Сварка цветных металлов - Ручная дуговая
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 16:10
- Просмотров: 37141
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ
Дуговая сварка покрытым электродом используется лишь для двух видов цветных металлов: алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов. Основные достоинства конструкций из алюминиевых сплавов: малая плотность, высокая удельная прочность, высокая коррозионная стойкость. Это обусловливает их повсеместное распространение. Для сварных конструкций используются деформируемые алюминиевые сплавы. Они при нагреве и деформации не склонны к растрескиванию. Одна из главных проблем при сварке алюминия и его сплавов - высокая химическая активность алюминия: он образует на поверхности окисную пленку А1203 с температурой плавления 2050 °С, которая не расплавляется в процессе сварки и покрывает металл прочной оболочкой, затрудняя образование сварочной ванны. Частицы пленки, попадающие в шов, снижают механические свойства сварных соединений, их работоспособность. Для осуществления сварки должны быть приняты меры по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления. Вследствие большой химической прочности А1203 восстановление алюминия из окисла в условиях сварки практически невозможно. Не удается также связать А1203 в прочные соединения сильной кислотой или щелочью. Поэтому действие шлаков для сварки алюминия основано на процессах растворения и смывания разрушающейся окисной пленки расплавленным шлаком. При подготовке деталей из алюминиевых сплавов под сварку с кромок удаляют поверхностные загрязнения с помощью органических растворителей. Широко применяется травление по следующей технологии: обезжиривание в растворителе, травление в концентрированной щелочи NaOH (45...50 г/л) в течение 1...2 мин, промывка в холодной воде, осветление (пассивирование) в 30 %-м водном растворе HNO3 в течение 2 мин, промывка в холодной воде и сушка сжатым воздухом. При сварке рационально использовать стыковые или нахлесточные соединения. Для уменьшения включений окисной пленки в шве возможно использование флюсов, наносимых на торцевые поверхности деталей перед сваркой в виде дисперсной взвеси фторидов в спирте. Без разделки кромок можно сваривать с одной стороны детали с толщиной кромок до 3...6 мм, а с двух сторон - до 10 мм. Разделку делают V-образную с углом раскрытия кромок 60...70° (меньше, чем на стали) и с притуплением не менее 0,25 толщины кромок. Наиболее распространенные марки электродов для сварки алюминиевых сплавов: АФ-4А; ЭЮ-1; ОЗА-1; ОЗА-2. Последняя марка предназначена для заварки дефектов литья и наплавки. Стержни электродов изготавливают из сварочной проволоки с нанесением на них покрытий из смеси хлористых и фтористых солей. Толщина покрытия не более 0,3...0,5 мм на сторону. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, силу тока выбирают в зависимости от положения шва и диаметра электрода (табл. 12). При сварке электродами 03А-1 прочность металла шва 7,2 кгс/мм2 (72 МПа) и угол загиба образца 170°. Сварку лучше вести с предварительным подогревом изделия до температуры 250...400 °С (в зависимости от толщины кромок), так как алюминий имеет высокую теплопроводность и кромки очень медленно разогреваются дугой. Расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет 2 кг. Велики потери на угар и разбрызгивание электродного металла. При сварке электродами ОЗА-2 прочность шва немного выше - 8,6 кгс/мм2 (86 МПа); а угол загиба меньше. Это связано с легированием шва кремнием (до 5,0 %). Медь и медные сплавы используют в основном ввиду их высокой электро-и теплопроводности, высокой коррозионной стойкости в некоторых агрессивных средах. Все эти свойства тем выше, чем выше чистота металла. Электропроводность и теплопроводность меди резко меняются даже при незначительном количестве примесей (до 1 %). При нагреве медь может реагировать с кислородом, серой, углеродом и водородом. Медь инертна по отношению к азоту во всем диапазоне температур сварки. Кислород и водород при низких температурах, близких к температуре кристаллизации, чрезвычайно мало растворяются в меди и поэтому при малом раскислении и плохой защите могут вызывать трещины или "водородную болезнь" меди - замедленное образование трещин. Поэтому перед сваркой сварочные электроды нужно прокаливать при температуре 250...300 °С в течение двух часов и применять основной металл с малым содержанием газов. Для сварки чистой меди лучше использовать другие способы сварки, например в защитных газах неплавящимся или плавящимся электродом. Латуни (сплавы меди с цинком) также имеют плохую свариваемость из-за выгорания цинка. Сплавы меди - бронзы свариваются лучше, чем чистая медь. Различают бронзы по типу основного легирующего компонента: оловянистые, алюминиевые, марганцовистые, кремнистые, хромистые. Лучше других свариваются кремнистые и хромистые бронзы. Кремнис ты е бронз ы в значительной степени утратили тепло-и электропроводность, но имеют высокую коррозионную стойкость и износостойкость. Хромисты е бронз ы при хорошей свариваемости имеют электро-и теплопроводность практически на уровне чистой меди. Марганцовистые бронзы имеют удовлетворительную свариваемость с хорошей коррозионной стойкостью и жаропрочностью. Алюминиевые и оловянистые бронзы свариваются плохо ввиду выгорания легкоплавких легирующих материалов. Лучшими из разработанных электродов для сварки меди являются: АНЦ/СЭМ-3; ОЗБ-2М и "Комсомолец-100". Электроды ОЗБ-2М рекомендуются для сварки и наплавки бронз, остальные - для сварки и наплавки чистой меди или низколегированных сплавов на ее основе. Сварку меди и ее сплавов производят на постоянном токе обратной полярности. Детали толщиной до 10 мм сваривают без разделки кромок и без предварительного подогрева, силу тока выбирают в зависимости от диаметра электрода (см. табл. 12). Сварку ведут на ровной высушенной графитовой подкладке или графитовой ткани одноили двухсторонним швом с небольшими поперечными колебаниями электрода, короткой дугой, в нижнем положении или слегка на подъем. Электрод располагают перпендикулярно к изделию. Детали толщиной 10...25 мм предварительно подогревают до температуры 200...400 °С. При этом гарантируется электропроводность сварных швов на уровне 60 % от электропроводности чистой меди. Предел прочности наплавленного металла 20 кгс/мм2 (200 МПа). Расход электродов всех марок достаточно большой: на 1 кг наплавленного металла расходуется 1,6... 1,75 кг электродов.
Контрольные вопросы
2. Как организуют рабочее место сварщика в зависимости от вида выполняемых работ?
3. Какие требования предъявляются к конструкции и окраске стен стационарной кабины сварщика?
4. Какие системы вентиляции применяют на рабочих местах сварщиков?
. Какие типы электрододержателей применяют при сварке?
6. Какие требования предъявляются к электрододержателям?
7. Какими устройствами защищают лицо и глаза сварщика от излучения дуги?
8. Какие требования предъявляются к спецодежде и обуви сварщика?
9. Какие общие требования предъявляются к электродам для ручной дуговой сварки?
. Какие типы веществ вводят в сварочные электроды?
11. Какие элементы в составе электродных покрытий вводят для предохранения металла сварочной ванны от окисления?
12. Откуда в зоне сварки берется водород и что нужно делать, чтобы его там было меньше?
13. Что означают в маркировках электродов обозначения Э46, Э55?
14. Какими способами готовят кромки деталей под сварку?
. Какие применяют приемы зажигания дуги?
16. Как влияет длина дуги на форму сварного шва?
17. Как в процессе сварки управляют формированием шва?
18. Какие приемы уменьшения деформаций применяют при сварке лис19. Какие приемы применяют при заполнении разделки многопроходным . Что такое режим сварки и какие параметры режима можно выделить . при ручной дуговой сварке?
21. Как выбирают силу сварочного тока?
22. Как бороться с магнитным дутьем?
23. Как и почему выбирают электроды для сварки в потолочном, горизонтальном и вертикальном положениях?
24. Зачем в состав электродных покрытий вводят железный порошок? г . В чем заключаются преимущества сварки пучком электродов?
26. В чем состоит сущность сварки лежачим электродом?
27. В чем состоит сущность сварки наклонным электродом?
28. В чем состоит сущность ручной сварки с опиранием электрода?
29. В чем состоит сущность ванного способа сварки?
. Для чего нужен подогрев при сварке конструкционных легированных сталей?
31. Как на рабочем месте можно быстро определить температуру подогрева?
32. В чем заключаются трудности дуговой сварки чугуна?
33. Чем отличаются друг от друга холодная и горячая сварка чугуна?
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи