Сварка

Сварка черных и цветных металлов

1. Сварка сталей

Сварка малоуглеродистых сталей. Малоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25 % хорошо свариваются и не требуют нагрева до, в течение и после сварки. Для повышения производительности сварку ведут на максимально допустимых режимах. Сварные соединения легко обрабатываются режущим инструментом.

Сварка углеродистых сталей. При сварке среднеуглеродистых сталей возможно образование трещин как в основном, так и в наплавленном металле. Необходим предварительный подогрев изделия перед сваркой до температуры 200…350 °С. После сварки изделие помещают в печь, нагревают его до 675…700 °С и медленно охлаждают вместе с печью до 100…150 °С. Завершают охлаждение изделия на воздухе. Для сварки используют электроды марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, К-5А, УП-1/45, ОЗС-2, УП-2/45, ВСП-1, МР-1, ОСЗ-4 и др. Сварку электродами УОНИ-13, ОЗС-2, ВСП-3 выполняют на постоянном токе обратной полярности. Используя электроды ВСП-1, МГ-1, ОЗС-4, К-5А, можно производить сварку как на постоянном, так и переменном токах.

Технология сварки высокоуглеродистых сталей включает обязательный предварительный подогрев до 350…400 °С, иногда сопутствующий подогрев и последующую термическую обработку. Сварку производят узкими валиками и небольшими участками. Сварку при температуре окружающей среды ниже плюс 5 °С и на сквозняках производить нельзя.

Сварка легированных сталей. Легированные стали классифицируют на три группы: низколегированные – с содержанием легирующих элементов до 2,5 %; легированные – от 2,5 до 10 % легирующих элементов; высоколегированные – более 10 % легирующих элементов.

Перед сваркой легированных сталей кромки тщательно очищают от окалины, пыли, грязи, шлака, а также удаляют влагу с поверхности металла подогревая кромки газовой горелкой до температуры 110…120 °С.

Перед сваркой, для предупреждения появления трещин, необходим предварительный подогрев изделия до температуры 100…350 °С.

Для исключения закалки основного металла применяют многопроходную сварку швами одинакового сечения, а также метод отжигающих валиков.

Низколегированные стали. Стали типа 15ХСНД при сварке склонны образовывать закалочные структуры. Для предупреждения перегрева и образования закалочных структур применяют многослойную сварку с большим интервалом времени между наложением слоев. Сварку изделий толщиной более 2 мм производят электродами УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 на постоянном токе обратной полярности.

Изделия толщиной более 15 мм после сварки подвергают высокотемпературному отпуску при температуре 550…650 °С.

Хромокремнемарганцовистые стали 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА и 35ХГСА относятся к низколегированным конструкционным сталям повышенной прочности. При сварке они образуют закалочные структуры. В зависимости от толщины металла применяют однослойную и многослойную сварку с малыми интервалами времени между наложением слоев. Для сварки применяют электроды со стержнями Св-18ХГС, Св-18ХМА или низкоуглеродистую проволоку Св-08А. Марки покрытий электродов: НИАТ-3М, ЦЛ-18-63, ЦЛ-30-63, ЦЛ-14, УОНИ-13/85. После сварки изделия из стали 25ХГСА, нагревают до температуры 650…880 °С с выдержкой из расчета 1 ч на каждые 25 мм толщины, после чего охлаждают на воздухе или в горячей воде.

Среднелегированные стали. Стали 12М, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМ предназначены для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур (400…600 °С) и при давлении газа или пара до 30,0 МПа (трубчатые элементы паровых котлов, элементы нефтеперегонной и химической аппаратуры и т. п.). Эти стали имеют склонность к образованию трещин в зоне термического влияния. Перед сваркой необходим предварительный подогрев до температуры 200…300 °С. После сварки производят отпуск (нагрев изделия до 710 °С, выдержка при этой температуре из расчета 5 мин на каждый миллиметр толщины металла с последующим медленным охлаждением).

Для сварки применяют электроды ЦУ-2МХ, ЦЛ-38, ЗИО-20, УОНИ- 13ХМ. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности.

Высоколегированные стали. Стали типа Х18Н9, Х18Н9Т, применяют в химическом и пищевом машиностроении. Эти стали имеют высокие прочность, вязкость и пластичность. Из-за пониженной электропроводности и теплопроводности возможны значительные коробления и межкристаллитная коррозия. Для сварки применяют электроды ЗИО-3, ОЗЛ-8, ЦЛ-11, ЦТ-1 и др. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, применяя медные подкладки или ускоренное охлаждение швов водой или сжатым воздухом.

Стали типа Х25Н12 и Х25Н20 относятся к окалиностойким сталям, применяющимся при изготовлении трубопроводов, деталей турбин, котлов высокого давления, химической аппаратуры и др. Они имеют повышенное сопротивление коррозии и выдерживают длительные нагрузки при высоких температурах. Эти стали имеют склонность к образованию горячих трещин. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности электродами ЦЛ-25, ОЗЛ-4, ОЗЛ-9А, ГС-1, ОЗЛ-5 и ЦТ-17.

После сварки для снятия напряжений производят высокотемпературный отпуск при температуре 650 °С.

Хромистые стали Х6СМ, 4Х9С2, 15Х5М, Х5МФ, 12X13 с содержанием хрома 4…14 % применяют для изготовления конструкций повышенной прочности, работающих в агрессивной среде (аппаратура нефтеперерабатывающей промышленности). Стали 15X28, 1X17Ю5 с содержанием хрома 18…30 % хорошо сопротивляются окислению при высоких температурах.

Стали имеют склонность к закаливанию на воздухе с образованием мартенситной структуры и росту зерен в зоне термического влияния, что составляет основные трудности при сварке.

Перед сваркой производят предварительный подогрев до температуры 200…400 °С. После сварки изделие охлаждают на воздухе до температуры 150…200 °С. В завершение производят высокотемпературный отпуск: нагрев в печи до 720…750 °С с минимальной выдержкой 1 ч или из расчета 5 мин на 1 мм толщины металла, с последующим охлаждением на спокойном воздухе.

Стали с содержанием хрома 7…10 % выдерживают в печи из расчета 10 мин на 1 мм толщины металла. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности электродами ЦЛ-17-63, СЛ-16, УОНИ-13/85 и др.

Высокомарганцовистые стали типа 110Г13Л, содержат 11…16 % марганца. Стали имеют высокую износостойкость и предназначены для изготовления железнодорожных крестовин, зубьев экскаватора, ковшей землечерпалок и других деталей. Для сварки применяют никелемарганцовистые электроды: содержащие 4…4,5 % никеля, 11…13 % марганца и 0,6…1,0 % углерода. Стержни имеют покрытия основного типа: коррозионно-стойкие, низкоуглеродистые и покрытия с содержанием до 60…65 % феррохрома. Сварку стали производят в закаленном состоянии на постоянном токе обратной полярности.

Инструментальные стали P18, Р9 и их заменители ХВГ, 9ХВГ, 9ХС предназначены для изготовления режущего инструмента. Электродуговую сварку применяют при изготовлении режущего инструмента для приварки пластин быстрорежущей стали к державкам из поделочной стали, а также для наплавки быстрорежущей стали или ее заменителей на заготовку из углеродистой стали.

Наплавку ведут в один прием, не прерывая по мере оплавления. После наплавки инструмент отжигают, затем подвергают механической обработке, последующей закалке и трехкратному отпуску. По завершении твердость наплавленного металла достигает HRC 61…64.

2. Сварка чугуна

Сваркой исправляют чугунное литье до процесса и в процессе механической обработки. При восстановлении деталей из чугуна сварку применяют для устранения трещин, пробоин и изломов.

По свариваемости чугун относится к группе плохо свариваемых металлов. Это обусловлено высоким содержанием в нем более 2 % углерода, 1,6…2,0 % кремния, 0,5…1,2 % марганца, до 0,12 % серы, до 0,8 % фосфора и быстрой скоростью охлаждения.

Причины, затрудняющие сварку чугуна:

  1. образование карбидов железа (отбеливание чугуна) в месте сварки, отличающихся высокой твердостью и не поддающихся механической обработке обычным режущим инструментом;
  2. низкая пластичность, вызывающая при неравномерном нагреве трещины в зоне сварки;
  3. отсутствие пластического состояния при переходе из твердого состояния в жидкое, вследствие чего невозможно выполнение горизонтальных, вертикальных и потолочных швов;
  4. образование пористости за счет большого количества окиси углерода и быстрого затвердевания расплавленного металла;
  5. образование пленки окислов кремния на поверхности ванны, имеющих высокую температуру плавления.

Чугунные детали после эксплуатации в условиях высоких температур, плохо свариваются, так как углерод и кремний окисляются и чугун становится хрупким. Плохо свариваются чугунные детали, длительное время контактировавшие с маслом и керосином. При сварке масло и керосин сгорают и образовавшиеся газы являются причиной сплошной пористости сварочного шва.

Способы сварки чугуна. Различают три способа сварки чугуна: холодный, полугорячий и горячий. Холодную сварку чугуна ведут без подогрева изделия, полугорячую – с полным или местным подогревом до температуры 300…400 °С, горячую – с полным нагревом до температуры 600…800 °С.

Холодная сварка. Качество сварного соединения зависит от технологических и металлургических факторов. Технологическими факторами являются: сила сварочного тока, напряжение дуги и скорость сварки, металлургическими – графитизация, удаление углерода и карбидообразование. Не допускается отбеливание чугуна и закалка сварочного шва.

Сварку проводят на щадящих режимах при силе тока 90…120 А, электродами малого диаметра (3 мм), короткими валиками (длиной 40…50 мм) с последующим охлаждением каждого валика до температуры 330…340 °С. Это приводит к снижению доли основного металла в металле шва и сварочных напряжений, которые дополнительно снижают проковкой валиков шва сразу же после окончания сварки.

В состав сварочных материалов вводят углерод, кремний, алюминий, титан, никель, медь, которые способствуют более полному процессу графитизации, т. е. чтобы углерода в связанном состоянии осталось минимальное количество. В результате получают более мягкую перлитно-ферритную структуру.

При введении вольфрама, хрома, ванадия, молибдена, последние связывают углерод в труднорастворимые карбиды.

Холодную сварку ведут электродами: стальными, стальными со специальными покрытиями (с карбидообразующими элементами в покрытии, с защитно-легирующими покрытиями, с окислительными покрытиями), стальными с применением шпилек, чугунными, комбинированными, медными, из монельметалла, из никелевого аустенитного чугуна.

Сварка стальными электродами без специальных покрытий. Применяется при ремонте неответственных чугунных деталей небольших размеров с малым объемом наплавки. Сварное соединение имеет неоднородную структуру, недостаточную плотность и низкую прочность.

Трещины в чугунной детали заваривают многослойной наплавкой – методом отжигающих валиков, который позволяет избежать образования трещин в сварочном шве. Метод отжигающих валиков был предложен в конце 50-х годов прошлого столетия изобретателем Л. И. Вититловым, что позволило существенно расширить область использования стальных электродов.

Вдоль трещины производят V-образную разделку кромок (рис. 1, а). Вначале на одну из кромок вразброс наносят короткими участками длиной 15…25 мм (рис. 1, б) подготовительные 1…3 и отжигающие 4 и 5 валики (рис. 1, в), затем на другую кромку – соответственно валики 6…10, не соединяя их.

метод отжигающих валиков

Рис. 1. Схема метода отжигающих валиков: 1…3, 6…8 – подготовительные валики; 4, 5, 9 и 10 – отжигающие валики; 11…14 – соединительные валики

При наложении отжигающего валика на подготовительный, последний больше прогревается и впоследствии остывает с меньшей скоростью. Значительная доля цементита распадается, выделяется графит, а в закаленной части шва происходит частичный отпуск и нормализация. Благодаря подготовительному валику отжигающий валик меньше подвержен закалке, в итоге значительно снижается твердость всего шва и частично снимаются остаточные напряжения.

Валики наплавляют высотой 4…5 мм, покрывая предыдущий на 60…70 %. После наложения валиков по всей длине трещины, деталь охлаждают до температуры 70…80 °С, после чего заваривают вразброс промежутки между ними соединительными валиками 11…14.

Метод позволяет снизить твердость сварочного шва на HRC 20…25, по сравнению со сваркой без отжигающих валиков, что позволяет обрабатывать его механической обработкой резанием. Прочность и плотность шва при этом удовлетворительные.

Сварка электродами с защитно-легирующими покрытиями. Перед сваркой выполняют Vили Xобразную разделку кромок. Для равномерного разогрева детали сваривают отдельными участками вразбивку. Длина отдельных участков наплавленного сварного шва не более 100…120 мм. После наплавки каждого участка шов остужают до температуры 60…80 °С. Наилучшие результаты получают при сварке электродами с покрытиями УОНИ-13/45, на постоянном токе обратной полярности. Сварку электродами с покрытиями ОММ-5 и К-5 выполняют как на постоянном, так и на переменном токе.

Сварка с использованием шпилек и скоб. Применяется при восстановлении ответственных деталей (гидравлические и пневматические цилиндры, станины прессов, станков и др.), работающих при значительных нагрузках и требующих после сварки обработки.

Необходима специальная подготовка изделий под сварку. При толщине деталей более 5 мм производят разделку кромок под углом 45°. В подготовленных кромках просверливают отверстия, нарезают резьбу и ввертывают стальные шпильки. Шпильки располагают в шахматном порядке (рис. 2).

Подготовка чугунных деталей под сварку с помощью шпилек

Рис. 2. Подготовка чугунных деталей под сварку с помощью шпилек

При толщине деталей до 10 мм диаметр шпилек не более 6 мм. При большей толщине свариваемых деталей диаметр шпилек выбирают по табл. 1.

Таблица 1. Диаметр шпилек в зависимости от толщины свариваемых чугунных изделий

Толщина изделия, ммДиаметр шпильки, ммРасстояние между шпильками, мм
поперек детали, lвдоль детали,
l1
10…201040…605…10
20…251248…5010…12
25…301450…5612…15
≥ 301650…8015…20

В этом случае в разделку устанавливают шпильки большего, а около разделки меньшего диаметра.

Сварку производят электродами типов Э42, Э42А, Э50 и Э50А на постоянном или переменном токе. Вначале обваривают шпильки кольцевыми швами, затем заплавляют всю разделку. Сварку ведут короткими участками по 100…150 мм. В табл. 2 приведены режимы сварки.

Таблица 2. Режимы сварки при различной толщине чугунного изделия

Толщина металла, ммДиаметр электрода, ммСила тока, А
До 5

5

до 10

3

4

5

90…100

130…160

180…200

Сварка чугунными электродами. Применяется для исправления дефектов в виде раковин и трещин. Электродуговую сварку ведут прутками, изготовленными из чугуна марки Б. В состав покрытий входит графит, ферросилиций, алюминиевый порошок, углекислый барий, графит и мел. Все компоненты замешаны на жидком стекле.

Металл сварного шва близок по химическому составу к основному металлу, однако в шве и прилегающих к нему зонах происходит отбел, что затрудняет последующую механическую обработку. Режимы холодной сварки чугунными электродами приведены в табл. 3.

Таблица 3. Режимы электродуговой сварки чугунными электродами

Толщина свариваемого металла, ммДиаметр электрода, ммСила тока, А
до 15

от 15 до 30

от 30 до 40

свыше 40

6

8

10

12

270…300

300…400

450…500

500…650

Сварка медными электродами. Применяется для ремонта малогабаритных деталей, работающих при незначительных статических нагрузках.

Электроды изготовляют из медных стержней диаметром 3…6 мм, которые затем обертывают низкоуглеродистой лентой или проволокой. На подготовленный стержень наносят меловое покрытие (80 % мела, 20 % жидкого стекла). Сварку ведут на переменном и постоянном токе обратной полярности. Сварной шов получается плотным, но недостаточно прочным.

Сварка чугуна монель-металлом. Электроды из монель-металла это медно-никелевый сплав (медь 30 %, никель 65 %, марганец 1,5…2 % и железо 3…3,5 %). Способ сварки применяют, когда от сварного соединения не требуется большой прочности. Сварку ведут как электрической дугой, так и газовым пламенем. Электродуговую сварку производят на постоянном токе обратной полярности короткими участками длиной 60…70 мм, вразброс, с промежуточным охлаждением и проковкой каждого валика. Плотность шва получается удовлетворительной. Сварной шов хорошо обрабатывается режущим инструментом.

Сварка проволокой ПАНЧ-11. Применяют при ремонте базисных деталей машин. Сварку ведут открытой дугой на постоянном токе обратной полярности без дополнительной защиты и подогрева детали. Металл шва имеет высокую прочность и плотность (предел прочности до 550 МПа).

Рекомендуются следующие режимы сварки проволокой диаметром 1,2 мм: Iсв = 100…140 А; Uсв = 14…18 В; Vсв = 0,15…0,25 см/с.

Для сварки проволокой ПАНЧ-11 применяют шланговые полуавтоматы, предназначенные для подачи проволоки диаметром 1,0…1,2 мм: А-547Р, А-547У, А-825М, серии ПДГ и др.

Холодная газовая сварка. Используется для сварки неответственных деталей с малым объемом наплавки. Сварку ведут ацетилено-кислородным пламенем. В качестве присадочного материала используют стальную сварочную проволоку Св-08, Св-08А или чугунные прутки марки А. Состав флюса: техническая бура (прокаленная) или смесь из буры (56 %), поваренной соли (22 %) и углекислого калия (22 %).

Полугорячая сварка чугуна. Перед сваркой деталь подогревают до температуры 300…400 °С, что обеспечивает замедленное охлаждение металла шва и предотвращает образование отбеленных зон. Нагрев производят в термических печах, горнах или с помощью газовых горелок ацетиленокислородным пламенем.

Сварку ведут низкоуглеродистыми стальными электродами с защитнолегирующими покрытиями типа ОММ-5, МР-3, К-5 и УОНИ-13, стальными электродами со специальным покрытием, чугунными электродами и ацетиленокислородным пламенем с применением чугунных присадочных прутков марки А. После сварки для снижения скорости охлаждения детали засыпают мелким древесным углем или сухим песком.

Горячая сварка чугуна. Предварительный подогрев мелких деталей до температуры 500…700 °С, а крупногабаритных (толщина стенок более 30 мм) – до 700…800 °С. Нагрев производят в печах, нагревательных колодцах, горнах или с помощью индукционных нагревателей. Сварку ведут электродами ОМЧ-1 и УЗТМ-74 (чугунный пруток Б с покрытием). Из-за значительных объемов наплавляемого металла при горячей сварке применяют электроды больших диаметров (8…16 мм). В табл. 4 приведены режимы сварки чугунными электродами.

Таблица 4. Режимы сварки чугунными электродами

Диаметр электрода, мм8101216
Сила тока, А600…700750…8001000…12001500…1800

Чтобы металл постоянно находился в расплавленном состоянии, сварку ведут непрерывно. После сварки деталь медленно охлаждают вместе с нагревательной печью. Крупногабаритные детали засыпают мелким древесным углем или накрывают асбестовыми листами и выдерживают в течение нескольких суток до полного остывания.

При газовой сварке в качестве присадочного материала используют чугунные прутки марки А, а для защиты сварочной ванны применяют флюсы ФСЧ-1 и ФСЧ-2.

Полугорячая и горячая сварка чугунных деталей применяется на специализированных ремонтных предприятиях.

3. Сварка деталей из алюминия и его сплавов

Технически чистый алюминий имеет ограниченное применение из-за низкой прочности и высокой пластичности. Более широкое применение получили его сплавы: дюралюмин (дюраль), содержащий 4…5 % меди; АМц – 1…1,5 % марганца; АМг – 1,5…7 % магния; силумин, содержащий 6…13 % кремния. Сплавы имеют значительную прочность, что позволяет использовать их для конструкций, работающих под нагрузкой.

Основные причины, затрудняющие сварку алюминия и его сплавов:

  1. на поверхности расплавленного металла постоянно образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия Al2O3, которая препятствует сплавлению между собой частиц металла;
  2. высокая температура плавления оксида алюминия (2050 °С) и низкая температура плавления алюминия (658 °С) затрудняет управление процессом сварки;
  3. коэффициент линейного расширения в два раза, а теплопроводность в три раза больше чем у стали, что приводит к появлению значительных деформаций в свариваемых деталях;
  4. металл не имеет пластического состояния и при нагреве сразу переходит из твердого состояния в жидкое, поэтому возможна сварка только в нижнем положении.

Алюминий и его сплавы сваривают с помощью электродуговой, аргоннодуговой и газовой сварки. Перед сваркой алюминиевые изделия проходят специальную обработку: обезжиривают поверхность и удаляют пленку окиси алюминия, зачищая поверхность стальной щеткой до блеска.

Предварительный подогрев перед сваркой до 300…400 °С производят для деталей толщиной более 20 мм.

Дуговая сварка угольным электродом. При толщине листа более 10 мм производят разделку кромок под общим углом 60…70 °. Сварку ведут на графитовых или стальных подкладках угольными или графитовыми электродами диаметром 8…15 мм. Сварочный ток 150…500 А (при толщине свариваемой детали более 25 мм – 700…900 А). Сварка ведется постоянным током прямой полярности. При сварке на основной и присадочный металл наносят флюс. Составы флюсов для сварки алюминия приведены в табл. 5.

Дуговая сварка металлическим электродом. Сварку производят электродами ОЗА-1 (технический алюминий) и ОЗА-2 (сплав алюминия) на постоянном токе обратной полярности (см. табл. А.5). Сила сварочного тока 25…32 А на 1 мм диаметра электрода. После сварки шов немедленно промывают горячей водой и очищают стальной щеткой от остатков шлака.

Таблица 5. Некоторые марки флюсы для дуговой сварки алюминия и его сплавов (содержание, %)

Марка флюсаКриолитХлористый калийХлористый натрийХлористый литийФтористый натрий
АФ-4А

АН-А1

АН-А4

ВАМИ

30

30

20

50

50

50

50

28

20

30

14

20

8

Аргоннодуговая сварка. Широкое применение в ремонтном производстве получила электродуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде аргона. Присадочные алюминиевые прутки вводят в дугу, которая горит между деталью и вольфрамовым электродом. Сварку ведут на переменном или постоянном токе обратной полярности.

Диаметры электрода dэл и присадочного прутка dпр принимают равным толщине детали S. Силу сварочного тока определяют по формуле

Iсв = (40…50) dэл, при S = 1…8 мм,

Iсв = (50…60) dэл, при S = 6…12 мм.

Для аргонно-дуговой сварки промышленность выпускает установки УДАР-300-1, УДАР-500-1 и УДГ-301, УДГ-501.

4. Сварка меди, латуни и бронзы

Затруднения при сварке меди и ее сплавов:

  1. большая теплопроводность (в шесть раз больше теплопроводности стали), интенсивный отвод тепла от зоны сварки;
  2. низкая температура плавления и кипения, большая жидкотекучесть;
  3. малая прочность и большая хрупкость при высокой температуре;
  4. большая теплоемкость и необходимость применения высоких тепловых режимов;
  5. хорошая растворимость в жидком металле вредных газов (кислород, водород, азот).

Сварка угольным электродом. Технология включает предварительный подогрев до температуры 250…350 °С. Детали толщиной до 3 мм сваривают по отбортовке без присадочного металла, более 3 мм – с присадочными прутками диаметром 2…8 мм из меди марки M1, фосфористой или кремнистой бронзы. Для защиты сварочной ванны используют смесь из прокаленной буры (94 %) и магния металлического (6 %). Сварку ведут постоянным током обратной полярности и только в нижнем положении. В табл. 6 приведены режимы сварки.

Таблица 6. Режимы ручной сварки меди угольным электродом

Толщина металла, мм124612
Диаметр электрода, мм466810
Сила тока, А135…180195…260250…330315…430420…550

Сварка металлическим электродом. Сварку ведут постоянным током обратной полярности, используя электроды с покрытием марок «Комсомолец- 100» или ЗТ. Режим сварки приведен в табл. 7.

Для сварки также используют прутки из меди M1, M2, М3 или кремнистой бронзы и флюс ММ3-2.

Таблица 7. Режимы ручной сварки меди металлическим электродом

Диаметр электрода, мм345
Сила тока, А90…110120…140170…190

Сварка в среде защитных газов. В качестве защитных газов используют аргон или азот. Сварку ведут неплавящимся вольфрамовым электродом или плавящимися электродами для изделий толщиной 1,5…20 мм.

Наибольшее распространение получила сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона. В качестве присадочного материала используют прутки из меди M1, М2 и М3. Ток постоянный прямой полярности. В табл. 8 приведены режимы сварки.

Сварку меди плавящимися электродами ведут на постоянном токе обратной полярности. Электродами является проволока из меди марки М1, кремнемарганцевой бронзы БрКМц3-1 или оловянно-цинковой бронзы БрОЦ4-3.

Таблица 8. Режимы ручной аргонодуговой сварки меди вольфрамовым электродом

Толщина изделия, мм1,63,26,4101216
Диаметр присадочного прутка, мм2,43,24,84,86,46,4
Диаметр электрода, мм2,43,24,84,84,84,8
Сила тока, А80…110200300350400400
Расход аргона, л/мин2,8…3,36,07,07,088

Газовая сварка меди. Данный способ сварки получил наибольшее распространение. Присадочный материал – прутки из меди M1, М2 и М3. В качестве флюса используют буру, борную кислоту или смесь из прокаленной буры (50 %) и борной кислоты (50 %).

После сварки любым способом сварные швы подвергают проковке. Для улучшения пластических свойств сварного соединения применяют отжиг при температуре 500…600 °С.

Сварка латуни. Сварка латуни сопровождается испарением цинка, приводящего к пористости шва. Пары цинка токсичны. Вышеуказанные причины затрудняют сварку латуни. Сварку ведут угольным или металлическим электродом, а также газовой сваркой.

При сварке угольным электродом режимы сварки аналогичны режимам сварки меди. Присадочный металл – прутки из латуни ЛК62-05, ЛК80-3, ЛМц58-2, ЛМцЖ55-3-1 или бронзы БрОМцА8-0,7-0,7. Флюс – прокаленная бура или 50 % буры и 50 % борного шлака.

Сварку латуни металлическими электродами применяют для листов толщиной более 5 мм. Электродные стержни имеют такой же химический состав как для сварки угольным электродом. Покрытие электродов двухслойное: первый слой толщиной 0,2…0,3 мм состава: 30 % марганцевой руды, 30 % титанового концентрата, 15 % ферромарганца, 5 % сернокислого калия, 20 % мела; второй слой толщиной 0,8…1,1 мм состава: борный шлак на жидком стекле.

Режимы сварки: при диаметре электрода 5 мм величина сварочного тока должна быть 250…280 А, при диаметре электрода 6 мм величина сварочного тока – 280…320 А, при диаметре электрода 8 мм величина сварочного тока – 350…400 А.

Газовая сварка латуни получила широкое применение. Режимы сварки и флюсы аналогичны тем, что для сварки меди. Сварку для уменьшения испарения цинка ведут окислительным пламенем с избытком кислорода до 30…40 %.

Детали толщиной более 10 мм перед сваркой подогревают до температуры 300…500 °С. После сварки швы подвергают проковке и последующему отжигу при 600…700 °С с медленным охлаждением.

Сварка бронзы. Сварку бронзы ведут угольным или металлическим электродом, а также газовым пламенем. Наиболее распространены бронзы: оловянистая, алюминиевая, марганцовистая, фосфористая, свинцовистая.

Сварка угольным электродом. Присадочный металл – литые прутки того же состава, что и основной металл. В качестве флюса используют буру или смесь из буры (50 %) и борной кислоты (50 %). Сварку ведут постоянным током прямой полярности. Массивные детали перед сваркой подогревают до температуры 350…450 °С.

Сварка металлическим электродом. При сварке оловянистой бронзы используют электроды, стержни которых имеют состав: 8 % цинка, 6 % свинца, 3 % олова, 0,2 % фосфора, 0,3 % железа, 0,3 % никеля, остальные – медь. Состав покрытия: 15 % алюминия, 70 % мрамора, 15 % графита. Толщина покрытия – 1,2…1,5 мм на сторону. Сварку ведут постоянным током обратной полярности. Предварительный подогрев до 250…300 °С. При сварке безоловянистых бронз состав стержня электрода должен быть таким же, как и состав основного металла.

Аргонно-дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом ведется постоянным током прямой полярности. В качестве присадочного материала используют прутки того же состава, что и основного металла.

Газовая сварка. Сварку ведут нормальным пламенем. В качестве присадочного материала используют прутки химического состава, близкого к основному металлу. При сварке алюминиевых бронз используют флюсы для сварки алюминия, а для остальных бронз – флюсы, предназначенные для сварки меди. Рекомендуется предварительный подогрев до 350…450 °С.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *