-тита и сетка видманштеттовой структуры, с увеличением скорости до 40 м/мин исчезает видманштеттова структура и появляется мартенсит твердостью до 51,0 кГ/мм2. При vce = 60 м/мин количество мартенсита резко увеличивается.

Принципиально важно, что в процессе сварки с оплавлением кромок степень деформации при осадке определяется выдавливанием расплавленного металла и выравниванием соединяемых поверхностей, а не условиями разрушения окисных пленок, как это требуется при сварке без оплавления (сопротивлением). Например, при радиочастотной сварке труб из низкоуглеродистой стали с толщиной стенки до 3 мм высота валика грата составляет 0,1—0,4 мм [481, что соответствует коэффициенту площади knA = 1,07-И ,27. Для стыковой сварки сопротивлением стали без специальной защиты необходимо, чтобы knJl ¡ss 5.

§ ^. СТЫКОВАЯ СВАРКА ОПЛАВЛЕНИЕМ

Процесс оплавления. Этот процесс может выполняться без подогрева (непрерывным оплавлением) или с подогревом, обычно импульсами тока при возвратно-поступательном движении одной из свариваемых деталей. Роль оплавления и подогрева сводится к получению требуемого температурного поля с образованием на оплавляемых торцах более или менее равномерного слоя жидкого металла. Последующая осадка выравнивает соединяемые по-130

верхности вытесняет из зазора между ними расплавленный металл и окислы'(если они образовались) и формирует прочное соеди-

[ие.

Получение при сварке оплавлением бездефектных соединений с высокой прочностью и пластичностью основано на предупреждении окисления, а если это не удается, то на удалении окислов из стыка при осадке вместе с расплавленным металлом (см. рис. 50). Только в этом случае стык может быть свободен от окисных включений при относительно малой степени деформации, которая, как правило, характеризуется коэффициентом площади /гпл С 2. Сварка же сопротивлением для разрушения окисных пленок требует деформации с кпл ^= 5 (для стали).

Для образования на оплавляемых торцах слоя жидкого металла перед осадкой необходим равномерный их нагрев по всей поверхности, а для предупреждения преждевременного затвердевания этого слоя (до полного вытеснения окислов) — прогрев свариваемых деталей на достаточную глубину. Все это накладывает жесткие требования на температурное поле в свариваемых дега-лях. Чтобы проанализировать особенности тепловых процессов при сварке оплавлением, необходимо рассмотреть природу и свойства действующих источников тепла.

При импульсном подогреве распределение температуры по торцам зависит от случайного расположения их контактирующих участков (как в случае сварки сопротивлением, см. рис. 73). Однако паузы между импульсами тока способствуют некоторому выравниванию температуры.

В процессе оплавления детали сближаются с постоянной или, чаще, переменной скоростью при включенном сварочным токе. В момент касания торцов возникают электрические контакты. В начале оплавления в контакт вступают поверхности твердого металла, в дальнейшем возможны контакты между пленками жидкого металла или окисла.

При оплавлении осевое усилие сжатия торцов относительно невелико. Так, для труб сечением около 350 мм2, даже его максимальное значение в момент взрывообразного разрушения контакта не превышает 15—20 кГ [38]. Поэтому электрическое сопротивление возникающих при оплавлении контактов велико и в них выделяется много тепла: металл _ в контакте и прилегающей к нему обла- зоны сти очень быстро расплавляется с об- расплавления Линии тока разеванием между торцами перемычек Рис 85 Схема ычки жидкого металла (рис. 85), служащих расплавленного металла при кратковременными проводниками тока.сварке оплавлением