Специфика сварки цветных металлов и сплавов

Сварка цветных металлов и их сплавов

Содержание:

  1. Подготовительный этап
  2. Осуществление сварки
  3. Интересное видео

Несмотря на кажущуюся простоту, сварка цветных металлов не является простым процессом, осуществляемым по отношению к преобразованию имеющихся элементов. В ходе процесса сварки цветные металлы и сплавы подвергаются воздействию низких температур. Подобная особенность сварки обусловлена повышенным уровнем химической активности цветных металлов в случае контакта с кислородным элементом.

Данная категория металлов характеризуется покрытием пленкой оксидной природы возникновения, чье существование отмечается направленностью на препятствие детальному соединению высокого уровня качества. Посредством обычного нагревания химическая активность задействованных элементов значительно увеличивается, что имеет результатом образование оплавленных краев с одномоментным формированием пленок оксидной природы возникновения.

Следует отметить, что сварку цветных металлов и их сплавов рекомендуется осуществлять в специально созданной среде, для которой характерен почти отсутствующий доступ кислородного элемента.

Подготовительный этап

Перед тем, как приступить к осуществлению сварки, необходимо провести подготовительные работы. В частности, рекомендуется предварительную зачистку места будущей сварки специальной металлической щеткой. Возможно задействование шабера, который обеспечит устранение пленки оксидного происхождения. Затем следует провести очищение поверхности бензином или растворителем, рассчитанным на устранение жирового слоя.

Обязательным условием достижения правильной технологии сварки цветных металлов является размещение процесса в нижней области, а также предварительная фиксация детали, подвергающейся видоизменению. Это поможет достичь выполнение ровного и незаметного шва. Также считается возможным применение дополнительных фиксирующих соединений для осуществления последующей комплексной обварки.

Проводить сварку следует в инертной газовой среде, что будет служить защите сварочной ванны от возможного контакта со средой воздуха. Оптимальным вариантом для достижения поставленной цели является применение азота. Кроме того, возможно вовлечение аргона, гелия или их смеси. Для обеспечения формирования дуги считается целесообразным использование вольфрамовых, угольных и графитовых электродов для сварки цветных металлов.

В случае сварки элементов незначительных размеров, которые не отвечают за выполнение несущей роли конструкции, рекомендуется акцентирование внимания на применении угольных электродов. Для прочих сварочных ситуаций можно обойтись использованием графитовых или вольфрамовых электродов.

Осуществление сварки

Сварочный процесс может осуществляться только в специально организованной среде газов инертной природы возникновения. Обеспечение сварки проводится посредством задействования проволоки.

Детали, подвергающиеся сварки, нужно разместить в специально предназначенных подкладках с предусмотренными канавками. По данным выемкам обеспечивается прохождение инертного газа с целью создания защитного средства для стороны шва, находящейся с обратной стороны по отношению к области воздействия. Подобная мера формируется для нивелирования возможного контактирования с воздушным пространством.

Осуществление сварочного процесса должно сопровождаться нанесением аппаратом сварки цветных металлов тонких сварочных слоев с гарантированием определенной длительности, необходимой для остывания конструкций и отдельных элементов. В результате завершения сварочных работ рекомендуется обеспечить отпуск термического действия по отношению к изготавливаемому изделию с целью устранения остаточного напряжения.

Следует отметить, что такой конструкционный материал, как цинк, в исключительно чистом варианте не задействуется. Основным полем деятельности, в которое он может быть вовлечен, является формирование сплавов и покрытий антикоррозионного характера для деталей из стали и железа.

Также отмечается прямая зависимость между степенью свариваемости элементов с покрытием из цинка и применяемым его количеством. Для гарантирования успешности сварочного процесса рекомендуется формировать газовую среду защитного свойства для нивелирования нежелательных последствий по отношению к области, подвергаемой сварке, и стороне шва, находящейся с обратной стороны изменяемой поверхности. В данном случае предполагается применение исключительно вольфрамовых неплавящихся электродов.

Такой металл, как титан, также отмечается довольно редким применением в сварочном процессе в чистом виде. Чаще всего задействуются сплавы, которые включают в своем составе легирующие элементы. Данный аспект обосновывается высоким уровнем прочности, который достигается посредством такого соединение, что имеет результатом улучшение первоначальных характеристик металла.

Сварочный процесс начинается с непосредственной зачистки необходимого участка с применением механического воздействия или помещения в кислотную среду для устранения сторонних слоев. В качестве очистки механического характера предусматривается использование наждачной бумаги, а также металлических щеток со вспомогательным автоматическим вращательным элементом. Следует отметить, что для достижения стабильности сварочного процесса рекомендуется применение проволоки, которая соответствует марке имеющегося сплава.

Для того, чтобы сварочный процесс был успешен и в дальнейшем не потребовалось совершение сторонних модификаций, следует акцентировать внимание на плотном сжатии деталей, подвергающихся сварке. Подобное условие будет гарантировать отсутствие сторонних веществ, что может сказываться на качестве сварки и отобразиться на прочности сварочного шва.

Сварочный процесс требует использования специально предназначенного оборудования, а также комплекса защитных устройств и средств с целью формирования высокого качества проводимых работ. В частности, для газовой сварки цветных металлов и сплавов необходимо применение баллонов с конкретным газом на основании осуществленного выбора технологического метода.

Кроме того, газовая сварка цветных металлов предусматривается вовлечение в рабочий процесс редукторов понижающего принципа действия, специальных горелок и шлангов. Предполагается обеспечение принудительной вентиляции большой мощности рабочей зоны. Также обязательно следованию правилам личной безопасности.

Интересное видео

Специфика сварки цветных металлов и сплавов

СПОСОБЫ СВАРКИ

Цветные металлы и их сплавы широко применяются в техни­ке для изготовления сварных конструкций и отдельных деталей машин и механизмов. Путем сварки ликвидируются дефекты от­ливок из цветных металлов и их сплавов, что также имеет боль­шое значение для производства. Сварка цветных металлов и их сплавов требует тщательной подготовки и правильного подбора электродов, присадочного металла, флюсов или покрытий, а также режимов сварки и по­следующей термической, термомеханической или механической обработки. При сварке необходимо учитывать высокую теплопроводность большинства цветных металлов и их сплавов, что может приве­сти к непроварам и появлению пор. Кроме того, при температу­ре плавления цветные металлы быстро окисляются. Это приво­дит к загрязнению наплавленного металла окислами, что может снизить прочность сварного соединения. Сварка цветных металлов производится металлическими электродами с применением флюсов, электродами со специаль­ными покрытиями, угольными (графитовыми), а также вольфра­мовыми электродами в среде защитных газов. Сваривают изделия из меди, латуни (сплава меди с цинком), бронзы. Сварку широко применяют также для изделий из алю­миния, силумина (сплава алюминия с кремнием), дюралюминия (сплава алюминия с медью, магнием и марганцем). В последние годы сварные изделия изготовляются из алюминиево-марганцовых и алюминиево-магниевых сплавов.

СВАРКА МЕДИ

Медь обладающая высокой теплопроводностью, электропро­водностью и химической стойкостью, применяется при изгото­влении кристаллизаторов для непрерывных процессов разливки металла, электрошлакового переплава и электроалюминиево-марганцоличного рода электрических устройств, узлов химических аппаратов, доменных фурм и других изделий. При ручных способах медь сваривают угольными или метал­лическими электродами с применением флюсов и покрытий, а также применяют сварку в среде защитных газов. Сварка угольным электродом. При сварке меди угольным электродом в качестве присадочного металла следует применять прутки с содержанием до 0,2% фосфора, до 1%’ серебра, осталь­ное медь. В качестве флюса берется смесь состава (в % повесу). Обезвоженная бура Борная кислота. Поваренная соль70 10 20

В случае применения в качестве присадки проволоки из обыч­ной электролитической меди необходимо применять флюс следующего состава (в % по весу): Обезвоженная бура. Борная кислота. Фосфорнокислый натрий Наличие во флюсе фосфорнокислого натрия обеспечивает более полно удалении кислот из расплавленного металла. При сварке меди для обеспечения хорошего проплавления основного металла и следующего с присадочным применяют предварительный подогрев. Когда сваривают простые узлы не­больших размеров (приварка наконечников, сварка шин), подо­грев может быть выполнен непосредственно угольной дугой Изделия громоздкие следует предварительно подогревать до температуры 500° С в электрических печах с защитной атмосфе­рой. В качестве защитного газа может быть использован азот. Необходимость нагрева в защитной атмосфере вызывается тем, что медь интенсивно окисляется при нагреве выше 400° С. Обра­зующаяся при этом закись меди (СигО) растворяется в металле и медь становится хрупкой. 50 35 15 Сварка угольным электродом меди толщиной до 4 мм про­изводится без скоса кромок «левым» методом. При этом методе сварки электрод размещается между наплавленным и присадоч­ным металлом. Медь толщиной более 4 мм сваривают «правым» методом, со скосом кромок. Угол разделки в этом случае берет 704-90°. При «правом» методе сварки присадочный металл раз­мещают между наплавленным металлом и электродом. Сборка узлов и изделий из меди должна обеспечить в местах наложения швов минимальные зазоры, не превышающие 0,5 мм. Для предупреждения протекания металла и сквозных прожогов Заказ 323 Толщина металла в мм Присадочный металл Диаметр электрода в мм. диаметр в мм сечение в мм угольного графитового стержня.

Читайте также  Акт опрессовки запорной арматуры образец

Сварка производится в нижнем положении с соблюдением следующей последовательности: после предварительного подогрева поверхности в месте сварки осыпает флюсом на участок, прогревается электрической дугой до оплавления, затем производится подача металла.

В процессе заполнения шва концом присадочного металла в сва­рочную ванну дополнительно вносится флюс. При этом присадочный металл, расплавленный теплом дуги, должен хорошо сплавляться с основным металлом. При недостаточной температуре прогрева места сварки при­садочный металл свертывается в шарики, что приводит к непроварам. Заполнение шва следует производить по возможности за один проход. В случае многослойной сварки в наружных слоях шва возможно образование пор. После сварки наплавленный металл следует проковать и подвергнуть отжигу с нагревом до 500-550° С и охлаждением в воде. Проковка и отжиг с быстрым охлаждением повышают вязкость наплавленного металла. Сварка металлическим электродом. При сварке меди металлическим электродом подготовка, подогрев изделия и по­следующая обработка сварного соединения производятся так же, как и при сварке угольным электродом. Для сварки меди могут быть рекомендованы электроды марки ЗТ Балтийского завода [И], представляющие собой стержень из бронзы КМц-3-1 (3% кремния, 1%марганца, остальное медь) с покрытием следующее го состава (в % по весу):Металл, наплавленный электродами ЗТ, имеет несколько большую прочность, чем медь и хорошую пластичность. При не­обходимости получения наплавленного металла, близкого по со­ставу с основным, для сварки меди могут быть рекомендованы электроды завода «Комсомолец». При изготовлении этих электродов применяется проволока марок М1Ч-МЗ и покрытие состава (в % по весу): Плавиковый шпат Полевой шпат Ферромарганец Ферросилиций (75-процентный)

Толщина покрытия 0,4 . сварка меди электродами ЗТ и «Комсомолец» производится на постоянном токе обратной полярности, короткой дугой при перемещении электрода лишь по­ступательно (без колебаний). Сила тока должна быть достаточ­ной для обеспечения сваривания.

Цель питание постов следует осуществлять от генераторов ПС-500 или многопостовых генераторов. При этом для повышения качества рекомендуется применять в качестве флюса борный шлак. Борный шлак получают путем сплавления без доступа воздуха 5% магния и 95% прокаленной буры. Сварка в среде аргона и азота производится вольфрамовым или угольным электродом с помощью специального электродного держателя, обеспечивающего подачу в зону горения дуги защит­ного газа. Схема процесса сварки меди в среде защитных газов представлена.

СВАРКА ЛАТУНИ

Латунь сплав, содержащий меди 554-75%’и цинк. Специ­альные сорта латуни могут содержать небольшое количество кремния, олова и других элементов,При сварке латуни основное затруднение связано с выгора­нием цинка, который начинает кипеть и интенсивно испаряться при температуре выше 905° С. Пары цинка быстро окисляются на воздухе и выпадают в виде белого налета на окружающие предметы. Окислы цинка ядовиты, что вызывает необходимость применять специальные меры по технике безопас­ности, рассматриваемые в гл. XIII. Сварка латуни может быть выполнена всеми способами, применяемы­ми для сварки меди. Сварку латуни уголь­ным электродом следует производить с применением прессованных или литых прутков из латуни типа ЛК, содержащих, кроме меди и цинка, кремний. Содержание меди в присадочных прутках должно быть примерно таким же, как и в основном металле. Содержание кремния должно составлять до 3%. При сварке латуни необходимо применять флюсы. В каче­стве флюса используется смесь состава (в % по весу): хлористый калий.

На первый слой после просушки его и прокала наносится второй, толщиной 9-1 1 мм, из сборного шлака и жидкого стекла.-2 производят электродами ОБ-5. Литые стержни этих электродов имеют следующий состав (в % по весу).

На 107 г сухой смеси берется 354-40 г, а плотно­стью 1,3. Смесь тщательно перемешивается с добавлением воды и наносится на стержень. После сушки, которая производится при температуре 20-25° С до полного затвердевания покрытия, электроды прокаливаются в течение 1 часа при температуре 200-250° С. Дефекты на деталях из латуни марки ЛМцС-58-2-2, после их тщательной подготовки, завариваются без подогрева детали. Сварка производится в нижнем или полувертикальном поло­жении на постоянном токе обратной полярности, при силе тока 2004-225 а для электрода диаметром 6 мм.

СВАРКА БРОНЗЫ

Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, мар­ганцем и цинком. В зависимости от содержания этих добавок бронзы подразделяются на оловянные бронзы, содержащие 8- 10% олова, 2-4% цинка, остальное медь, и специальные бронзы, к которым относятся алюминиевые, железомарганцевые, марган­цовые, кремнистые и др. Сварка бронз может производиться как угольными, так и ме­таллическими электродами. Бронзовые детали перед сваркой рекомендуется подогревать до 200-550° С. При этом более вы­сокая температура подогрева берется для деталей сложной кон­фигурации. Для простых деталей в виде втулок температура предварительного подогрева может быть взята меньшей. Сварка бронз производится при исправлении дефектов отливок, ремон­те поломанных и изношенных деталей, а также при соединении частей изделий сложной формы. Такие изделия называют сварнолитыми. Сварка бронз производится в нижнем или полувертикальном положении. При сварке стыковых швов и заварке сквозных де­фектов следует применять подкладки для предупреждения про­текания металла. Подкладки делают из стальных листов, асбес­та, огнеупорной глины. Форма подкладок должна соответст­вовать конфигурации внутренней стороны детали в месте сварки. Сварка оловянных бронз. При сварке оловянных бронз уголь­ным электродом в качестве присадочного металла следует брать прутки, отлитые в кокиль, следующего состава: 95-96% меди, 3-4% кремния, 0,25% фосфора. В качестве флюса применяют прокаленную буру или борный шлак. При сварке металлическим электродом бронз типа Бр. ОЦСН-3-7-5-1 (оловянная-цинковая-свинцовая-никелевая), Бр. ОСЦ-6-6-3, Бр. ОЦН-Ю-2-1,5 на Уралмашзаводе применяют электроды ОБ-5, рассмотренные в предыдущем параграфе. После заварки деталь укрывается асбестом для медленного охлаждения, что предотвращает образование трещин и снижает остаточные напряжения. Сварка специальных бронз. При сварке специальных бронз угольным электродом в качестве присадочного металла чаще всего берут прутки состава, одинаково о с основным металлом. При сварке кремнистых бронз в качестве флюса рекомендуется применять прокаленную буру, при сварке фосфористых бронборный шлак. При сварке алюминиевых бронз необходимо при­менять флюс, рекомендованный для сварки алюминия и его сплавов (см. параграф 5 настоящей главы). При сварке специальных бронз металлическим электродом состав электродного стержня выбирается в зависимости от со­става основного металла. Так, в случае сварки фосфористой брон­зы рекомендуется применять стержни состава: 0,5-1,0% фосфо­ра; 9,0-11,0% олова, не более 0,75% примесей и остальные медь. При сварке алюминиевой бронзы применяются прутки соста­ва: одинаковое количество с основным металлом алюминия, мар­ганца 1,5-2,5%, остальное железо и медь. Состав применяемых покрытий см. в параграфе 5 настоящей главы. Сварку бронз металлическим электродом рекомендуется производить на постоянном токе обратной полярности. Сила тока принимается из расчета 40 а на 1 мм диаметра электрода.

Что собой представляет сварка цветных металлов

Сварка цветных металлов и их сплавов, несмотря на более низкие температуры плавления, не так проста, как кажется на первый взгляд. Все цветные металлы и их сплавы обладают повышенной химической активностью при контакте с кислородом и покрыты оксидной пленкой, препятствующей качественному соединению деталей. При простом нагревании в воздушной среде химическая активность многократно возрастает и вместо сварного шва можно получить оплавленные края с толстым слоем оксидных пленок. Варка цветных металлов для литья тоже должна проводится в среде с ограниченным доступом кислорода.

Схема газовой сварки цветных металлов.

Наиболее популярные сплавы

В чистом виде цветные металлы применяются относительно редко. Современные технологии позволяют изготавливать огромное количество разнообразных сплавов в различных комбинациях с разнообразными физико-механическими свойствами. Наиболее распространенными, используемыми для изготовления деталей промышленных и бытовых устройств, являются сплавы меди, алюминия, никеля, цинка и титана.

Читайте также  Ручной гидравлический трубогиб окоф

Используемыми с древних времен сплавами из меди являются латунь и бронза. Такая сварка может использовать:

  1. Простую латунь, которая представляет сплав меди с цинком. Медь является основным компонентом сплава, содержание цинка обычно около 30 %, в зависимости от требуемых свойств сплава ее размер может увеличиться до 50 %. Сложные латуни, кроме меди и цинка, содержат дополнительные компоненты.
  2. Бронза представляет сплав меди с оловом. Классическое соотношение 85% меди и 15% олова. Еще используются сплавы с добавками к основному составу цинка, кремния, магния, свинца и других металлов в зависимости от требуемых свойств.

Подготовка к проведению сварочных работ

Схема сварки в среде инертного газа.

Перед началом работ детали необходимо подготовить. Поверхность в местах сварки необходимо зачистить металлической щеткой или шабером для удаления оксидной пленки, затем промыть в бензине или растворителе для удаления жиров. Из-за большой текучести сварку лучше проводить в нижнем положении. Детали необходимо зафиксировать, чтобы ширина шва не превышала двух миллиметров. Можно предварительно сделать прихватывающие соединения, а затем выполнить полную обварку.

Сварку необходимо проводить в среде инертных газов, защищающих сварочную ванночку от контакта с воздушной средой. Наиболее эффективным является азот, но можно использовать гелий, аргон и их смеси. Для создания дуги можно использовать угольные, графитовые и вольфрамовые электроды. Угольные электроды можно используются для сварки неответственных деталей небольших размеров. В остальных случаях нужно использовать вольфрамовые или графитовые электроды. Проволоку для сварки перед работой необходимо тоже протравить в растворе азотной кислоты или смеси соляной и серной кислоты.

Сварка алюминиевых деталей

Алюминий – наиболее распространенный элемент из таблицы Менделеева и самый употребляемый на земном шаре после железа. В отличие от меди, он намного чаще используется в чистом виде и имеет несколько классов чистоты. Но более широкое распространение получили сплавы на основе алюминия. Химический состав сплавов настолько разнообразен, что многие из них проще классифицировать по их свойствам. Наиболее известными и применяемыми сплавами являются дуралюмин, силумин, авиель.

Режимы сварки алюминия.

Детали из алюминия перед сваркой следует зачистить от окисной пленки, обезжирить растворителем или бензином. После механической очистки свариваемые поверхности необходимо протравить в водном растворе натра фтористого и едкого натра в пропорции 50 на 50 в течение 1-2 минут, затем выполнить промывку в горячей воде не ниже 50°С и холодной воде. После отмывки детали нужно поместить на две минуты в раствор азотной кислоты и опять тщательно промыть горячей и холодной водой. Сварка подготовленных деталей должна проводиться не позднее 4 часов после подготовки.

Проволока, используемая для сварки также должна быть обработана аналогичным образом. Для зачистки кромок и прилегающих поверхностей нельзя использовать абразивные материалы или наждачную шкурку. Перед началом работы детали нужно жестко зафиксировать, обеспечив минимальный зазор. При невозможности жесткой фиксации нужно соединить детали прихватками и затем полностью проварить шов. Сварка проводится в защитной среде из инертных газов неплавящимися или плавящимися электродами. Ручную дуговую сварку чистого алюминия и силумина можно выполнить специальными электродами серии ОЗА.

Технология изготовления электродов обеспечивает сварку во всех положениях с четко выраженным капельным переносом в сварочную ванночку и образованием легко отделяющегося шлакового покрытия.

Устройство сварочного инвертора.

Детали, изготовленные из сплавов на основе никеля, применяются в высокотемпературных устройствах с рабочей температурой 700-100 °С. Используются в газовых и паровых турбинах, конструкциях двигателей ракет. Особо можно выделить изделия из нихрома с высоким удельным электрическим сопротивлением, используемые для изготовления нагревательных элементов в промышленных и бытовых устройствах.

Сварочный процесс изделий из сплавов никеля затруднен большой чувствительностью к примесям и газам, создающим пористость сварочного шва. Низкая пластичность никелевых сплавов требует большой мощности при проведении сварочных работ. Свариваемые поверхности необходимо зачистить до блеска и удалить жиры ацетоном или растворителями на его основе. Применение бензина нежелательно.

Проведение сварочных работ

Сварку проводят в среде инертных газов с применением специальной проволоки. Свариваемые детали необходимо располагать на специальных подкладках с канавками. По канавкам должен проходить инертный газ для защиты обратной стороны шва от контакта с воздушной средой. Процесс нужно выполнять, накладывая тонкие слои и давая время на остывание деталей. После окончания работы желательно выполнить термический отпуск изделия для снятия остаточных напряжений.

Цинк как конструкционный материал в чистом виде не применяется. Основное использование – изготовление сплавов и антикоррозионных покрытий железных и стальных деталей. Свариваемость деталей с цинковым покрытием или содержанием цинка значительно снижена в прямой зависимости от количества. При сварке нужно использовать защитную газовую среду со стороны сварки и обратной стороны шва. Выбор режима зависит от размеров детали. Сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама.

Титан и его сплавы нашли широкое применение в конце двадцатого века с развитием авиации и ракетостроения. В чистом виде он используется редко. Сплавы с применением легирующих элементов обладают высокой прочностью и значительно улучшают исходные свойства металла.

Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов.

Подготовка деталей к сварке тоже начинается с механической зачистки или обработки в кислоте. При механической очистке можно использовать наждачную шкурку и металлические щетки с автоматическим вращением. Проволоку для сварки выбирают соответственно марке сплава.

Свариваемые детали нужно плотно сжать, контролируя, чтобы на поверхности не попали посторонние вещества. Сварочный процесс должен проходить в защищенной инертными газами или аргоном зоне с использованием электродов из вольфрама.

Особенности сварки цветных металлов требуют применения дополнительного оборудования и защитных средств для качественного выполнения работ и обеспечения безопасности сварщиков. Независимо от используемого метода при сварке цветных металлов и их сплавов на месте проведения должна быть мощная принудительная вентиляция рабочих мест. Соединения, образующиеся при сварке, вредны, а иногда и токсичны. При этом необходимо соблюдать индивидуальные меры безопасности: спецодежда, сварочные рукавицы, сварочный щиток или очки.

При сварке цветных металлов и их сплавов часто требуется предварительный прогрев деталей из-за повышенной теплопроводности. Подогрев можно проводить в специальных печах с контролем температуры.

Газовая сварка цветных металлов требует наличия баллонов с необходимыми газами в зависимости от выбранной технологии, понижающих редукторов для всех видов баллонов, шлангов необходимой длины и диаметра, горелки с комплектующими элементами и других необходимых компонентов.

Особенности сварки цветных металлов и сплавов

1. Сварка меди и её сплавов.

Медь сваривается плохо ввиду её высокой теплопроводности, жидкотекучести и повышенной склонности к образованию трещин при сварке. Теплопроводность меди в 6 раз больше теплопроводности малоуглеродистой стали, поэтому сварка меди должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а в большинстве случаев — с предварительным и сопутствующем подогревом.

Повышенная жидкотекучесть меди затрудняет её сварку в вертикальном, горизонтальном и особенно в потолочном положениях.

Медь и её сплавы сваривают всеми существующими способами сварки плавлением. Однако, наибольшее распространение получили следующие виды: дуговая сварка угольным электродом, плавящимся электродом, под флюсом, в защитных газах и газовая сварка.

Дуговая сварка меди производится при повышенной силе сварочного тока, что обуславливается высокой теплопроводностью меди. Наиболее распространена газовая сварка меди ацетилено-кислородным восстановительным пламенем повышенной мощности. В качестве присадочного материала используют медные прутки с небольшими добавками олова, цинка, серебра и фосфора, как раскислителей. Сварку ведут с флюсами в состав которых входит бура Na2B4O7, борная кислота NaBО3 и борный ангидрит B2O3. После сварки рекомендуется быстрое охлаждение деталей в воде и проковка швов в холодном состоянии (для устранения хрупкости). Медные листы толщиной более 6 мм следует сваривать с предварительным подогревом до 150-250 0 С.

Латуни являются сплавами меди с цинком (до38%). Основной трудностью при сварке латуни является испарение цинка. В результате шов теряет свои свойства и возможно возникновение пор . Дуговая сварка латуни находит ограниченное применение. В основном применяют сварку угольными электродами на постоянном токе при прямой полярности с применением флюсов (типа БЛ-3). Газовая сварка латуней обеспечивает лучшее качество сварных соединений. Для уменьшения испарения цинка сварку ведут окислительным пламенем, с применением газового флюса, который подаётся в пламя горелки и содержит пары боросодержащих жидкостей, или с порошковым флюсом: 94-96% буры, 4-6% магния металлического.

Читайте также  Uponor соединение с фитингами

Образующийся на поверхности сварочной ванны борный ангидрит связывает окислы цинка и образует сплошной слой шлака. Шлак препятствует выходу паров цинка из сварочной ванны. Латунь также успешно сваривается с помощью контактной сварки.

Большинство бронз является литейным материалом и сварка их применяется только с целью заварки дефектов или ремонта. Существует несколько десятков марок бронз. По свариваемости они отличаются друг от друга, поэтому и технология их сварки разнообразна. Сварку бронзы можно выполнять угольными электродами с присадочным материалом, покрытыми электродами и вольфрамовым электродом в защитных газах, газовой сваркой. Газовая сварка бронз ведётся восстановительным пламенем, т.к. при окислительном пламени происходит выгорание легирующих элементов. При сварке пользуются теми же флюсами, что и при сварке меди и латуни.

Сварка алюминия и его сплавов.

Основные трудности, возникающие при сварке алюминиевых сплавов заключаются в следующем:

— поверхность этих сплавов на воздухе очень быстро покрывается тугоплавкой окисью алюминия Al2O3, Т пл= 2050 0 С (Тпл Al= 658 0 С);

— все сплавы алюминия не изменяют своего цвета при нагревании, из-за чего трудно заметить начало их оплавления;

— сплавы обладают высокой теплопроводностью, из-за чего толстостенные изделия бывает трудно прогреть;

— изделия из этих сплавов сильно коробит при нагревании.

Детали из алюминия и его сплавов можно соединять как сваркой плавлением, так и сваркой давлением. Но наиболее широкое распространение получили следующие виды: дуговая сварка плавящимся и неплавящимся электродом в защитном газе, автоматическая сварка по слою дозированного флюса, стыковая и точечная контактная сварка. Кроме того возможно применение газовой сварки строго нормальным пламенем. При сварке применяют присадочную проволоку того же состава, что и свариваемый материал. Ручную сварку алюминия выполняют с подогревом листов от 100 до 400 0 С, чем толще деталь, тем выше температура. Наибольшее применение нашла сварка алюминия в защитных газах. Эти способы сварки дают более высокое качество сварных швов по справнению с другими способами дуговой сварки.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Сварка цветных металлов

#1 Andrew

В современной технике объем применения цветных металлов и сплавов на их основе непрерывно растет. В связи с бурным развитием авиастроения, ракетной и атомной техники, химической промышленности в качестве конструкционных материалов в настоящее время стали применять такие металлы (и сплавы на их основе), как титан, цирконий, никель, молибден и даже ниобий, гафний и др. В сварных конструкциях значительно расширился ассортимент сплавов на основе алюминия, магния, титана.

Области применения отдельных цветных металлов и сплавов на их основе весьма разнообразны.

Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике и т. п.

Алюминий и его сплавы применяют для изготовления различных емкостей в химической и пищевой промышленности. Сплавы на основе алюминия широко применяют для самолетов, ракет, судов, в строительстве и т. п. в связи с их сравнительно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и высокими механическими свойствами при низких температурах.

Сплавы титана получают все более широкое применение в качестве конструкционного материала в самолетостроении, для изготовления ракет, емкостей в химическом машиностроении, судостроении и в атомной энергетике.

Тантал, ниобий, гафний, цирконий используют в химическом машиностроении и атомной энергетике, молибден — в высокотемпературных камерах горения, в ракетной технике и т. д. Цветные металлы и сплавы на их основе имеют ряд общих и специфических особенностей, связанных с их свойствами, которые осложняют и затрудняют процесс сварки плавлением.

Особенности цветных металлов

  • Большое сродство указанных металлов к кислороду. Так, по убывающей степени сродства к кислороду (при Т — 1600 град. С) металлы располагаются в ряд: Al, Zr, Ti, Mo, W, Ni, Сu и т. д. Из этого ряда видно, что это такие элементы (алюминий, цирконий, титан), которые в обычной металлургии и сварочной практике используют в качестве раскислителей.
  • Как правило, эти металлы образуют систему окислов, более тугоплавких, чем сам металл, что приводит к засорению металла шва этими окислами. В некоторых случаях окислы имеют более низкую температуру плавления, и возникает опасность образования легкоплавких эвтектик, приводящих к кристаллизационным трещинам.
  • Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали.
  • Для некоторых сплавов цветных металлов велика разница между температурами плавления и кипения отдельных компонентов по сравнению с температурой плавления сплава. Так, например, при температуре плавления цинка 419 град. С и олова 232 град. С латунь и бронза имеют температуру плавления 800-950 град. С. Возникает опасность испарения легкоплавких компонентов.
  • Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза).
  • Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов.

В результате взаимодействия металлов с кислородом, азотом, водородом свойства их могут очень резко ухудшаться. Все отмеченные особенности цветных металлов должны быть учтены при разработке технологии их сварки. Возможности варьирования способов сварки плавлением для цветных металлов различны и зависят в первую очередь от особенностей физико-химических свойств металла.

Медь, никель, алюминий, магний и сплавы на их основе успешно сваривают дуговой сваркой толстопокрытыми электродами, угольным и металлическим электродом с применением флюса, в.среде инертных защитных газов с использованием неплавящегося (вольфрамового) и плавящегося электрода, а алюминий — еще и электрошлаковой сваркой. Для этих металлов выбор способа сварки I определяется возможностями завода — наличием соответствующего оборудования, сварочных материалов, квалифицированных сварщиков и технологов, а также технической и экономической целесообразностью. Наиболее эффективный способ сварки, находящий самое широкое применение, — аргонодуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом с использованием стандартного оборудования и приспособлений.

Для группы тугоплавких, химически активных металлов пригодные методы сварки резко ограничены необходимостью очень тщательной защиты зоны сварки от вредного действия окружающего воздуха. В этом случае применяют дуговую сварку в инертных газах с дополнительной защитой зоны сварки с помощью развитой системы насадок, укрепляемых на горелке, и защитой обратной стороны шва, либо используют камеры с контролируемой атмосферой. Достаточно эффективна электронно-лучевая сварка в вакууме.

При использовании дополнительных насадок инертный газ должен защищать не только дугу и расплавленный металл, но и твердый нерасплавляющийся основной металл и закристаллизовавшийся металл шва. Например, титан и цирконий, нагретые до температур выше 400-500 град. С, способны к поглощению больших объемов активных газов из окружающей среды. Для ниобия и тантала опасная зона еще ниже (200-300 град. С). Защита обратной стороны шва может быть осуществлена через неподвижную подкладку, укрепляемую на свариваемом изделии, либо подвижную, перемещаемую вспомогательным рабочим.

Дополнительная информация:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: