Сварка цветных металлов и сплавов

Дипломная работа

В настоящее время насчитывается несколько десятков способов сварки и их разновидностей. Все они могут классифицироваться по двум признакам:

1. по методу объединения соединяемых поверхностей;

2. по виду применяемой энергии.

способы сварки плавлением и способы сварки давлением

сварке плавлением

К способам сварки плавлением относится:

1. дуговая сварка (ручная, автоматическая под флюсом, газоэлектрическая и дуговой плазмой);

сварке давлением

К способам сварки давлением относится:

По виду применяемой энергии

1. электрической (все виды дуговой сварки, электрошлаковая, контактная);

2. химической (газовая и термитная);

3. механической (кузнечная, холодная, трением, взрывом и ультразвуком);

4. лучевой (электроннолучевая, лазерным и солнечным лучом).

2. Электрическая дуговая сварка

2.1 Понятие об электрической дуге и характеристика основных способов сварки

Сварочная дуга — это мощный электрический разряд в ионизированной газовой среде, который сопровождается выделением значительного количества тепла и света.

Процесс зажигания дуги при сварке состоит из 3-х периодов:

1. короткое замыкание электрода на заготовку;

2. отвод электрода на расстояние 3…6 мм;

3. возникновение устойчивого дугового разряда.

Короткое замыкание производится с целью разогрева торца электрода и основного металла в зоне контакта с электродом. После отвода электрода с его разогретого торца , являющегося катодом, под действием электрического поля начинается эмиссия электронов. Столкновение быстродвижущихся по направлению к аноду электронов с молекулами газов и атомами паров металлов приводит к их ионизации. В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд эл. тока. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда.

Электрическая дуга является концентрированным источником теплоты с очень высокой температурой. Температура столба дуги достигает 6000єС, а температура анодного и катодного пятен — 2000…3000єС.

Однако не вся мощность дуги полностью расходуется на нагрев и расплавление электрода и основного материала, часть её теряется в результате теплоотдачи в окружающую среду. Так при ручной дуговой сварке потери мощности составляют 20%, примерно 30% мощности идет на нагрев и расплавление электрода, а остальные 50% расходуются на нагрев и расплавление основного материала.

4 стр., 1676 слов

Реферат сварка дуговая сварка

... сваркой металлическим электродом. Зависимости от способа дуговой сварки. В зависимости от способа дуговой сварки, т.е. от материала применяемого электрода, свойства электрической дуги меняются. Так, при горении дуги между свариваемым металлическим изделием и угольным электродом дуги ... и медленное охлаждение. При газовой сварке нагрев и расплавление металла достигаются пламенем газосварочных горелок ...

В зависимости от материала и количества электродов, а также от способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие способы дуговой сварки:

1. сварка неплавящимся электродом (способ Бенардоса) или вольфрамовым. Соединение осуществляется либо путём расплавления только одного основного металла, либо с применением присадочного материала.

2. сварка плавящимся электродом (способ Славянова).

Электрод подается в сварочную дугу, расплавляется и наполняет сварочную ванну жидким металлом.

3. сварка дугой косвенного действия. Дуга горит между двумя плавящимися или неплавящимися электродами, основной металл нагревается и плавится теплом, излучаемым столбом дуги.

4. сварка трёхфазной дугой. Два электрода и деталь подключены к разным фазам трёхфазного тока. Дуга возникает между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.

2.2 Источники питания сварочной дуги

Для дуговой сварки используется как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются генераторы постоянного тока и сварочные выпрямители — селеновые, германиевые и кремниевые.

Генераторы постоянного тока изготовляют стационарными и передвижными с приводом от электродвигателя и от двигателя внутреннего сгорания.

При сварке переменным током преимущественно используют сварочные трансформаторы, которые распространены шире, чем генераторы. Сварочные трансформаторы проще в изготовлении и эксплуатации , имеют небольшой вес и меньшую стоимость, более высокий кпд и значительно долговечнее.

Производится сварочными электродами, подача которых в дугу и перемещение вдоль заготовки выполняется вручную рукой сварщика. Для удержания электрода и подвода к нему тока сварщик пользуется электрододержателем. Для защиты от светового и ультрафиолетового излучения дуги лицо сварщика закрывается предохранительным щитком или маской с тёмными стеклами, а тело и руки — брезентовой спецодеждой и рукавицами. Рабочее место сварщика помещается в специальной кабине.

Электроды для ручной сварки представляют собой проволочные стержни с нанесённым на них покрытием. Стержень электрода изготавливается из специальной сварочной проволоки повышенного качества, с пониженным содержанием P и S. ГОСТ предусматривает 56 марок проволоки диаметром 0,3…12 мм.

Схема процесса сварки следующая: дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень плавится и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. По мере движения дуги происходит затвердевание сварочной ванны и образование сварного шва. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твёрдую шлаковую корку.

Ручная дуговая сварка широко применяется в производстве металлоконструкций для сварки различных материалов малых и средних толщин (от 2…30 мм).

Особенно она выгодна и удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях (нижнем, вертикальном, потолочном), а также при наложении швов в труднодоступных местах. Недостаток — низкая производительность.

15 стр., 7481 слов

Технологические основы процесса сварки металлов и сплавов (её ...

... применения дуги для целей сварки прошло 80 лет. Н.Н.Бенардос впервые применил электрическую дугу между угольным электродом и металлом для сварки. Он применил созданный им способ не только для сварки, но ... и для наплавки и резки металлов. Другой русский ...

2.4 Автоматическая дуговая сварка под флюсом

При этой сварке используется процесс, принципиально отличающийся от ручной сварки покрытыми электродами. Характерные особенности автоматической сварки заключается в следующем:

1. сварка ведётся непокрытой электродной проволокой;

2. защита дуги и сварочной ванны осуществляется флюсом;

3. подача и перемещение электродной проволоки механизирована.

Дуговая сварка под флюсом производится автоматическими сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Основным их назначением является подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Преимущества: повышение производительности сварки в 20…25 раз, повышение качества сварных соединений и уменьшение себестоимости 1 м сварного шва.

2.5 Полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом

Отличается от автоматической тем, что перемещение электродной проволоки осуществляется вручную. Применяется для выполнения коротких и прерывистых швов, а также криволинейных швов, которые невозможно сварить автоматической сваркой.

Является принципиально новым процессом соединения металлов, при котором расплавление основного и электродного металлов осуществляется теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну.

Процесс начинается с образования шлаковой ванны в пространстве между кромками основного металла и приспособлениями (ползунами), причём путём расплавления флюса электрической дугой. После накопления некоторого количества жидкого шлака дуга гаснет, а подача проволоки и подвод тока продолжается. При прохождении тока через шлаковую ванну выделяется теплота, достаточная для поддержания высокой температуры шлака и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Проволока вводится в зазор и подаётся в шлаковую ванну с помощью мундштука и служит для подвода тока и пополнения сварочной ванны расплавленным металлом. Электрошлаковая сварка осуществляется при вертикальном положении свариваемых деталей.

1. повышение производительности вследствие непрерывности процесса сварки, выполняемой за один проход при любой толщине металла, увеличения сварочного тока в 1,5…2 раза, уменьшения расхода электродного металла;

2. повышение качества сварного соединения;

3. снижение затрат на 1 погонный метр шва в 10 и более раз.

Электрошлаковая сварка применяется в тяжёлом машиностроении для изготовления сварно-литых и сварно-кованных конструкций, таких как станины мощных прессов, коленвалы судовых двигателей, роторы и валы турбин.

Толщина свариваемого металла находится в пределах от 50…2000 мм.

2.7 Дуговая сварка в среде защитных газов

Суть способа заключается в том, что для защиты расплавленного металла от вредного воздействия кислорода и азота воздуха в зону дуги, которая горит между свариваемым изделием и плавящимся или неплавящимся электродами через сопло непрерывно подается струя защитного газа. В качестве защитных применяются инертные газы — аргон и гелий, активные — углекислый газ, водород, азот. Применяют также смеси аргона с кислородом, аргона с азотом, аргона с углекислым газом, углекислого газа с кислородом.

Инертные газы используются для сварки химически активных металлов (высоколегированные стали и цветные металлы).

7 стр., 3121 слов

Электрическая контактная сварка

... технологическим признакам, роду используемой электроэнергии и способу подвода тока к свариваемым заготовкам. 2.1 Стыковая сварка Заготовки сваривают по всей плоскости их касания. В зависимости ... действию электродов. В момент образования в зоне сварки расплавленного ядра заданных размеров ток выключают. После выключения тока заготовки кратковременно выдерживают между электродами под действием усилия ...

В среде защитных газов применяется ручная и механизированная сварка неплавящимся электродом, а также автоматическая и полуавтоматическая плавящимся электродом.

1. отсутствие необходимости в применении обмазок и флюсов;

2. высокая степень концентрации источника теплоты, способствующая уменьшению коробления изделия;

4. возможность сварки в любых пространственных положениях.

3. Электрическая контактная сварка

3.1 Характеристика процесса

Контактная сварка выполняется как сварка давлением с осадкой разогретых заготовок. Разогрев заготовок производится прохождением по металлу электрического тока, причём максимальное количество теплоты выделяется в месте сварного контакта. Когда детали нагреваются до пластичного состояния или до оплавления, к ним прикладывается усилие осадки и детали свариваются. Время сварки в зависимости от толщины и вида сварочного материала колеблется от сотых долей секунды до нескольких минут.

3.2 Основные виды контактной сварки

Контактная сварка классифицируется по типу свариваемого соединения, определяющего вид сварочной машины, и по способу питания сварочного трансформатора.

По типу свариваемого соединения различают: стыковую, точечную и шовную (роликовую) сварку.

По способу питания сварочного трансформатора различают:

1. сварку переменным током в большинстве однофазным с частотой 50 гц;

2. сварку импульсом постоянного тока;

3. сварку аккумулированной энергией, из которой чаще всего применяют конденсаторную сварку.

Это вид контактной сварки, при котором заготовки соединяются в отдельных точках. Причём одновременно можно сварить одну, две или несколько точек. Их положение определяется расположением электродов точечной машины.

При точечной сварке заготовки соединяют внахлёстку и зажимают с усилием Р между двумя медными электродами, подводящими ток к месту сварки. Соприкасающиеся с медным электродом поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до пластического состояния или до расплавления внутренних слоев детали, затем выключают ток и снижают давление. В результате образуется литая сварная точка.

Точечная сварка широко используется для изготовления штампосварных соединений, когда отдельные штампованные детали соединяются сварными точками.

3.4 Шовная или роликовая сварка

Вид контактной сварки, при которой между свариваемыми заготовками образуется прочноплотное соединение.

При шовной сварке листы также соединяют внахлёстку и зажимают между медными роликами. При пропускании тока образуется сварная точка. Т. к. свариваемые листы проходят между вращающимися роликами, то эти точки перекрывают друг друга и получается сплошной герметичный шов.

Существует 2 цикла шовной сварки: с непрерывным и с прерывистым протеканием тока.

Первый цикл применяется для сварки коротких швов из малоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной до 1 мм.

Второй цикл обеспечивает стабильность процесса и применяется для сварки длинных швов на заготовках из нержавеющих сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Шовная сварка применяется в массовом производстве при изготовлении различных сосудов.

9 стр., 4168 слов

Процессы сварки металлов плавлением

... почти все металлы, возможно соединение разнородных металлов. Характерный признак сварки плавлением; выполнение её за один этап-нагрев сварочным пламенем, в отличие от сварки давлением. Классификация электрической дуговой сварки. сварку плавлением электрической сварки Электрическую сварку плавлением в зависимости ...

Вид контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения.

Стыковая сварка с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называется сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов заготовок до оплавления — сваркой оплавлением.

При первом способе заготовки, зажатые в машине, сжимаются небольшим усилием, обеспечивающим контакт свариваемых поверхностей. Затем включается ток, металл разогревается до пластического состояния производится осадка и сварка.

Сварка сопротивлением применяется для заготовок малого сечения (диаметр до 20 мм).

Заготовки сложного сечения (лист, двутавр), а также из разнородных металлов этим методом не сваривают.

При втором способе различают сварку с непрерывным и прерывистым оплавлением.

При непрерывном оплавлении установленные в зажимах машины детали равномерно сближают при включенном напряжении. После достижения равномерного оплавления всей поверхности стыка производят осадку.

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают под током, приводят в кратковременное соприкосновение и вновь разводят на небольшое расстояние. Быстро повторяя одно за другим замыкание и размыкание, производят оплавление всего сечения. Затем делается осадка, в процессе которой выключают ток.

Методом оплавления можно сварить заготовки из разнородных материалов с сечением сложной формы без подготовки поверхности стыка.

Сущность газовой сварки заключается в том, что присадочный и основной металлы расплавляются за счёт теплоты газового пламени, получаемой при сгорании горючего газа в смеси с кислородом.

В качестве горючего газа применяется ацетилен, обладающий наибольшей теплотворной способностью по сравнению с другими горючими, но также используется водород, нефтяной газ, бензин, керосин.

Чаще всего газовую сварку применяют при изготовлении листовых или трубчатых конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной до 3…5 мм, при исправлении дефектов в отливках из серого чугуна и бронзы, а также для сварки цветных металлов и их сплавов.

4.2 Аппаратура для газовой сварки

Промышленный способ получения ацетилена заключается в разложении карбида кальция в воде. Аппараты, в которых получают ацетилен, называются ацетиленовыми генераторами.

В зависимости от принципа взаимодействия карбида кальция (СаС 2 ) с водой различают такие системы генераторов:

3. генератор контактной системы с вариантом “погружение” и “вытеснение”.

Генераторы бывают также низкого и среднего давления. Они могут быть стационарными и переносными.

Инструментом для газовой сварки являются сварочные горелки. Их различают по способу подачи горючего газа в камеру смешения — инжекторные и безинжекторные; по размеру и весу — нормальные и облегчённые; по числу сопел — односопловые и многосопловые.

Инжекторные горелки работают на ацетилене низкого и среднего давления от 0,01…0,5 кг/см 2 и при давлении кислорода 1…5 кг/см 2 .

Инжекцией наз. подсос ацетилена в камеру смешения струёй кислорода. Горелки этого типа имеют 7 сменных наконечников, служащих для регулирования мощности пламени.

Безинжекторные горелки отличаются от инжекторных тем, что питание от баллонов происходит через специальный редуктор выравнивающий давление ацетилена и кислорода.

8 стр., 3953 слов

Литейные свойства сплавов

... условиями отвода теплоты из области затвердевания, что от совокупности теплофизических свойств металла и форм. Теплофизические свойства сплавов определяются теплотой затвердевания, теплоемкостью, теплопроводностью и плотностью. Причем для ... а = λ / (ср р). Литейная форма является пористым телом. Ее пористость колеблется в пределах от 15 до 45%. Причем основная часть пор относится к капилярным, ...

4.3 Техника и режим газовой сварки

Различают два способа ведения сварочного процесса: правый и левый.

Сущность правого способа состоит в том, что пламя горелки перемещается слева направо и направлено на горячий металл шва, а присадочная проволока движется позади горелки. Этот способ применяется при толщине металла более 5 мм.

Левый способ сварки отличается тем, что пламя горелки перемещается справа налево и направленно на холодный металл, а присадочная проволока движется впереди горелки. Применяется при сварке листов из легкоплавких металлов и сплавов толщиной до 4 мм и вертикальных швов.

Режим газовой сварки определяется выбранным диаметром присадочного металла и мощностью газосварочного пламени. Диаметр присадочной проволоки (до 6…8 мм) зависит от способа сварки и толщины свариваемого металла. сварка электрошлаковый флюс

Термитами наз. порошкообразные смеси металлов с окислами металлов, которые, сгорая, выделяют значительное количество теплоты и развивают при этом высокую температуру.

Наиболее распространенными являются алюминиевый и магниевый термит.

Алюминиевый термит состоит из 23% порошка алюминия и железной окалины (Fe 3 O4 ) — 77%. Для воспламенения термита нужна высокая температура, поэтому зажигание его производят дугой, специальным запалом и термоспичками. Горение протекает быстро, в течение нескольких секунд, температура достигает 3000єС.

Существует 3 способа термитной сварки — способ промежуточного литья, сварка впритык и комбинированный способ сварки, которые могут осуществляться как с применением давления, так и без него.

Термитную сварку применяют при ремонте поломанных литых изделий, приваривания сломанных зубьев зубчатых колес.

Магниевый термит — порошкообразная смесь металлического магния и железной окалины.

Магниевый термит используется в основном для сварки стальных телеграфных и телефонных проводов воздушных линий связи.

Подобные документы

Сущность, особенности и области применения сварки под флюсом. Оборудование и материалы для сварки под флюсом. Технология автоматической дуговой сварки, ее главные достоинства и недостатки. Техника безопасности при выполнении работ по дуговой сварке.

реферат [897,7 K], добавлен 30.01.2011

Применение сварки под слоем электропроводящего флюса для автоматической сварки. Преимущества метода сварки под флюсом, ограничения области применения. Типичные виды сварных швов. Автоматические установки для дуговой сварки и наплавки, режимы работы.

книга [670,7 K], добавлен 06.03.2010

Классификация электрической сварки плавлением в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока, полярности, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха. Особенности дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов.

презентация [524,2 K], добавлен 09.01.2015

Исследование основных видов термической обработки стали: отжига, нормализации, закалки, отпуска. Изучение физической сущности процесса сварки. Технологический процесс электродуговой и электрошлаковой сварки. Пайка и состав оловянно-свинцовых припоев.

4 стр., 1787 слов

Сплавы металлов с эффектом памяти

... и сжать вытянутые. Поэтому материал восстанавливает свою исходную форму, так ка в целом получается, что он проводит автодеформацию только в обратном направлении. [2] Все металлы и сплавы ... 800 атм. Такой тип соединения заменяет собой сварку, предотвращая недостатки сварного шва. Помимо этого, метод ... важной области нашей жизни, как медицина. С помощью металлов с таким свойством, как память формы были ...

реферат [193,4 K], добавлен 22.03.2013

Технология производства сварки. История развития сварочного производства. Специфика аргонно-дуговой сварки и сфера её использования. Применение, преимущества и недостатки аргонно-дуговой сварки. Сравнительная характеристика оборудования этого вида сварки.

реферат [635,2 K], добавлен 18.05.2012

Основные виды контактной сварки. Конструктивные элементы машин для контактной сварки. Классификация и обозначение контактных машин, предназначенных для сварки деталей. Система охлаждения многоэлектродных машин. Расчет режима точечной сварки стали 09Г2С.

контрольная работа [1,1 M], добавлен 05.09.2012

Описание физической сущности ручной дуговой сварки покрытым электродом. Физическая сущность процесса сварки. Основные и вспомогательные материалы, вредные факторы. Влияние химических элементов на свариваемость. Расчет параметров режима процесса сварки.

курсовая работа [530,4 K], добавлен 05.12.2011

Классификация и обозначение покрытых электродов для ручной дуговой сварки. Устройство сварочного трансформатора и выпрямителя. Выбор режима сварки. Техника ручной дуговой сварки. Порядок проведения работы. Процесс зажигания и строение электрической дуги.

лабораторная работа [1,1 M], добавлен 22.12.2009

Процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматической сварки порошковой проволокой в защитных газах. Расчет предельного состояния по условию прочности, времени сварки кольцевого стыка и количества наплавленного металла.

курсовая работа [167,8 K], добавлен 18.05.2014

Разновидности электрошлаковой сварки, ее достоинства и недостатки. Особенности многоэлектродной электрошлаковой сварки. Применение пластинчатых электродов для сварки. Сварка плавящимся мундштуком при сложной конфигурации изделия. Виды сварных соединений.

презентация [218,5 K], добавлен 13.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.

PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.

Рекомендуем скачать работу.

источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/svarka-tsvetnyih-metallov-i-ih-splavov/

Технология сварки цветных металлов

Общие сведения сварки цветных металлов и их сплавов. Температуры плавления и кипения цветных металлов. Автоматическая сварка алюминия. Способы дуговой сварки магниевых сплавов металлическим электродом. Особенности сварки титана, меди и их сплавы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

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 пористости 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.

27 стр., 13180 слов

Особенности сварки алюминия

... сварки алюминия и его сплавов. К ним относятся: 1. Наличие и возможность образования тугоплавкого окисла Al2O3 (Tпл = 2050ºС) с плотностью больше, чем у алюминия, затрудняет сплавление кромок соединения и способствует загрязнению металла ...

К цветным относят большинство конструкционных металлов за исключением железа и его сплавов с углеродом (сталь, чугун).

Цветные металлы и их сплавы при нагреве вступают во взаимодействие с окружающим воздухом гораздо сильнее, чем черные. Результат этого взаимодействия — ухудшаются физико-механические свойства сварных соединений, что накладывает отпечаток на технологию сварочных работ. Как правило, большинство цветных металлов образуют систему оксидов, тугоплавкость которых значительно больше, чем самого металла. Это приводит к появлению окисных включений в массиве шва, что отражается на его качестве. Большинство цветных металлов обладает значительно большей теплопроводностью, чем сталь, что способствует быстрому охлаждению сварочной ванны. Это обстоятельство накладывает отпечаток на подбор источников сварочной дуги, режимов сварки, а в ряде случаев требует предварительного и сопутствующего подогрева. Количество цветных металлов, используемых для технологических целей, очень велико. Поэтому остановимся только на некоторых из них, наиболее часто применяемых в конструкционных целях.

Сварка алюминия и его сплавов

Температура плавления чистого алюминия 657°. Алюминий обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. В процессе нагревания легко образует окись алюминия, плавящуюся при температуре 2060°. В технике используются различные сплавы алюминия, например с марганцем (сплавы АМц), медью (сплавы Д), кремнием (сплавы AJI и АК), магнием (сплавы АМг).

Они отличаются большей прочностью, чем чистый алюминий, а некоторые из них, например сплав AJI (силумин), хорошо отливаются. Алюминий и большинство его сплавов типа АМц и АМг хорошо поддаются сварке.

Сплавы типа дуралюмина (сплавы Д), например Д16Т, свариваются плохо. Это обусловлено тем, что в сварном шве получается структура литого металла, прочность которого в два раза меньше прочности основного прокатанного металла. Кроме того, вследствие значительной усадки металла шва и его низкой пластичности, так же как и основного металла, в процессе сварки в швах часто возникают трещины. Тепловое действие при сварке вызывает отжиг основного металла, что приводит к снижению показателей его механических свойств.

18 стр., 8984 слов

«Сварка меди и её сплавов»

... металле сварных швов всего комплекса физических свойств: электропроводности, теплопроводности, плотности и коррозионной стойкости, так как эти изделия работают в тяжелых условиях эксплуатации. Поэтому в процессе сварки медь ... никель, марганец, кремний и т.д. Многокомпонентные медноцинковые сплавы принято называть специальными латунями. Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием и другими элементами, ...

Дуговую сварку алюминия и его сплавов выполняют как угольным, так и металлическим электродами. Для удаления тугоплавкой пленки окиси алюминия применяют флюс, подсыпаемый в шов при сварке угольным электродом, наносимый на металлический электрод в виде покрытия при ручной сварке или насыпаемый на шов при автоматической сварке. Наибольшее распространение имеет флюс АФ-4А состава: 28% хлористого натрия, 50% хлористого калия, 14% хлористого лития, 8% фтористого натрия.

В качестве присадочной проволоки при сварке угольным электродом применяют прутки из алюминия АО и А1 или из алюминиевых сплавов АМц или АК (содержащие 5% кремния) по ГОСТ 4784—49.

Кремний делает присадочный металл более жидкотекучим, а также уменьшает усадку и возможность образования трещин. При сварке проволокой АК металл шва получается менее пластичный с пределом прочности около 10 кгс/мм2, относительным удлинением около 90% и более хрупкий. Сплав АМц содержит от 1 до 1,6% марганца, остальное — алюминий. Металл шва при сварке проволокой АМц имеет предел прочности около 11 кгс/мм2, относительное удлинение 12%. В качестве металлического электрода применяют также проволоку из алюминия АО и А1 или сплавов АМц и АК. Чтобы шлак и остатки флюса не разъедали поверхность металла, их после сварки удаляют щеткой, а затем шов промывают горячей водой.

Использование жидкого стекла для этих покрытий не допускается. Вместо него применяют декстрин. Покрытие № 1 не требует связующего вещества и разводится в воде (50 см3 воды на 100 г сухого вещества).

Разведенный на воде замес тщательно размалывается в шаровой мельнице, а затем в виде коллоидного раствора наносится на электрод. Электроды сушат на воздухе, а затем их прокаливают при 140—150° в течение 30—40 мин. Толщина слоя покрытия № 1 и № 3 берется равной 1—1,2 мм, а № 2—0,4—0,5 мм. Вместо покрытия K° 1 можно применять смесь из 65% флюса АФ-4А и 35% криолита.

Листы толщиной до 1,5—2 мм сваривают с отбортовкой кромок без присадочного металла; листы толщиной от 3 до 5 мм сваривают без скоса кромок. При толщине листов свыше 5 мм применяют односторонний скос кромок с углом раскрытия 60°.

Криолит — твердое вещество, добываемое из недр земли и содержащее 13% алюминия, 54% фтора и 33% натрия.

Если сварка выполняется проволокой АМц, то перед сваркой и во время ее кромки листов толщиной 18—25 мм подогревают до 300- 400° и до 200—300° при сварке проволокой АК. Температуру нагрева контролируют термокарандашом или свинцовой проволокой.

Длина нагреваемого участка должна быть не менее 200 мм. Сварка производится на поддерживающих подкладках постоянным током при обратной полярности из расчета 45—55 а на 1 мм диаметра электрода. Металл толщиной до 14 мм сваривается электродом диаметром 6 мм при токе 300—400 а, металл толщиной свыше 14 мм — электродами диаметром 8 мм при токе 400—550 а. При толщине до 14 мм шов сваривается в 1—2 слоя, при толщине свыше 14 мм — в 2—3 слоя. Сварка производится в нижнем и полувертикальном положениях. Для получения мелкозернистой структуры металла шва охлаждение детали после сварки должно быть замедленным. После остывания сварной шов следует слегка проковать. Чтобы уменьшить внутренние напряжения деталей из литых сплавов, их после сварки отжигают при 300 — 350° с последующим медленным охлаждением.

Листы из алюминиевого сплава АМц средних толщин (8 мм и выше) подвергают автоматической и полуавтоматической сварке по флюсу плавящимся электродом из проволоки АМц. Диаметр проволоки равен 2,5—3,5 мм, применяется флюс состава 1. Высота слоя флюса должна равняться 10—35 мм. Сварка ведется на постоянном токе при обратной полярности. Берется ток 320—440 а, напряжение дуги 38—44 в, скорость сварки 12—20 м!час, вылет электрода 25—45 мм. За один проход обеспечивается проплавление листов на 2/3 их толщины. Сварка производится с двух сторон, по одному проходу с каждой стороны. Первый шов сваривается на стальной подкладке, плотно прижатой с помощью сварочного приспособления к свариваемым листам. Листы собирают с зазором не более 2 мм и укладывают при сварке горизонтально или с наклоном не более 15 мм на 1 м.

После сварки шлаки и остатки флюса удаляют, промывая поверхность шва горячей водой и протирая волосяными и стальными щетками или хлопчатобумажными концами. В случае необходимости для лучшего удаления остатков флюса поверхность швов травят 5%-ным раствором азотной кислоты, затем промывают горячей водой и просушивают.

Отдельные дефекты в швах вырубают, вышабривают или высверливают и в случае необходимости заваривают дуговой сваркой металлическим электродом или аргоно-дуговой сваркой.

При сварке сплава АМц могут образовываться горячие трещины, если основной металл содержит примеси: железа свыше 0,25% и кремния свыше 0,2%. При содержании железа и кремния менее 0,25 °о каждого следует применять электродное покрытие с добавкой 3% 45%-ного ферросилиция, просеянного через сито с 900 отв/см2. Это покрытие имеет марку А1Ф и следующий состав: 33% криолита, 32% хлористого калия, 18% хлористого натрия, 9% хлористого лития, 5% фтористого натрия, 3% ферросилиция. При автоматической сварке полуоткрытой дугой сплава АМц, в составе которого находится менее 0,25% железа и кремния, применяется флюс АН-А1Ф, содержащий 1,5% ферросилиция.

Автоматическая сварка алюминия по слою флюса является современным процессом, значительно улучшающим технологию изготовления сварных сосудов и аппаратов из алюминия. Наилучшие результаты по чистоте и качеству металла шва дает аргоно-дуговая или гелие-дуговая сварка алюминия вольфрамовым или плавящимся электродом. Сварка литых алюминиевых сплавов (типа силумин) производится по той же технологии, что и прокатанных сплавов, но с предварительным подогревом до 250—300°.

Сварка магния и его сплавов

Магний используется в виде сплавов (деформируемые магниевые сплавы МА) с марганцем, цинком и алюминием. Например, сплав МА-1 содержит 0,3% алюминия, 1,3—2,5% марганца, 0,1% цинка, 0,3% кремния, по 0,05% железа и меди, остальное — магний. Сплав МА-5 содержит 7,5—9,3% алюминия, 0,15—0,5% марганца, 0,2— 0,8% цинка, по 0,15% меди и железа, до 0,25% кремния, остальное — магний.

В литейные магниевые сплавы входит до 1—1,5% кремния (сплав MJ1-1) или 1—2% марганца (сплав MJI-2).

Сплав MJ1-6 содержит 9—10% алюминия, до 2% цинка, 0,15—0,5% марганца, остальное—магний. Сплавы магния очень легки (удельный вес 1,76—1,8) и достаточно прочны. В настоящее время разработаны способы сварки магниевых сплавов, дающие вполне удовлетворительные швы. Температура плавления магниевых сплавов 460—650°.

Ввиду большой склонности к окислению магниевые сплавы при зажигании дуги могут легко воспламеняться и сгорать без расплавления, образуя белый налет окиси магния. Обычно сварку магниевых сплавов ведут угольной дугой. Применяя те же флюсы, что и при сварке алюминия, можно предупреждать это явление. Лучшие результаты дают флюсы, содержащие до 50% фтористых соединений. Флюс разбавляется водой и наносится кисточкой на кромки изделия непосредственно перед сваркой. Кромки и присадочный пруток должны быть очищены от слоя окиси магния шабером или протравлены в 10%-ном растворе азотной кислоты в течение 2— 3 мин при 50—60°, после чего промыты в 10%-ном растворе едкого калия или натрия, а затем в,проточной воде. При сварке применяют постоянный или переменный ток.

Металл толщиной 0,8 мм сваривается в стык с отбортовкой кромок без присадочного материала. Металл толщиной свыше 0,8 мм сваривается с применением присадочного прутка. Факел угольной дуги должен направляться на конец присадочного прутка, а дуга перемещаться вдоль шва быстро в соответствии со скоростью расплавления кромок и прутка. Стыковые швы свариваются на подкладках из нержавеющей стали, снабженных продольными канавками для формирования обратной стороны шва. Тонкие листы должны перед сваркой собираться плотно, без зазоров.

После сварки изделие промывается теплой водой и на его поверхность наносится защитная пленка путем оксидирования в водном растворе из 2% бихромата калия, 0,1% хлористого аммония, 3% азотной кислоты при температуре 70—80°.

Разработаны способы дуговой сварки магниевых сплавов металлическим электродом. Подготовка листов при этом производится так же, как и при сварке угольной дугой. В качестве покрытия применяется шихта из фтористых солей или смеси их с хлористыми солями. Содержание фтористых солей должно составлять 10—30%. Покрытие разводится на воде и наносится на проволоку из магниевого сплава, соответствующего по составу свариваемому металлу, слоем 1— 1,1 мм при диаметре проволоки 4 мм и 1,4 — 1,5 мм при диаметре 8 мм.

Во избежание растрескивания покрытия электродная проволока предварительно протравливается плавиковой кислотой и промывается горячим раствором двухромовокислого калия или хромового ангидрида. Покрытые электроды сушатся при медленном нагревании до 250—300° и хранятся в герметической упаковке. Если покрытие состоит только из фтористых солей, то его расплавляют и в расплавленное покрытие погружают предварительно обезжиренную проволоку.

Сварка производится только в нижнем положении постоянным током при прямой полярности. Возможно использование для сварки переменного тока с напряжением холостого хода не ниже 100— 120 в. Во избежание прожогов металла электрод следует передвигать с возможно большей скоростью. Производится предварительный подогрев детали до 200°. Применяются стальные подкладки. Листы собираются на прихватах в специальных приспособлениях (кондукторах).

После сварки деталь подвергается медленному охлаждению, промывке теплой водой и оксидированию тем же способом, что и при сварке угольной дугой. Такой способ сварки для сплава МА-1 обеспечивает предел прочности сварного соединения 12—14 кгс/мм2-, а при сварке с проковкой — 18—19 кгс/мм2. Проковка ведется при нагревании изделия до 200—300°. Наилучшие результаты дает дуговая сварка магниевых сплавов в защитной среде аргона или гелия.

Сватка титана и его сплавов

Титан обладает малым удельным весом (4,5 г/см3), значительной прочностью, равной 42—54 кгс/мм2, ц высоким относительным удлинением, достигающим 15—30 %. Эти свойства обеспечивают широкое применение титана в машиностроении и приборостроении. Технический титан и его сплав содержат 0,08—0,6% углерода, 0,3—2,15% железа, 1—4% марганца, 0,74—4% хрома. Например, титан ВТ1Д может содержать до 0,06% углерода, 0,12% алюминия, следы железа и кремния, 0,013% водорода, 0,13% кислорода. Предел прочности таких сплавов составляет 84—126 кгс/мм2 при относительном удлинении от 5 до 20%.

Основная трудность при сварке титана состоит в склонности его вступать в соединение с кислородом, азотом и водородом при высоких температурах нагрева. Наилучшие результаты получаются при сварке титана вольфрамовым электродом в среде инертных газов (аргона, гелия) высокой чистоты. Содержание кислорода в аргоне и гелии должно быть не более 0,05%, азота — не более 0,2%.

Перед сваркой поверхность кромок и присадочного металла следует протравить в течение 10 мин в смеси из 35 % соляной кислоты, 5% плавиковой кислоты и 60% воды. При сварке применяются подкладки, помещаемые с обратной стороны шва., Подкладки имеют канавки, в которые подается струя защитного газа. Сварку ведут на постоянном токе при обратной полярности с максимальной скоростью. Для металла толщиной 0,8—3 мм применяется ток от 40 до 140 а при напряжении дуги 14—18 в. Расход аргона в дуге 8—12 л/мин, для защиты обратной стороны шва 3—5 л/мин, скорость сварки 18—25 м/час. Титан и его сплавы можно сваривать с помощью автоматов под бескислородным тугоплавким флюсом АН-Т на переменном и постоянном токе электродной проволокой из титана.

Основу флюсов для сварки титана составляют фтористый кальций, хлористый барий и фтористый натрий. Лучшие результаты получаются при сварке на постоянном токе при обратной полярности. Титан и его сплавы хорошо соединяются также точечной, шовной и стыковой контактной сваркой.

Цирконий обладает высокой пластичностью и хорошо сопротивляется действию кислот различной концентрации. Трудность сварки циркония заключается в активном поглощении им кислорода, азота и водорода в нагретом состоянии. Сварка циркония, как и титана, производится в среде особо чистых защитных газов (аргона и гелия) на медной, охлаждаемой водой подкладке и с подачей защитного газа к обратной стороне шва. Лучше всего сварку циркония производить в специальной камере, заполненной аргоном.

При сварке листов толщиной 0,8 мм с отбортовкой применяется ток переменный 55 а, постоянный 45 а. При толщине листов 1,5 мм переменный ток равен 65 а, постоянный 55 а, диаметр присадочной проволоки 1,3 мм. Расход аргона составляет около 7 л/мин. Чистота аргона должна быть не ниже 99,8%.

Из-за высокой химической активности титановые сплавы удается сваривать только дуговой сваркой в инертных газах неплавящимся и плавящимся электродом, дуговой сваркой под флюсом, электронным лучом, электрошлаковой и контактной сваркой. Расплавленный титан жидкотекуч, шов хорошо формируется при всех способах сварки. Основная трудность сварки титана — это необходимость надежной защиты металла, нагреваемого выше температуры 400 °С от воздуха.

Дуговую сварку ведут в среде аргона и в его смесях с гелием. Сварку с местной защитой производят, подавая газ через сопло горелки, иногда с насадками, увеличивающими зону защиты. С обратной стороны стыка деталей устанавливают медные подкладные планки с канавкой, по длине которой равномерно подают аргон. При сложной конструкции деталей, когда осуществить местную защиту трудно, сварку ведут с общей защитой в камерах с контролируемой атмосферой. Это могут быть камеры-насадки для защиты части свариваемого узла, жесткие камеры из металла (см. рис. 83) или мягкие из ткани со смотровыми окнами и встроенными рукавицами для рук сварщика. В камеры помещают детали, сварочную оснастку и горелку. Для крупных ответственных узлов применяют обитаемые камеры объемом до 350 м3, в которых устанавливают сварочные автоматы и манипуляторы. Камеры вакуумируются, затем заполняются аргоном, через шлюзы в них входят сварщики в скафандрах.

Аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом детали толщиной 0,5. 1,5 мм сваривают встык без зазора и без присадки, а толщиной более 1,5. 3,0 мм — с присадочной проволокой. Кромки свариваемых деталей и проволока должны зачищаться так, чтобы был снят насыщенный кислородом альфированный слой. Проволока должна пройти вакуумный отжиг при температуре 900. 1000 °С в течение 4 ч. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Детали толщиной более 10. 15 мм можно сваривать за один проход погруженной дугой. После образования сварочной ванны увеличивают расход аргона до 40. 50 л/мин, что приводит к обжатию дуги. Затем электрод опускают в сварочную ванну. Давление дуги оттесняет жидкий металл, дуга горит внутри образовавшегося углубления, ее проплавляющая способность увеличивается. Узкий шов с глубоким проплавлением при сварке неплавящимся электродом в аргоне можно получать, применяя флюсы-пасты АН-ТА, АНТ17А на основе фтористого кальция с добавками. Они частично рафинируют и модифицируют металл шва, а также уменьшают пористость.

Дуговую сварку титановых сплавов плавящимся электродом (проволокой диаметром 1,2.1.2,0 мм) выполняют на постоянном токе обратной полярности на режимах, обеспечивающих мелкокапельный перенос электродного металла. В качестве защитной среды применяют смесь из 20 % аргона и 80 % гелия или чистый гелий. Это позволяет увеличить ширину шва и уменьшить пористость.

Титановые сплавы можно сваривать дуговой сваркой под бескислородными фтористыми флюсами сухой грануляции АНТ1, АНТЗ для толщины 2,5. 8,0 мм и АНТ7 для более толстого металла. Сварку ведут электродной проволокой диаметром 2,0. 5,0 мм с вылетом электрода 14. 22 мм на медной или на флюсомедной подкладке, либо на флюсовой подушке. Структура металла в результате модифицирующего действия флюса получается более мелкозернистой, чем при сварке в инертных газах,

При электрошлаковой сварке используют пластинчатые электроды из того же титанового сплава, что и свариваемая деталь, толщиной 8. 12 мм и шириной, равной толщине свариваемого металла. Используют тугоплавкие фторидные флюсы АНТ2, АНТ4, АНТ6. Чтобы через флюс не проникал кислород, шлаковую ванну дополнительно защищают аргоном. Металл зоны термического влияния защищают, увеличивая ширину формирующих водоохлаждаемых ползунов и продувая в зазор между ними и деталью аргон. Сварные соединения после электрошлаковой сварки имеют крупнокристаллическую структуру, но свойства их близки к основному металлу. Перед электрошлаковой сваркой, так же как и перед дуговой, флюсы должны быть прокалены при температуре 200. 300 °С.

Электроннолучевая сварка титановых сплавов обеспечивает наилучшую защиту металла от газов и мелкозернистую структуру шва. Требования к сборке по сравнению с другими способами жестче.

При всех способах сварки титановых сплавов нельзя допускать перегрева металла. Нужно применять способы и приемы, позволяющие влиять на кристаллизацию металла: электромагнитное воздействие, колебания электрода или электронного луча поперек стыка, ультразвуковое воздействие на сварочную ванну, импульсный цикл дуговой сварки и т.п. Все это позволит получать более мелкую структуру шва и высокие свойства сварных соединений.

Заварку шва начинают с обварки шпилек кольцевыми валиками, а затем накладывают круговые швы и окончательно заполняют завариваемый шов металлом. Сварку следует производить короткими участками (40. 60 мм) вразброс с перерывами, чтобы не допустить нагрева детали выше 60. 80° С. Величина сварочного тока составляет 30. 40 А на 1 мм диаметра электрода. Диаметр электродов 3. 4 мм с покрытием типа УОНИ-13. Для сварки применяют постоянный ток обратной полярности. В целях повышения графитизирующего действия покрытия Я. Я. Синеок предложил производить сварку пучком электродов малого диаметра. Такой прием обеспечивает более полное взаимодействие капель наплавляемого металла с покрытием и хорошую графитизацию металла шва. В зависимости от толщины свариваемого металла пучок электродов составляется из 5. 20 стержней диаметром от 1 до 2 мм. Величина тока должна быть 10. 12 А на 1 мм2 сечения пучка электродов. Покрытие состоит из 40% графита и 60% ферросилиция, замешанных на жидком стекле (30% к массе сухих составляющих).

Сварка электродами из цветных металлов и сплавов. Наибольшее применение получили электроды из меди и ее сплавов. Медь, обладая графитизирующей способностью, снижает общую твердость металла и уменьшает отбел чугуна. Хорошие результаты дают электроды марки МНЧ с покрытием основного типа. Стержень электрода изготовляют из проволоки НМЖМц-28-2,5-1,5 ГОСТ 492-73, а покрытие состоит из смеси 55. 60% мела и 40. 45% графита. Применяют также покрытие, содержащее 45% графита, 15% кремнезема, 20% огнеупорной глины, 10% соды и 10% древесной золы. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности. Рекомендуются электроды диаметром 3 мм при сварочном токе 90. 120 А. Сварку ведут возможно короткой дугой небольшими участками (20. 25 мм).

После сварки производят проковку металла шва. Комбинированные электроды для холодной сварки чугуна состоят из меди и железа. Применяют следующие сочетания: стержень из меди марки Ml, железо вводят в покрытие электрода в виде железного порошка; медный стержень покрывают тонкой оболочкой из жести толщиной 0,3 мм (навиваемой в виде ленты шириной 6..7 мм или надеваемого в виде трубки); стержень из низкоуглеродистой стали покрывают оболочкой из тонкой медной ленты или медной трубкой или применяют электролитическое покрытие медью толщиной 0,7. 1,0 мм; пучок электродов составляют из одного стального электрода с покрытием УОНИ-13 и нескольких тонких медных стержней. Большое применение получили электроды ОЗЧ-1 и АНЧ-1. Сварка производится постоянным током обратной полярности. Сварочный ток определяют из расчета 30. 40 А на 1 мм диаметра электрода.

Температура плавления меди колеблется в пределах 1080— 1083°. При 400—600° медь становится хрупкой. Она легко окисляется при нагревании, образуя закись меди (СигО).

Закись меди дает с медью промежуточный сплав Си + СиаО, располагающийся по границам зерен. Так как температура плавления промежуточного сплава ка 20° ниже температуры плавления чистой меди, то этот сплав способствует образованию горячих трещин при кристаллизации шва.

Расплавленная медь, содержащая закись меди, в присутствии водорода при затвердевании дает мелкие трещины. Это явление, называемое водородной болезнью меди, возникает вследствие соединения водорода с кислородом закиси меди и образования водяного пара, который при высоких температурах, стремясь расшириться, вызывает появление трещин в металле шва. Трудность сварки меди обусловлена также ее высокой теплопроводностью и жидкотекучестью в расплавленном состоянии.

Чем меньше закиси меди содержится в прокатанной меди, тем лучше она поддается сварке. Примеси мышьяка, свинца, сурьмы и висмута затрудняют сварку меди. Наилучшей свариваемостью обладает электролитическая медь, содержащая не более 0,4% примесей. Литейная медь, содержащая до 1% примесей, сваривается хуже. Хром, марганец, железо, никель и тантал повышают прочность металла шва при сварке меди.

Дуговая сварка ввиду значительной теплопроводности меди требует применения повышенного тока. Сварку производят угольным или металлическим электродом с применением флюсов и покрытий. Сварку угольным электродом ведут длинной дугой (10—15 мм) на постоянном токе прямой полярности при напряжении 40—55 в.

Во избежание образования закиси меди на границах зерен сварку следует выполнять быстро, без остановок и перерывов, со скоростью не менее 0,25 м/мин. Конец присадочного прутка должен находиться между концом угольного электрода и расплавленной ванной основного металла, не погружаясь в нее. Электрод держат под углом 70—80°, а присадочный пруток — под углом до 30° к свариваемому листу.

Расплавляющаяся проволоке должна каплями поступать в сварочную ванну. В качестве присадочного металла используют проволоку из чистой (электролитической) меди или из фосфористой бронзы БрОФЭ-О.З, имеющей состав: 90,2% меди, 9,27% олова, 0,25% фосфора. Для предохранения металла от окисления и удаления закиси меди применяют флюсы.

При сварке меди в качестве раскислителей используются алюминий, фосфор и кремний. При сварке прутками из БрОФЭ-О.З можно в качестве флюса применять смесь из 94—96% буры и 6—4% магния металлического в порошке.

Жидкотекучесть меди выше, чем стали, поэтому кромки свариваемых листов нужно соединять плотно, без зазора. Общий угол разделки свариваемых кромок должен равняться 90°. Иногда кромки несколько осаживают, утолщая их для последующей проковки и наклепа с целью размельчения зерен металла сварного соединения. Медь толщиной более 6 мм сваривают с предварительным подогревом. Листы толщиной от 1 до 3 мм сваривают с отбортовкой кромок, без присадочного металла.

Тонкие листы (менее 5 мм) после сварки проковывают в холодном состоянии, а толстые — при температуре 200—300°. Проковке подвергается как металл шва, так и переходная зона. Для придания металлу шва вязкости и пластичности после проковки его нужно отжечь, нагрев до температуры 500—550° с последующим быстрым охлаждением в воде. При этом металл шва и околошовной зоны приобретает мелкозернистое строение.

При сварке меди металлическим электродом применяют медные электроды с покрытиями, в сослав которых в качестве раскислителей вводятся ферросплавы: ферромарганец, ферросилиций, кремнистая медь и др. Для защиты обратной стороны шва от окисления в канавку подкладки под швом насыпают флюс того же состава, что и покрытие. Суммарное содержание кремния и марганца в покрытии обычно не превышает 4%. Окись марганца, вступая в соединение с закисью меди, образует жидкоплавкий шлак. В качестве шлакообразующих и стабилизирующих веществ в покрытие вводятся полевой шпат, плавиковый шпат, магнезия, мел и др. Используются также медные электроды с многослойным покрытием. В этих электродах нижний слой покрытия выполнен из флюсов, применяемых при автоматической сварке медных сплавов. Составы этих флюсов приводились выше. Верхний слой состоит из мелового покрытия (75% мела и 25% жидкого стекла) и служит для повышения устойчивости горения дуги. Сварочный ток равен 50—60 а на 1 мм диаметра стержня электрода. При сварке меди металлическим электродом применяется постоянный ток обратной полярности и наиболее короткая дуга.

Медь, содержащую кислорода не более 0,01%, целесообразно сваривать электродами из меди Ml с покрытием «Комсомолец» следующего состава: 50% ферромарганца, 8% ферросилиция, 10% плавикового шпата, 12% полевого шпата, 20% жидкого стекла (к весу сухой части покрытия).

Медь с содержанием кислорода более 0,01% следует сваривать угольным электродом с присадочным прутком из бронзы БрОФЭ-О.З.

Применяются также электроды марки ЭТ, разработанные Балтийским судостроительным заводом, со стержнем из кремнемарганцовистой бронзы БрКМц-3-1, содержащей 3% кремния и 1% марганца, и покрытием следующего состава: 17,5% марганцевой руды, 32% плавикового шпата, 16% графита серебристого, 32% ферросилиция 75%-ного, 2,5% алюминия в порошке.

Покрытие замешивается на жидком стекле и наносится слоем 0,2 — 0,3 мм на стержень диаметром 4 — 6 мм. Сварка ведется короткой дугой на постоянном токе при обратной полярности, ток выбирается из расчета 50 а на 1 мм диаметра стержня электрода.

Способ автоматической сварки меди угольным или графитовым электродом под флюсом разработан Н. А. Ольшанским. Угольный электрод диаметром 20 мм устанавливается в автоматическую сварочную головку, передвигающуюся вдоль шва с постоянной скоростью. Применяется постоянный ток до 1000 а и выше при прямой полярности. Зажимы для электрода охлаждаются водой.

Свариваемые листы помещают на графитовую подкладку и плотно сдвигают. Кромки листов не скашивают. Вдоль кромок укладывают брусочек присадочного металла, а сверху—полоску из латуни ЛТ-90 (меди 90%, цинка 10%), цинк которой служит раскислителем. Присадочный металл и латунь укрепляют поперечными медными проволочками через каждые 150—200 мм. Вдоль шва ставят ограничительные продольные планки зажимного приспособления, прочно удерживающие свариваемые листы и прижимающие к ним поперечные проволочки. Шов засыпают флюсом марки ОСЦ-45, под которым производится сварка.

сварка алюминий титан медь сплав

Этот способ обеспечивает высокую производительность процесса сварки и хорошее качество металла шва, но требует специальной подготовки изделия под сварку, о чем говорилось выше.

Применяется автоматическая сварка меди под флюсами ОСЦ-45, АН-20 и АН-348А плавящимся электродом диаметром 1,4—4 мм из меди Ml, М2 и МЗ или кремнемарганцовистой бронзы БрКМцЗ-1. Ток используется постоянный, обратной полярности, 100 а на 1 мм диаметра электрода, напряжение дуги 38 — 40 в, скорость сварки 15 — 2Бм/час.

Для листов толщиной более 8 мм желателен предварительный подогрев, а после сварки — отжиг с быстрым охлаждением.

1) Сварочные работы: учебное пособие для начального профессионального образования / В.И. Маслов. — 6-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 240 с.

2) “Справочник сварщика”. Под ред. В.В. Степанова

3) “Электросварка” В.П. Фоминых, А.П. Яковлев

Подобные документы

Промышленное значение цветных металлов: алюминий, медь, магний, свинец, цинк, олово, титан. Технологические процессы производства и обработки металлов, механизация и автоматизация процессов. Производство меди, алюминия, магния, титана и их сплавов.

реферат [40,4 K], добавлен 25.12.2009

История развития сварочного производства. Понятие промышленной продукции сварочного производства. Сварка, понятие, виды и классы: электродуговая, контактная, газовая сварка и резка металлов. Сборка и техника сварки. Предупреждение деформации изделия.

реферат [45,1 K], добавлен 26.01.2008

Общие сведения о трубопроводах. Технологические трубопроводы. Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов. Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов и их сплавов, их конфигурация, техническая характеристика, области применения.

курсовая работа [17,6 K], добавлен 19.09.2008

Классификация металлов по основному компоненту, по температуре плавления. Характерные признаки, отличающие металлы от неметаллов: внешний блеск, высокая прочность. Характерные особенности черных и цветных металлов. Анализ сплавов цветных металлов.

контрольная работа [374,3 K], добавлен 04.08.2012

Основные сварочные материалы, применяемые при сварке распространенных алюминиевых сплавов. Оборудование для аргонно-дуговой сварки алюминиевых сплавов. Схема аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом. Электросварочные генераторы постоянного тока.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.05.2015

Современные способы повышения качества металлов и сплавов. Подготовка руд к доменной плавке. Устройство и работа доменной печи. Сущность технологического процесса изготовления деталей и заготовок порошковой металлургией. Производство цветных металлов.

дипломная работа [6,3 M], добавлен 16.11.2011

Основные физические и механические свойства меди. Образование соединений с кислородом и водородом. Применяемые виды сварки. Дуговая сварка угольным и графитовым электродом: род тока, сечение электрода, диаметр прутка. Флюсы и присадки для газовой сварки.

доклад [500,5 K], добавлен 03.05.2015

Технология производства сварки. История развития сварочного производства. Специфика аргонно-дуговой сварки и сфера её использования. Применение, преимущества и недостатки аргонно-дуговой сварки. Сравнительная характеристика оборудования этого вида сварки.

реферат [635,2 K], добавлен 18.05.2012

Общие сведения, основные свойства и компоненты, входящие в состав пластмасс. Слоистые пластические материалы. Сущность и способы сварки, ее предназначение. Аппаратура для сварки, виды разделки кромок и виды швов. Автоматизация электродуговой сварки.

контрольная работа [164,6 K], добавлен 01.02.2011

Ремонт автомобиля после удара алюминиевым поддоном о твердый предмет. Основные трудности сварки алюминия и его сплавов. Сварка вольфрамовым электродом переменным симметричным током. Технология ремонта, оборудование для сварки. Контроль сварного шва.

контрольная работа [275,4 K], добавлен 24.02.2010

источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/svarka-tsvetnyih-metallov-i-ih-splavov/