Сварка цветных металлов в среде защитных газов плавящимся электродом

• Технология и техника дуговой и электрошлаковой сварки
  • 1. Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей
    • 1.1. Ручная дуговая сварка
    • 1.2. Механизированная сварка в среде защитных газов и самозащитной проволокой
    • 1.3. Автоматическая сварка под флюсом
    • 1.4. Электрошлаковая сварка
  • 2. Сварка низколегированных теплоустойчивых сталей
  • 3. Сварка среднеуглеродистых и среднелегированных сталей
  • 4. Сварка высоколегированных сталей и сплавов
  • 5. Сварка разнородных сталей и сплавов
  • 6. Технологические особенности сварки труб
  • 7. Технология и техника сварки чугуна
  • 8. Сварка цветных металлов
    • 8.1. Сварка графитовым электродом
    • 8.2. Сварка покрытыми электродами
    • 8.3. Сварка в среде защитных газов вольфрамовым электродом

    • 8.4. Сварка в среде защитных газов плавящимся электродом

    • 8.5. Сварка под слоем флюса
    • 8.6. Электрошлаковая сварка
  • 9. Технология наплавки, напыления и металлизации

Сварку меди и ее сплавов можно осуществлять в аргоне, гелии и азоте; в целях повышения производительности и экономии аргона рекомендуется использовать газовую смесь 70…80 % АR + 30…20 % N2, однако лучшее формирование шва достигается при сварке в аргоне и гелии. Присадкой является проволока из бронзы БрКМц3-1.

Перед сваркой требуется подогрев кромок до 200…500 ^oС, остальные параметры режима приведены в табл. 100.

Таблица 100. Ориентировочные параметры режима автоматической сварки меди в защитных газах

Для механизированной сварки высокопрочной коррозионно-стойкой бронзы марки БрАНМцЖ8,5-4-4-1,5 разработана специальная композитная проволока, обеспечивающая получение сварного шва того же самого состава при сварке металла толщиной до 40 мм на режиме:

d_э = 2,8 мм;

І_св = 350…380 А;

U_д = 24…26 B;

Q_Ar = 16…17 л/мин.

Сварка титана и его сплавов может быть рекомендована при изготовлении изделий толщиной более 3…4 мм. Она выполняется только в среде чистого аргона или гелия, причем формирование шва зависит от рода газа.

В гелии швы имеют более плавный переход от усиления к основному металлу, в то время как в аргоне шов характеризуется более глубоким и узким проваром. Сварку ведут присадочной проволокой марки ВТ1-00 на параметрах режима, приведенных в табл. 101.

Таблица 101. Ориентировочные параметры режима автоматической сварки в защитных газах стыковых соединений титана без разделки кромок

Примечание. В числителе — при сварке в гелии, в знаменателе — в аргоне.

При сварке в монтажных условиях рекомендуется использовать импульсно-дуговой процесс в гелии на параметрах режима, приведенных в табл. 102.

Таблица 102. Ориентировочные параметры режима механизированной импульсно-дуговой сварки тавровых соединений титановых сплавов электродом диаметром 1,2 мм

Примечание. Ток «дежурной» дуги — 40…45 А; расход гелия 15…18 л/мин.

Сварка производится в палатке для исключения сдувания защитной струи с плавильного пространства. В остальных случаях нужно пользоваться накидными камерами с контролированной атмосферой.

Алюминий и его сплавы толщиной более 4 мм рекомендуется сваривать в среде аргона или в смеси 30 % Аг + 70 % Не, а в качестве присадки использовать проволоки согласно табл. 7. По сравнению со сваркой вольфрамовым электродом сварные швы на 15 % менее прочные за счет большего перегрева электродного металла при переходе через дуговой промежуток, но преимуществом является более надежное перемешивание сварочной ванны и большая производительность, особенно при импульсно-дуговом процессе.

Применение проволок с модификаторами (цирконием, титаном, бором) увеличивает стойкость сварных швов против кристаллизационных трещин.

Параметры режима механизированной сварки алюминия и его сплавов приведены в табл. 103 и 104.

Таблица 103. Ориентировочные параметры режима механизированной аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов

Таблица 104. Ориентировочные параметры режима полуавтоматической импульсно-дуговой сварки алюминия и его сплавов при частоте импульсов 100 Гц

Магниевые сплавы целесообразно сваривать этим способом при изготовлении конструкций с толщиной стенки, начиная с 6 мм, на параметрах режима, обеспечивающих струйный перенос металла (табл. 105).

Таблица 105. Ориентировочные параметры режима механизированной сварки магниевых сплавов в аргоне

Следует иметь в виду, что скорость плавления магниевой проволоки вдвое больше, чем алюминиевой при том же токе. Надежная защита плавильного пространства обеспечивается при расстоянии сопла до поверхности изделия, равном 10…15 мм, и при расстоянии от токоведущего мундштука до среза сопла 5…10 мм. Листы толщиной 6…10 мм сваривают без разделки кромок, 10…20 мм — с V-образной разделкой, с углом 50…60^o и притуплением 2…6 мм, больше 20 мм — с X-образной разделкой с углом 60…80^o и притуплением 2…3 мм. Электрод устанавливают по отношению к изделию под углом 90^o при сварке стыковых соединений без разделки или с незначительной разделкой. При большой глубине разделки сварку ведут вперед с углом 7…15° к вертикали. Импульсно-дуговую сварку рекомендуется производить в смеси 75 % Ar + 25 % He.

Сварка плавящимся электродом КМ позволяет более существенно влиять на состав сварного шва по сравнению со сваркой неплавящимся электродом. Так, детали из КМ Al + 18,4 % карбида кремния собираются встык с зазором, а сварка ведется плавящимся электродом марки АМг3 в аргоне на параметрах режима:

I_св=100…110 А;

U_д = 19…20 В;

v_св= 18…22 м/ч;

Q_Ar = 16…19 л/мин.

Хотя в процессе сварки вследствие действия дуги возможен выброс некоторого количества волокон из ванны, для компенсации потерь армирующий материал подают в хвостовую низкотемпературную часть ванны с помощью инжекции, шнекового механизма и т.п.

Возможно и предварительное нанесение на свариваемые кромки смеси армирующего материала, порошка матрицы и связующего вещества, а также легирующих добавок, которые вызывают или задерживают смачивание волокон. В качестве связующих используют клей, пасты, этиловый спирт.

Для сварки КМ с объемной долей магния 41% и волокон Al2O3 толщиной 12,7 мм на параметрах режима:

I_св = 90…100 А;

U_д = 20…22 В;

Q_Ar= 5 л/мин, —

используют плавящийся электрод, состоящий из магниевой трубки со смесью матричного порошка с волокнами Al2O3.