2) выбрать оптимальный режим сварки, при котором либо было бы задержано развитие зародышей пузырьков (малая погонная энергия), либо образовавшиеся пузырьки успели удалиться из ванны до начала кристаллизации (повышенная погонная энергия).

3. Кристаллизационные трещины в металле шва при сварке алюминия и его сплавов. При этой сварке наблюдается сочетание двух весьма неблагоприятных факторов, снижающих стойкость наплавленного металла против образования кристаллизационных трещин:

1) грубая столбчатая структура наплавленного металла с дендритным и транскристаллитным строением;

Рис. 226. Макроструктура сварного шва.

2) происходящая в процессе кристаллизации металла ликвация примесей, образование различных эвтектик и выпадение избыточных фаз.

Типичная макроструктура сварного соединения из алюминия (рис. 226, а) и сплава АМц (рис. 226, б) показывает, что размеры кристаллитов возрастают от периферии к центру; зависят они от величины исходного зерна. Такой характер структуры металла способствует развитию кристаллизационных трещин. Однако большое значение при этом имеет химический состав металла и характер его первичной кристаллизации.

Алюминий — мономорфный металл и ни с одним из элементов не образует непрерывного ряда растворов. В зависимости от легирующего элемента алюминий может давать перитектические, моно-тектические и эвтектическге сплавы.

В сплавах перитектического типа и во многих сплавах эвтектического растворимость легирующего элемента незначительна. Только в некоторых эвтектических сплавах есть области ограниченных твердых растворов с уменьшающейся при понижении температуры

растворимостью легирующего элемента (легирование Мп, Си, Mg^ 2п, и др.). На этом и основано явление упрочнения в таких системах (эффект старения).

Наибольшей потенциальной возможностью образования кристаллизационных трещин отличаются сплавы эвтектического типа, легированные такими элементами, как Си, Б!, 2п, способными создавать с алюминием легкоплавкие эвтектики. В этих сплавах, кристаллизующихся в расширенном интервале температур, образуется неравновесная, метастабильная структура псевдоэвтектики. Последняя характеризуется тем, что в тонких прослойках ее выделяется твердый раствор основного металла, пристраивающийся к первичным дендритам этой же фазы, а по границам зерен и между осями денд-ритов располагается вторая фаза эвтектики. Обычно второй фазой бывает химическое соединение алюминия с одним или несколькими элементами, входящими в состав сплава, или твердый раствор на основе легирующего элемента. Например, в сплавах алюминия с медью и магнием второй фазой в псевдоэвтектике выступают соединения типа 6-фаза СиА12 или р-фаза AleMg5. Для сплава АМгб на рис. 227 приведена обычная микроструктура (о) и электронная микрофотография (б) металла шва, а также микроструктура основного металла (в) с характерными выделениями р-фазы и(соответственно светлая и темная составляющие). Электронная микрофотография выявляет структуру В-фазы с мелкодисперсными включениями, по-видимому РеА13. В зависимости от сплошности залегания таких эвтектических включений и их состава меняется стойкость металла шва к кристаллизационным трещинам.

В тройных и более сложных системах алюминиевых сплавов влияние легирующих элементов может изменить поведение основной двойной системы. Так, добавка Ре к системе А1 — Б1 связывает кремний в тройное соединение, входящее в состав тугоплавкой перитектики. Теперь кремний уже не растворяется в жидком ликвате. Однако если содержание его превышает содержание железа, то образующиеся тройные соединения типа 6-(ре — Б) — А1) создают скелетообразную эвтектику в виде сплошной сетки, отличающуюся большой хрупкостью. Поэтому очень важно, чтобы даже в чистом алюминии соотношение его постоянных примесей — железа и кремния — [Ре| : [Б!] 1. При этом 0,1% Б1 уже достаточно для образования трещин, а 0,1 % Ре еще недостаточно для их предупреждения.

В сложных сплавах алюминия особенно отрицательно сказываются на стойкости против трещин малые добавки элементов, вызывающих расширение интервала кристаллизации. Такими добавками Еыступают, например, магний в дуралюмине, медь—в алюмшше-во-магниевых сплавах и др.

Следовательно, для повышения стойкости металла шва к образованию кристаллизационных трещин при сварке алюминия и его сплавов нужно стремиться к получению мелкозернистой структуры металла с прерывистым расположением включений второй фазы.