Фізичні властивості матеріалів
Теплопровідність, розширення, температура плавлення, електричні та магнітні властивості
AI generated Кожен матеріал має фізичні особливості: теплопровідність, розширення, температуру плавлення, електричні та магнітні властивості. Вони визначають, як метал деформується під час , скільки тепла відводить і чи намагнічується. Хто їх знає, той уникає деформації, магнітного дуття та дефектів шва.
Крім міцності та структури, кожен матеріал має фізичні властивості, які під час часто створюють більше проблем, ніж міцність. Чотири найважливіші тобі варто знати.
Теплопровідність. Вона показує, як швидко метал відводить підведене тепло. Алюміній і мідь проводять тепло відмінно — тому там потрібна значно більша потужність, щоб взагалі утримати зварювальну ванну, і тепло блискавично відтікає в деталь. Сталь, а особливо нержавіюча, проводять значно гірше; там тепло накопичується, і швидше виникає деформація.
Теплове розширення. Метали розширюються під час нагрівання і стискаються під час охолодження. в (нержавіюча сталь) майже вдвічі більший, ніж у . Тому нержавіюча сталь під час деформується значно сильніше, ніж конструкційна — і тому при нержавіючій сталі треба більше прихваток, підігріву та планування послідовності швів.
Температура плавлення та . Чисті метали плавляться за однієї температури, сплави — в діапазоні. визначає, наскільки рідким стає зварювальна ванна і наскільки вона схильна до (докладніше в статті «Кристалізація зварювальної ванни»).
Електричні та магнітні властивості. Електропровідність визначає і проходження струму; магнітні властивості впливають на магнітне дуття — відхилення магнітними полями. Феритні сталі магнітні, аустенітні нержавіючі — ні. Під час зварювання на постійному струмі товстих феритних деталей може відтискати вбік.
Ці чотири властивості взаємопов'язані й пояснюють типові проблеми в цеху:
• Деформація нержавіючої сталі: велике розширення + погана теплопровідність → тепло накопичується локально → сильне усадження.
• Холодні алюмінієві шви: висока теплопровідність → деталь відводить тепло, перш ніж зварювальна ванна як слід розплавиться.
• Магнітне дуття: магнітні поля на товстих намагнічуваних деталях відхиляють .
Протидія завжди однакова: підводити тепло туди, де воно потрібне, керувати деформацією прихватками та послідовністю швів, а при магнітному дутті змінювати полярність або напрямок зварювання.