Сварка цветных металлов - Особенности сварки
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 16:10
- Просмотров: 37157
Особенности сварки цветных металлов и их сплавов Особенности сварки цветных металлов и их сплавов обусловлены их физико-химическими и механическими свойствами: температурами плавления и кипения, теплоемкостью, теплопроводностью, способностями к окислению, поглощению газов и т. д. Температуры плавления и кипения цветных металлов относительно невысокие, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. Если сваривают сплав металлов, то перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких окислов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну окислами, снижает физико-механические свойства сварного шва. Ухудшению качества сварного соединения способствует также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), что приводит к пористосtdти металла шва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой. Сравнительно большие коэффициенты линейного расширения и большая литейная усадка приводят к возникновению значительных внутренних напряжении, деформаций и к образованию трещин в металле шва и околошовной зоне. Резкое уменьшение механической прочности и возрастание хрупкости металлов при нагреве могут привести к непредвиденному разрушению изделия. Для выполнения качественного сварного соединения применяют различные технологическе меры, учитывающие особенности каждого металла (сплава) и обеспечивающие получение шва с требуемыми физико-механическими свойствами. Сварка меди и ее сплавов Медь полtrучила большое применение в технике благодаря высокой электропроводности и теплопроводности, а также хорошей химической стойкости. При дуговой сварке меди следует учесть, что теплопроводность меди примерно в шесть раз больше теплопроводности железа. При температуре 500...600°С медь приобретает хрупкость, а при 700...800° С прочность меди настолько снижается, что уже при легких ударах образуются трещины. Плавится медь при температуре 1083° С. Свариваемость меди в значительной степени зависит от наличия в металле различных примесей: висмута, свинца, сурьмы, мышьяка. Чистая электролитическая медь обладает наилучшей свариваемостью. Расплавленная медь легко окисляется, образуя закись меди Cu20, и легко поглощает водород и окись углерода. При охлаждении в объеме металла выделяются пузырьки паров воды и углекислого газа, которые не растворяются в меди. Эти газы, расширяясь, создают большое внутреннее давление и приводят к образованию мелких межкристаллитных трещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Сварку меди и ее сплавов производят только в нижнем положении или при очень малых углах наклона. Ручная дуговая сварка меди выполняется угольным или металлическим электродом. При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочного материала применяют прутки из меди Ml, прутки из бронзы Бр.(ЭФ6,5-0,15 или медные прутки MCpl, содержащие до 1% серебра. Применяют также прутки из латуни ЛК62-0Д Для предохранения меди от окисления и улучшения процесса сварки применяют флюсы, которые наносят на разделку шва и на присадочные прутки. Флюсы применяют следующих составов: 1) буры прокаленной-68%, кислого фосфорнокислого натрия - 15%, кремниевой кислоты-15%, древесного угля - 2%; 2) буры прокаленной-50%, кислого фосфорнокислого натрия - 15%, кремниевой кислоты-15%, древесного угля - 20%. Можно также применять только буру, но лучше с присадкой 4...6% металлического магния. Листы толщиной до 4 мм можно сваривать с отбортовкой без присадочного металла, а более 4 мм - со скосом кромок под углом 35... ...45°. Сборка под сварку должна обеспечить минимальные зазоры (до 0,5 мм), чтобы предупредить протекание расплавленного металла шва. Рекомендуется также использовать подкладки из графита, асбеста или керамики. По концам шва следует сделать формовку. Сварку производят постоянным током прямой полярности. Длина дуги должна составлять 10... 13 мм, напряжение тока 45...60 В. Сварку ведут со скоростью не менее 0,2...0,3 ад/мин и при возможности за один проход. Режимы сварки угольным электродом зависят от толщины свариваемых кромок. При толщине листов до 4 мм используют угольные электроды диаметром 4...6 мм, а величину сварочного тока выбирают в пределах 140...320 А. При толщине листов более 4 мм применяют электроды диаметром 8... 10 мм при сварочном токе 350...550 А. После сварки металл шва проковывают (тонкие листы - в холодном состоянии, а толстые - в нагретом до температуры 200...350° С). Для повышения вязкости металла шов подвергают отжигу о нагревом до температуры 500...550° С и быстрым охлаждением в воде. При сварке металлическим электродом подготовка кромок и обработка шва производится так же, как и при угольном электроде. Металлические электроды изготовляют из меди Ml. Покрытие, рекомендуемое заводом «Комсомолец», имеет следующий состав: ферромарганца - 50%, ферросилиция (75%-ного) - 8%, полевого шпата - 12%, плавикового шпата - 10%, жидкого стекла - 20%. Толщина покрытия составляет 0,4 мм. Применяют также электроды марки ЭТ Балтийского завода со стержнем из бронзы Бр. КМц-3-1 и покрытием следующего содержания: марганцевой руды - 17,5%, ферросилиция (75%-ного) - 32%, плавикового шпата -32%, графита серебристого - 16% и алюминия - 2,5%. Связующим веществом является жидкое стекло. Покрытие наносят на стержень диаметром 4...6 мм слоем толщиной 0,2...0,3 мм. Сварку выполняют возможно короткой дугой на постоянном токе обратной полярности. Величину сварочного тока определяют из расчета 50...60 А на 1 мм диаметра электрода. Сварку меди в защитном газе выполняют угольным или вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности. Защитными газами служат аргон, гелий или азот. Присадочную проволоку применяют марки Ml или Бр.КМц-3-1. Автоматическую сварку меди производят под флюсом ОСЦ-45, АН-348-А или АН-20 проволокой диаметром 1,6...4 мм марки Ml или Бр. КМц-3-1. Напряжение тока составляет 38...40 В, величину сварочного тока принимают из расчета 100 А на 1 мм диаметра проволоки. Ток постоянный обратной полярности. Скорость сварки 15...25 м/ч. Листы толщиной более 8 мм требуют предварительного подогрева. После сварки производится обычная обработка шва. Латунь - сплав меди с цинком - сваривают всеми способами, указанными выше для меди. Основное затруднение при сварке латуни связано с кипением и интенсивным испарением цинка, пары которого в воздухе образуют ядовитые окислы. При сварке латуни угольным электродом применяют присадочные прутки из латуни ЛМц-58-2 и флюс из молотого борного шлака или буры. Применяют также прутки из латуни типа Л К, содержащие кроме меди и цинка еще и кремний. При сварке плавящимся электродом применяют проволоку из латуни, содержащей цинка 38,5...42,5%, марганца 4...5%, алюминия 9,5%, железа 0,5...1,5% (остальное медь). Покрытие наносят в два слоя. Первый слой толщиной 0,2...0,3 мм состоит из марганцевой руды (30%), титанового концентрата (30%), ферромарганца (15%), мела (20%) и сернокислого калия (5%). Связующим веществом является жидкое стекло. Второй слой толщиной 0,8... 1,1 мм состоит из борного шлака, замешанного на жидком стекле. Автоматическая сварка латунных изделий производится электродной проволокой марки Ml под флюсом АН-348-А или ОСЦ-45 с добавкой 10 массовых частей борной кислоты и 20 массовых частей кальцинированной соды на 100 массовых частей флюса. Сварка ведется постоянным током прямой полярности. Напряжение тока 38...42 В. Величина сварочного тока при диаметре проволоки 2 мм составляет 300... ...480 А. Бронза - сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, цинком и свинцом. При сварке угольным электродом оловянистых бронз в качестве присадочного материала применяют прутки из сплава, содержащего 95...96% меди, 3...4% кремния, 0,25% фосфора. Флюс - прокаленная бура или борный шлак. При сварке специальных бронз применяют прутки, изготовленные из бронз свариваемых марок или близких им по химическому составу. Ток постоянный прямой полярности. Сварку металлическим электродом фосфористой бронзы выполняют прутками следующего состава: 10... 12% олова, 0,15...0,45% фосфора, остальное - медь. Для свинцовых бронз применяют прутки из сплава, содержащего 21% свинца, 8% олова, 1,5% цинка, остальное - медь. Прутки покрывают различными защитными покрытиями. Ток постоянный прямой полярности. При диаметре прутка 6...8 мм величина сварочного тока составляет 200...300 А. Рекомендуется предварительный подогрев свариваемых деталей до температуры 250...300 С. Допускается легкая проковка сварного шва для улучшения качества наплавленного металла. Сварка алюминия и его сплавов Алюминий обладает небольшой плотностью, высокой темплопроводностью и электропроводностью. Применяется как в чистом виде, так и в виде сплавов с марганцем, медью и кремнием. Алюминиевые сплавы применяют в строительстве при изготовлении различных конструкций в виде проката или прессованных профилей. Наибольшее применение получили сплавы алюминия с марганцем марки АМц, сплавы алюминия с магнием марок АМг и АМгб. Из алюминиево-магниево-кремнистых сплавов применяют сплавы АВ, В92 и АДЗЗ. Поверхность алюминия и его сплавов покрыта пленкой тугоплавкого окисла алюминия, плавящегося при температуре 2050° С. Эта пленка очень затрудняет сплавление основного и присадочного металлов, поэтому свариваемые кромки необходимо тщательно очистить от пленки окислов механическим или чаще всего химическим способом, путем применения флюсов. Следует иметь в виду, что при нагреве до 400...500° С прочность алюминия резко падает и деталь может разрушиться даже под действием собственной массы. Дуговую сварку строительных конструкций производят угольным или плавящимся электродом. При сварке угольным электродом присадочным материалом служат прутки из алюминия АО, А1 или сплавов АМц, АК. Наличие кремния в присадочном материале повышает текучесть металла, снижает усадку и уменьшает опасность образования трещин в металле шва. Сварку выполняют постоянным током прямой полярности. Диаметр электрода выбирают в пределах 6...8 мм в зависимости от толщины свариваемых кромок. Сварочный ток соответственно составляет от 150 до 500 А. Перед сваркой присадочный пруток и свариваемые кромки покрывают флюсом. При сварке плавящимся электродом применяют сварочную проволоку Св-АВ00, Св-А1, Св-АМц, Св-АК.5 (ГОСТ 7871-75) или проволоку из сплава того же состава, что и свариваемый металл. Сварку производят постоянным током обратной полярности с возможно короткой дугой. Сварочный ток определяют из расчета 25...30 А на 1 мм диаметра электрода. Для удаления пленки окислов алюминия применяют зарекомендовавший себя флюс АФ-4А, содержащий 28% хлористого натрия, 50% хлористого калия, 14% хлористого лития и 8% фтористого натрия. Кроме того, при сварке металлическим электродом применяют различные покрытия, которые также в основном содержат хлористый натрий, хлористый калий, фтористый калий, фтористый натрий, криолит, сернокислый натрий, хлористый литий и др. В качестве связующего вещества применяют декстрин или густой раствор поваренной соли. Покрытие наносят на стержень электрода слоем толщиной К..1,2 мм. Листы толщиной до 3 мм сваривают с отбортовкой, а при толщине металла 4...8 мм - без скоса кромок. Листы толщиной более 8 мм сваривают со скосом кромок с углом раскрытия 60...70°. Кромки листов толщиной более 8 мм перед сваркой подогревают до температуры 200...250° С. После сварки швы тщательно очищают от шлаков и остатков флюса (промывка горячей водой, протирка щеткой и ветошью). Для более полной очистки применяют травление 5%-ным раствором азотной кислоты с последующей промывкой горячей водой и сушкой. Автоматическую и полуавтоматическую сварку под флюсом при¬меняют для листов и деталей с толщиной кромок более 8 мм. Применяют электродную проволоку Св-А1 или Св-АМц диаметром 2...3 мм. .Флюс, состоящий из 20% хлористого натрия, 50% хлористого калия и 30% криолита, наносят на сварной шов слоем толщиной от ,10 до 35. мм 5 Зак. 65Д Сварку производят постоянным током обратной полярности при напряжении дуги 38...44 В, вылет электрода 25...40 мм, величина тока составляет 300...450 А, скорость сварки 12...20 м/ч. JH^B 1 Аргонодуговая сварка алюминия и его сплавов получила большое распространение благодаря хорошим качествам сварного шва. При этом нет необходимости применять относительно сложные флюсы и покрытия, остатки которых могут вызвать коррозию металла шва. Сварку производят постоянным током обратной полярности или переменным током, но с обязательным применением осциллятора и балластного реостата. Ручную сварку выполняют вольфрамовым электродом на установках УДГ-300 и УДГ-500. При толщине свариваемых кромок до 6 мм применяют электроды диаметром до 4 мм, а для кромок больших толщин - до 6 мм. Величину сварочного тока определяют из расчета 30...45 А на 1 мм диаметра электрода. Расход аргона составляет 6... 15 л/мин. Сварку производят при минимальной длине дуги (менее 2 мм). Это обеспечивает энергичное разрушение окисной пленки вследствие катодного распыления и лучшую защиту зоны сварки аргоном. Механизированную сварку выполняют на специализированном автомате АДСВ-2. Полуавтоматическую и автоматическую сварку в среде аргона плавящимся электродом выполняют специальными шланговыми полуавтоматами и автоматами. Сварку производят постоянным током обратной полярности. Применяют сварочную проволоку марок Св-АВ00, Св-А1, Св-АМн, Св-АК или того же состава, что и свариваемый металл. Металл толщиной до 10 мм сваривают без разделки кромок, при больших толщинах кромок применяют V- и X-образные разделки шва. Величина сварочного тока при электродной проволоке диаметром 2,0 мм составляет 250...300 А. Скорость сварки достигает 30...40 м/ч.
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи