Виды и особенности сварки основных цветных металлов и их сплавов. Электродные покрытия и флюсы для сварки цветных металлов
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ. ГАЗЫ И ФЛЮСЫ
11.1. Плавящиеся электроды для сварки алюминия, меди, титана, чугуна и никеля
Алюминий и его сплавы, обладающие рядом физических и технологических особенностей, успешно сваривают в инертных газах. Однако при необходимости применяют ручную дуговую сварку плавящимися электродами и ручную сварку неплавлящимися электродами, например угольными. В табл. 11.1 приводится состав некоторых марок алюминиевой сварочной проволоки, которую употребляют для изготовления электродов для механизированной сварки, а также в качестве присадочного металла при ручной аргонодуговой сварке неплавящимся вольфрамовым электродом.
В качестве покрытия электродов для сварки алюминия применяют легкоплавкие смеси хлористых солей щелочных и щелочно-земельных элементов с добавкой небольшого количества фтористых соединений. В покрытия включают хлористые литий, калий, маг — мз
| 1! 1. Химический состав некоторых сварочных проволок т алюминиевых сплавов (ГОСТ 7871—75)
|
ннй; фтористые натрий, калий; и т. п Ввиду того что основная трудность сварки алюминия и его сплавов заключается в образовании на его поверхности тугоплавкой оксидной пленки А120з (температура ее плавления 2050 °С, а температура плавления алюминия 658°С), необходимо удалить эту пленку в процессе сварки. Это удается сделать, применяя хлористые соли и фтористые соединения, в результате расплавления которых в шлаке частично растворяется оксид алюминия и удаляется вместе со шлаком. Кроме того, соединяясь с хлоридами, оксид алюминия образует легкоплавкое хлористое соединение алюминия А1С13, которое кипит при температуре 183 °С и легко удаляется с поверхности металла. Сварка покрытыми электродами возможна только в нижнем положении короткой дугой постоянным током обратной полярности.
Характеристика некоторых электродов для сварки алюминия приведена в табл. 11.2. Толщину покрытия устанавливают в зависимости от диаметра стержня.
Диаметр стержня, мм 3 4 5 >5
Толщина покрытия, мм 0,25—0,3 0,3—0,5 0,5—0,75 0,75—1,6
Медь характеризуется высокой теплопроводностью, жидкотекучестью и способностью сильно окисляться при высокой температуре, что усложняет ее сварку. Ухудшают свариваемость меди примеси, входящие в ее
 |
состав: кислород, сера, фосфор, сурьма, мышьяк, свинец и особенно висмут. Для ручной дуговой сварки применяют металлические покрытые электроды, а также неплавящиеся угольные электроды с присадочными прутками, покрытыми обмазкой или флюсом. Применяют также дуговую ручную сварку вольфрамовым электродом в среде аргона или азота.
Марки проволоки и их назначение для сварки меди и сплавов на медной основе приведены в табл. 11.3.
На стержни из меди или ее сплавов наносят покрытие, замешанное на жидком стекле. Состав некоторых электродных покрытий приведен в табл. 11.4, а характеристика покрытых электродов в табл. 11.5. Электроды АНМц/ОКЗ-АБ используют для заварки дефектов в отливках из алюминиевых и алюминиевоникелевых бронз. Электроды «Комсомолец-100» (К-100), G3M.-2, ЗМ используют для сварки меди; электроды ЗТ со стержнями из латуни — для сварки латуни; электроды ОЗБ-1 — для сварки бронзы, заварки дефектов бронзового литья; электроды МН-5 для сварки медно-никелевого сплава между собой и с латунью и бронзой.
Сварка титана и его сплавов затруднена вследствие активного его соединения с кислородом и азотом воздуха, в результате чего сварной шов получается низкого качества. Для качественной сварки необходимо, чтобы в основном и присадочном металле было не более 0,15 % кислорода, 0,04 % азота, 0,01 % водорода и 0,1 % углерода. При этом зона сварки должна быть надежно защищена от вредного воз-
10-548
11.3. Назначение проволок некоторых марок для сварки меди и сплавов на медной основе
| Марка проволоки | Назначение |
| Ml, БрКМдЗ-1; | Изготовление покрытых электродов |
| БрОЦ4-3 | Для сварки меди |
| МНЖ5-1 | Изготовление покрытых электродов |
| для сварки медно-никелевых сплавов | |
| БрАЖМцЮ-3-1,5 | и медно-никелевого сплава с латунью и бронзой Изготовление покрытых электродов |
| МНЖКТ5-1 -0,2-0,2 | для сварки алюминиево-железной бронзы Для ручной сварки в защитном газе |
| БрОФб,5-0,15 | медно-никелевого сплава, меди с бронзой, латунью и сталью, медноникелевого сплава с бронзой, латунью и сталью и для наплавки на сталь Для ручной сварки в защитных га- |
| БрНЦР; БрХНТ; | зах оловянных бронз Для аргонодуговой сварки бронз |
| БрХ 0,7; БрНЦрТ ЛКБ062-02-0.04-0,5; | Для сварки латуни, пайки меди и ме- |
| ЛМц58-2; ЛЖМц59-1-1 | ди с латунью |
действия воздуха. В связи с этим из всех способов ручной дуговой сварки для титана и его сплавов применяют сварку в аргоне неплавящимся вольфра-
| 11.4. Состав электродных покрытий для сварки меди (содержание в %)
Примечания: 1. Толщина покрытия электродов ЗТ 0,6— 0.9 мм, К-100 — 0,4 мм. 2. Электроды высушивают 3—4 ч при 20—30 °С, затем 1,5—2 ч прокаливают при 250—300 °С, |
| Коэффици- | Режим прокалки | |||||
| Марка электродов | Материал стержня | Ток и полярность | ПОЛОХСНИ4’ СВАРКИ | ейі наплавки, ч/(А’Ч) | температура, иС | время, мин |
| «Комсомолец-100» | Медная проволока электротехническая (ГОСТ 2112—79*) | Постоянный на электроде ( + ) | Нижнее | 14 | 250 | 60 |
| МН-5 | Проволока МНЖ5-1 (ГОСТ 492-73*) | То же | — | 12 | 150—200 | 60 |
| АНМц/ЛКЗ-АБ | Проволока МНЖКТ-5- 1-0.2-0,2 (ГОСТ 492— 73*) | * | —* | 16,5 | 150—20′) | оО |
| АНЦ/ОЗМ-2 (ТУ 14-168-26-79) | Медная проволока электротехническая (ГОСТ 2112—79*) | * | Нижнее и наклонное | 17,6 | 370 | 120 |
| зт | Стержни из БрКМ. ц-3-l | Постоянный на электроде ( + ) | То же | 16,5 | 150- 20г> | 60 |
| ОЗБ-1 | Стержни из БрОФ6,5- 0,15 | То же | > | 13,5 | 180 | 60 |
| ММЗ-2 | Стержни из БрКМцЗ-1 | Постоянный на электроде (-Г) и переменный | 12 | 150—200 | 60 |
мовым электродом с присадочной проволокой или без нее.
Никель и его сплавы при сварке склонны к образованию кристаллизационных грещин и пор. Для предупреждения этих дефектов применяют электроды с основным покрытием марок Н-10, Н-37, Прогресс-50 и др. Широко используют ручную аргонодуговую сварку никеля неплавящимися вольфрамовыми электродами.
Чугун, содержащий обычно более 2 % углерода и другие примеси, относится к плохо сваривающим :я металлам. Различают «горячую» (с подогревом) и «холодную» сварку чугуна. При «горячей» сварке используют чугунные стержни с покрытием, при холодной сварке — электроды со стержнями из железонн — кельмедного сплава, медную проволоку и др. В качестве покрытия для электродов со стержнями из никелевых сплавов используют мрамор или мел, графит, углекислый калий и другие компоненты, замешанные на жидком стекле. В покрытие электродов ЦЧ-4 вводят 70 % феррованадия, что обеспечивает образование в шве мелкодисперсного карбида ванадия, в результате чего структура шва получается ферритной и шов хорошо обрабатывается.
hssco.ru
Сварка цветных металлов
Страница 1 из 9
СПОСОБЫ СВАРКИ
Цветные металлы и их сплавы широко применяются в технике для изготовления сварных конструкций и отдельных деталей машин и механизмов. Путем сварки ликвидируются дефекты отливок из цветных металлов и их сплавов, что также имеет большое значение для производства. Сварка цветных металлов и их сплавов требует тщательной подготовки и правильного подбора электродов, присадочного металла, флюсов или покрытий, а также режимов сварки и последующей термической, термомеханической или механической обработки. При сварке необходимо учитывать высокую теплопроводность большинства цветных металлов и их сплавов, что может привести к непроварам и появлению пор. Кроме того, при температуре плавления цветные металлы быстро окисляются. Это приводит к загрязнению наплавленного металла окислами, что может снизить прочность сварного соединения. Сварка цветных металлов производится металлическими электродами с применением флюсов, электродами со специальными покрытиями, угольными (графитовыми), а также вольфрамовыми электродами в среде защитных газов. Сваривают изделия из меди, латуни (сплава меди с цинком), бронзы. Сварку широко применяют также для изделий из алюминия, силумина (сплава алюминия с кремнием), дюралюминия (сплава алюминия с медью, магнием и марганцем). В последние годы сварные изделия изготовляются из алюминиево-марганцовых и алюминиево-магниевых сплавов.
СВАРКА МЕДИ
Медь обладающая высокой теплопроводностью, электропроводностью и химической стойкостью, применяется при изготовлении кристаллизаторов для непрерывных процессов разливки металла, электрошлакового переплава и электроалюминиево-марганцоличного рода электрических устройств, узлов химических аппаратов, доменных фурм и других изделий. При ручных способах медь сваривают угольными или металлическими электродами с применением флюсов и покрытий, а также применяют сварку в среде защитных газов. Сварка угольным электродом. При сварке меди угольным электродом в качестве присадочного металла следует применять прутки с содержанием до 0,2% фосфора, до 1%' серебра, остальное медь. В качестве флюса берется смесь состава (в % повесу). Обезвоженная бура Борная кислота. Поваренная соль70 10 20
В случае применения в качестве присадки проволоки из обычной электролитической меди необходимо применять флюс следующего состава (в % по весу): Обезвоженная бура. Борная кислота. Фосфорнокислый натрий Наличие во флюсе фосфорнокислого натрия обеспечивает более полно удалении кислот из расплавленного металла. При сварке меди для обеспечения хорошего проплавления основного металла и следующего с присадочным применяют предварительный подогрев. Когда сваривают простые узлы небольших размеров (приварка наконечников, сварка шин), подогрев может быть выполнен непосредственно угольной дугой Изделия громоздкие следует предварительно подогревать до температуры 500° С в электрических печах с защитной атмосферой. В качестве защитного газа может быть использован азот. Необходимость нагрева в защитной атмосфере вызывается тем, что медь интенсивно окисляется при нагреве выше 400° С. Образующаяся при этом закись меди (СигО) растворяется в металле и медь становится хрупкой. 50 35 15 Сварка угольным электродом меди толщиной до 4 мм производится без скоса кромок «левым» методом. При этом методе сварки электрод размещается между наплавленным и присадочным металлом. Медь толщиной более 4 мм сваривают «правым» методом, со скосом кромок. Угол разделки в этом случае берет 704-90°. При «правом» методе сварки присадочный металл размещают между наплавленным металлом и электродом. Сборка узлов и изделий из меди должна обеспечить в местах наложения швов минимальные зазоры, не превышающие 0,5 мм. Для предупреждения протекания металла и сквозных прожогов Заказ 323 Толщина металла в мм Присадочный металл Диаметр электрода в мм. диаметр в мм сечение в мм угольного графитового стержня.
Сварка производится в нижнем положении с соблюдением следующей последовательности: после предварительного подогрева поверхности в месте сварки осыпает флюсом на участок, прогревается электрической дугой до оплавления, затем производится подача металла.
В процессе заполнения шва концом присадочного металла в сварочную ванну дополнительно вносится флюс. При этом присадочный металл, расплавленный теплом дуги, должен хорошо сплавляться с основным металлом. При недостаточной температуре прогрева места сварки присадочный металл свертывается в шарики, что приводит к непроварам. Заполнение шва следует производить по возможности за один проход. В случае многослойной сварки в наружных слоях шва возможно образование пор. После сварки наплавленный металл следует проковать и подвергнуть отжигу с нагревом до 500-550° С и охлаждением в воде. Проковка и отжиг с быстрым охлаждением повышают вязкость наплавленного металла. Сварка металлическим электродом. При сварке меди металлическим электродом подготовка, подогрев изделия и последующая обработка сварного соединения производятся так же, как и при сварке угольным электродом. Для сварки меди могут быть рекомендованы электроды марки ЗТ Балтийского завода [И], представляющие собой стержень из бронзы КМц-3-1 (3% кремния, 1%марганца, остальное медь) с покрытием следующее го состава (в % по весу):Металл, наплавленный электродами ЗТ, имеет несколько большую прочность, чем медь и хорошую пластичность. При необходимости получения наплавленного металла, близкого по составу с основным, для сварки меди могут быть рекомендованы электроды завода «Комсомолец». При изготовлении этих электродов применяется проволока марок М1Ч-МЗ и покрытие состава (в % по весу): Плавиковый шпат Полевой шпат Ферромарганец Ферросилиций (75-процентный)
Толщина покрытия 0,4 . сварка меди электродами ЗТ и «Комсомолец» производится на постоянном токе обратной полярности, короткой дугой при перемещении электрода лишь поступательно (без колебаний). Сила тока должна быть достаточной для обеспечения сваривания.
Цель питание постов следует осуществлять от генераторов ПС-500 или многопостовых генераторов. При этом для повышения качества рекомендуется применять в качестве флюса борный шлак. Борный шлак получают путем сплавления без доступа воздуха 5% магния и 95% прокаленной буры. Сварка в среде аргона и азота производится вольфрамовым или угольным электродом с помощью специального электродного держателя, обеспечивающего подачу в зону горения дуги защитного газа. Схема процесса сварки меди в среде защитных газов представлена.
СВАРКА ЛАТУНИ
Латунь сплав, содержащий меди 554-75%'и цинк. Специальные сорта латуни могут содержать небольшое количество кремния, олова и других элементов,При сварке латуни основное затруднение связано с выгоранием цинка, который начинает кипеть и интенсивно испаряться при температуре выше 905° С. Пары цинка быстро окисляются на воздухе и выпадают в виде белого налета на окружающие предметы. Окислы цинка ядовиты, что вызывает необходимость применять специальные меры по технике безопасности, рассматриваемые в гл. XIII. Сварка латуни может быть выполнена всеми способами, применяемыми для сварки меди. Сварку латуни угольным электродом следует производить с применением прессованных или литых прутков из латуни типа ЛК, содержащих, кроме меди и цинка, кремний. Содержание меди в присадочных прутках должно быть примерно таким же, как и в основном металле. Содержание кремния должно составлять до 3%. При сварке латуни необходимо применять флюсы. В качестве флюса используется смесь состава (в % по весу): хлористый калий.
На первый слой после просушки его и прокала наносится второй, толщиной 9-1 1 мм, из сборного шлака и жидкого стекла.-2 производят электродами ОБ-5. Литые стержни этих электродов имеют следующий состав (в % по весу).
На 107 г сухой смеси берется 354-40 г, а плотностью 1,3. Смесь тщательно перемешивается с добавлением воды и наносится на стержень. После сушки, которая производится при температуре 20-25° С до полного затвердевания покрытия, электроды прокаливаются в течение 1 часа при температуре 200-250° С. Дефекты на деталях из латуни марки ЛМцС-58-2-2, после их тщательной подготовки, завариваются без подогрева детали. Сварка производится в нижнем или полувертикальном положении на постоянном токе обратной полярности, при силе тока 2004-225 а для электрода диаметром 6 мм.
СВАРКА БРОНЗЫ
Бронза - сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем и цинком. В зависимости от содержания этих добавок бронзы подразделяются на оловянные бронзы, содержащие 8- 10% олова, 2-4% цинка, остальное медь, и специальные бронзы, к которым относятся алюминиевые, железомарганцевые, марганцовые, кремнистые и др. Сварка бронз может производиться как угольными, так и металлическими электродами. Бронзовые детали перед сваркой рекомендуется подогревать до 200-550° С. При этом более высокая температура подогрева берется для деталей сложной конфигурации. Для простых деталей в виде втулок температура предварительного подогрева может быть взята меньшей. Сварка бронз производится при исправлении дефектов отливок, ремонте поломанных и изношенных деталей, а также при соединении частей изделий сложной формы. Такие изделия называют сварнолитыми. Сварка бронз производится в нижнем или полувертикальном положении. При сварке стыковых швов и заварке сквозных дефектов следует применять подкладки для предупреждения протекания металла. Подкладки делают из стальных листов, асбеста, огнеупорной глины. Форма подкладок должна соответствовать конфигурации внутренней стороны детали в месте сварки. Сварка оловянных бронз. При сварке оловянных бронз угольным электродом в качестве присадочного металла следует брать прутки, отлитые в кокиль, следующего состава: 95-96% меди, 3-4% кремния, 0,25% фосфора. В качестве флюса применяют прокаленную буру или борный шлак. При сварке металлическим электродом бронз типа Бр. ОЦСН-3-7-5-1 (оловянная-цинковая-свинцовая-никелевая), Бр. ОСЦ-6-6-3, Бр. ОЦН-Ю-2-1,5 на Уралмашзаводе применяют электроды ОБ-5, рассмотренные в предыдущем параграфе. После заварки деталь укрывается асбестом для медленного охлаждения, что предотвращает образование трещин и снижает остаточные напряжения. Сварка специальных бронз. При сварке специальных бронз угольным электродом в качестве присадочного металла чаще всего берут прутки состава, одинаково о с основным металлом. При сварке кремнистых бронз в качестве флюса рекомендуется применять прокаленную буру, при сварке фосфористых бронборный шлак. При сварке алюминиевых бронз необходимо применять флюс, рекомендованный для сварки алюминия и его сплавов (см. параграф 5 настоящей главы). При сварке специальных бронз металлическим электродом состав электродного стержня выбирается в зависимости от состава основного металла. Так, в случае сварки фосфористой бронзы рекомендуется применять стержни состава: 0,5-1,0% фосфора; 9,0-11,0% олова, не более 0,75% примесей и остальные медь. При сварке алюминиевой бронзы применяются прутки состава: одинаковое количество с основным металлом алюминия, марганца 1,5-2,5%, остальное железо и медь. Состав применяемых покрытий см. в параграфе 5 настоящей главы. Сварку бронз металлическим электродом рекомендуется производить на постоянном токе обратной полярности. Сила тока принимается из расчета 40 а на 1 мм диаметра электрода.
Добавить комментарий
electrowelder.ru
Сварка цветных металлов: виды основных сплавов
Содержание статьи
Особенности сварки цветных металлов
- Они легко окисляются.
- При плавлении этих металлов появляются тугоплавкие окислы, которые способны заполнить сварочный шов. Из-за этого повышается риск изготовления некачественного шва и возникновения трещин.
- Некоторые цветные металлы требуют применение более мощного источника энергии, так как их остывание происходит очень быстро. Работать в данном случае нужно оперативно.
- Существует вероятность испарения «лёгких» составляющих сплава, так как все они имеют разную температуру плавления.
- Цветные металлы, в отличие от черных, лучше взаимодействуют с газовой средой.
- При сварке на цветных металлах появляется оксидная пленка, которая мешает сварить качественный шов.
- Работы по сварке должны проходить в зоне с ограниченным объемом кислорода.
Встретить какой-то конкретный цветной металл в чистом виде почти невозможно. Обычно они используются в виде различных сплавов. Наиболее популярные составляющие сплавов: медь, никель, алюминий, титан, цинк.
Технология сварки цветных металлов: подготовка к работе
Любой сварочный процесс требует подготовки. Особенно, если речь идет о сварке цветных металлов. В первую очередь, детали требуют зачистки, чтобы удалить оксидную пленку. Жиры удаляются с помощью бензина или растворителя. Расположить детали нужно примерно в 2 мм друг от друга. Проводить работу рекомендуется в максимально нижнем положении, так как цветные сплавы отличаются повышенной текучестью.
Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздуха, сварку проводят в среде инертных газов. Чаще применяются азот, гелий или аргон. Электроды для сварки цветных металлов лучше использовать из угля, графита или вольфрама.
Сварка цветных металлов и их сплавов из алюминия
После железа алюминий считается самым популярным металлом. Он часто используется в чистом виде. Однако, его сплавы все равно используются чаще. Существует множество сплавов из алюминия. Алюминиевые сплавы используются в пищевой и химической промышленности, в строительстве и машиностроении. Если проводить классификацию по свойствам, то самыми часто применяемыми являются дуралюмин, силумин и авиель.
Перед началом работ алюминий зачищают от окисной пленки и обезжиривают. Затем детали, подлежащие сварке, одну-две минуты протравливают в водном растворе фтористого натра в соотношении 50/50. После этого их примерно на две минуты кладут в раствор азотной кислоты. Затем элементы нужно промыть горячей и холодной водой. С момента подготовительных работ до сварки не должно пройти более четырех часов. Аналогичные подготовительные работы должны производится и с проволокой для сварки. Запрещено зачищать кромки с помощью «наждачки». Элементы для сварки должны быть надежно зафиксированы.
Сборка элементов перед сваркой зависит от толщины свариваемых деталей. Если нужно, перед соединением элементов накладывают прихваточные швы. В таблице ниже указано примерное расстояние между ними.
| Толщина свариваемого металла, мм | Растояние между прихватками, мм | Размеры прихваток, мм | |
| Высота | Длинна | ||
| До 1,5 | 20-30 | 1-1,5 | 2-4 |
| 1, 5-3 | 30-50 | 1,5-2,5 | 4-6 |
| 3-5 | 50-80 | 2,5-4 | 6-8 |
| 5-10 | 80-120 | 4-6 | 8-12 |
| 10-25 | 120-200 | 6-12 | 12-26 |
| 25-50 | 200-360 | 12-20 | 26-60 |
Никелевые и медные сплавы
Изделия из сплава никеля используются в устройствах с высокой рабочей температурой, около 700 – 1000 градусов (для деталей ракет, газовых турбин). Никелевые сплавы прочны, вязкие, пластичны, жаростойкие и очень чувствительны к газам. Последний фактор приводит к тому, что сварочный шов может получится пористым. Никель устойчив к коррозии. Для обезжиривания никелевого сплава не рекомендуется применять бензин. В основном, никелевые сплавы используются в химической и электрохимической промышленности. Для сварочных работ с никелем применяют электроды из металла, постоянный ток обратной полярности. Если используется аргонный сварочный аппарат – берут электроды из вольфрама.
Медные сплавы используются в машиностроении. Из них производят трубы, ёмкости различного предназначения, размеров и формы. Используются электроды из угля и графита при токе прямой полярности. Длина дуги примерно 35-40 мм. Если производится ручная дуговая сварка изделий из меди при температуре до 400 градусов, используется ток обратной полярности. Аргон и гелий используется для сварки в защитных газах, проволока из бронзы выступает в качестве присадочного материала. Подготовка к работе должна быть очень тщательной, кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Сварка должна протекать быстро, без перерывов. Присадочным материалом может быть обычная медная проволока.
Соотношение толщин присадочной проволоки и свариваемой детали.
| Толщина меди, мм | До 1,5 | 1,5-2,5 | 2,5-4 | 4-8 | 8-15 | Более 15 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм | 1,5 | 2 | 3 | 4-5 | 6 | 8 |
Защита сварочной ванны обеспечивается флюсами, перечень которых изложен в таблице ниже. Флюсы в сварочную ванну вводятся в порошкообразном или парообразном состоянии.
| Компонент | Состав флюса, % | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
| Бура прокаленная | 100 | — | 50 | 75 | 50 | 50 | 70 | 56 |
| Борная кислота | — | 100 | 50 | 25 | 35 | — | 10 | |
| Поваренная соль | — | — | — | — | 20 | 22 | ||
| Фосфорнокислый натрий | — | — | — | — | 15 | 15 | — | — |
| Кварцевый песок | — | — | — | — | — | — | — | |
| Древесный уголь | — | — | — | — | — | — | — | |
| Углекислый калий (поташ) | — | — | — | — | — | — | — | 22 |
Флюсы для ацетилено-кислородной сварки.
| Компонент | Состав флюса (по массе), % | |||
| №1 | №2 | №3 | Марки БМ-1 | |
| Бура прокаленная | 100 | 50 | 20 | — |
| Борная кислота | — | 35 | 80 | — |
| Фтористый натрий | — | 15 | — | — |
| Метилборат | — | — | — | 75 |
| Метиловый сирт | — | — | — | 25 |
Титановые сплавы. Работы с магнием.
Титан не являются широко распространенным металлом. Его используют в таких областях как самолетостроение, атомная энергетика, машиностроение. Особенности этого металла требуют и особенной работы с ним. Титановый сплав будет качественным, если содержание азота, водорода и кислорода в его составе свести к минимуму. Сварка аргоном должна производится только при использовании этого газа 1-го или высшего сорта. Используется постоянный ток прямой полярности.
Работа с магниевыми сплавами проходит с использованием гелия или аргона при переменном токе обратной полярности. При сварке кромки полностью расплавляют и кладут металлическую прокладку с низким уровнем теплопроводности.
Сварка цветных металлов и сплавов из свинца
Основная сложность при работе со свинцом заключается в том, что разница температуры плавления самого металла и его оксидов очень большая. Плавление свинца происходит при температуре примерно 327 градусов, а его оксиды расплавляются при температуре примерно 888 градусов. Свинец является жидкотекучим металлом. Подготовка к работе со свинцом аналогична подготовке к сварке алюминиевых сплавов. Защита сварочной ванночки происходит посредством использования флюса (стеарин, которым натирают кромки, либо смесь стеарина с канифолью).
Виды методов контроля
Качество – это объединение свойств изделия, которые характеризуют его способность удовлетворить потребности, отвечающие целям его создания. Для каждого вида продукции или изделия существуют свои требования по качеству. Качество сварного шва характеризуется прочностью, пластичностью, стойкостью к коррозии, структурой шва и зоны около шва, количеством исправлений и так далее.
Чтобы соединение было качественным, на различных этапах работы существуют разные методы контроля качества. Они позволяют выявить дефекты и предупредить их появление.
Существует два метода контроля в зависимости от способа воздействия на материал:
- Разрушающие
- Механические: изгиб, растяжение, сплющивание
- Металлографические
- Коррозийные
Разрушающие методы контроля обычно проводятся на образцах изделия, а не на самом изделии. Образец по составу должен быть аналогичен основному изделию.
- Неразрушающие. Подразделяются на акустические, магнитные, оптические, вихретоковые, радиационные, тепловые, электрические. Этот вид контроля проводят без образцов, на самих основных изделиях. При этом допускается незначительные нарушения целостности, изменения твердости.
Таким образом, сварка цветных металлов и сплавов требует многих знаний, навыков, опыта и профессионализма.
[Всего голосов: 0 Средний: 0/5]
svarkaed.ru
Сварка цветных металлов
Сварка цветных металлов и их сплавов, несмотря на более низкие температуры плавления, не так проста, как кажется на первый взгляд. Все цветные металлы и их сплавы обладают повышенной химической активностью при контакте с кислородом и покрыты оксидной пленкой, препятствующей качественному соединению деталей. При простом нагревании в воздушной среде химическая активность многократно возрастает и вместо сварного шва можно получить оплавленные края с толстым слоем оксидных пленок. Варка цветных металлов для литья тоже должна проводится в среде с ограниченным доступом кислорода.
Схема газовой сварки цветных металлов.
Наиболее популярные сплавы
В чистом виде цветные металлы применяются относительно редко. Современные технологии позволяют изготавливать огромное количество разнообразных сплавов в различных комбинациях с разнообразными физико-механическими свойствами. Наиболее распространенными, используемыми для изготовления деталей промышленных и бытовых устройств, являются сплавы меди, алюминия, никеля, цинка и титана.
Используемыми с древних времен сплавами из меди являются латунь и бронза. Такая сварка может использовать:
- Простую латунь, которая представляет сплав меди с цинком. Медь является основным компонентом сплава, содержание цинка обычно около 30 %, в зависимости от требуемых свойств сплава ее размер может увеличиться до 50 %. Сложные латуни, кроме меди и цинка, содержат дополнительные компоненты.
- Бронза представляет сплав меди с оловом. Классическое соотношение 85% меди и 15% олова. Еще используются сплавы с добавками к основному составу цинка, кремния, магния, свинца и других металлов в зависимости от требуемых свойств.
Вернуться к оглавлению
Подготовка к проведению сварочных работ
Схема сварки в среде инертного газа.
Перед началом работ детали необходимо подготовить. Поверхность в местах сварки необходимо зачистить металлической щеткой или шабером для удаления оксидной пленки, затем промыть в бензине или растворителе для удаления жиров. Из-за большой текучести сварку лучше проводить в нижнем положении. Детали необходимо зафиксировать, чтобы ширина шва не превышала двух миллиметров. Можно предварительно сделать прихватывающие соединения, а затем выполнить полную обварку.
Сварку необходимо проводить в среде инертных газов, защищающих сварочную ванночку от контакта с воздушной средой. Наиболее эффективным является азот, но можно использовать гелий, аргон и их смеси. Для создания дуги можно использовать угольные, графитовые и вольфрамовые электроды. Угольные электроды можно используются для сварки неответственных деталей небольших размеров. В остальных случаях нужно использовать вольфрамовые или графитовые электроды. Проволоку для сварки перед работой необходимо тоже протравить в растворе азотной кислоты или смеси соляной и серной кислоты.
Вернуться к оглавлению
Сварка алюминиевых деталей
Алюминий — наиболее распространенный элемент из таблицы Менделеева и самый употребляемый на земном шаре после железа. В отличие от меди, он намного чаще используется в чистом виде и имеет несколько классов чистоты. Но более широкое распространение получили сплавы на основе алюминия. Химический состав сплавов настолько разнообразен, что многие из них проще классифицировать по их свойствам. Наиболее известными и применяемыми сплавами являются дуралюмин, силумин, авиель.
Режимы сварки алюминия.
Детали из алюминия перед сваркой следует зачистить от окисной пленки, обезжирить растворителем или бензином. После механической очистки свариваемые поверхности необходимо протравить в водном растворе натра фтористого и едкого натра в пропорции 50 на 50 в течение 1-2 минут, затем выполнить промывку в горячей воде не ниже 50°С и холодной воде. После отмывки детали нужно поместить на две минуты в раствор азотной кислоты и опять тщательно промыть горячей и холодной водой. Сварка подготовленных деталей должна проводиться не позднее 4 часов после подготовки.
Проволока, используемая для сварки также должна быть обработана аналогичным образом. Для зачистки кромок и прилегающих поверхностей нельзя использовать абразивные материалы или наждачную шкурку. Перед началом работы детали нужно жестко зафиксировать, обеспечив минимальный зазор. При невозможности жесткой фиксации нужно соединить детали прихватками и затем полностью проварить шов. Сварка проводится в защитной среде из инертных газов неплавящимися или плавящимися электродами. Ручную дуговую сварку чистого алюминия и силумина можно выполнить специальными электродами серии ОЗА.
Технология изготовления электродов обеспечивает сварку во всех положениях с четко выраженным капельным переносом в сварочную ванночку и образованием легко отделяющегося шлакового покрытия.
Устройство сварочного инвертора.
Детали, изготовленные из сплавов на основе никеля, применяются в высокотемпературных устройствах с рабочей температурой 700-100 °С. Используются в газовых и паровых турбинах, конструкциях двигателей ракет. Особо можно выделить изделия из нихрома с высоким удельным электрическим сопротивлением, используемые для изготовления нагревательных элементов в промышленных и бытовых устройствах.
Сварочный процесс изделий из сплавов никеля затруднен большой чувствительностью к примесям и газам, создающим пористость сварочного шва. Низкая пластичность никелевых сплавов требует большой мощности при проведении сварочных работ. Свариваемые поверхности необходимо зачистить до блеска и удалить жиры ацетоном или растворителями на его основе. Применение бензина нежелательно.
Вернуться к оглавлению
Проведение сварочных работ
Сварку проводят в среде инертных газов с применением специальной проволоки. Свариваемые детали необходимо располагать на специальных подкладках с канавками. По канавкам должен проходить инертный газ для защиты обратной стороны шва от контакта с воздушной средой. Процесс нужно выполнять, накладывая тонкие слои и давая время на остывание деталей. После окончания работы желательно выполнить термический отпуск изделия для снятия остаточных напряжений.
Цинк как конструкционный материал в чистом виде не применяется. Основное использование — изготовление сплавов и антикоррозионных покрытий железных и стальных деталей. Свариваемость деталей с цинковым покрытием или содержанием цинка значительно снижена в прямой зависимости от количества. При сварке нужно использовать защитную газовую среду со стороны сварки и обратной стороны шва. Выбор режима зависит от размеров детали. Сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама.
Титан и его сплавы нашли широкое применение в конце двадцатого века с развитием авиации и ракетостроения. В чистом виде он используется редко. Сплавы с применением легирующих элементов обладают высокой прочностью и значительно улучшают исходные свойства металла.
Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов.
Подготовка деталей к сварке тоже начинается с механической зачистки или обработки в кислоте. При механической очистке можно использовать наждачную шкурку и металлические щетки с автоматическим вращением. Проволоку для сварки выбирают соответственно марке сплава.
Свариваемые детали нужно плотно сжать, контролируя, чтобы на поверхности не попали посторонние вещества. Сварочный процесс должен проходить в защищенной инертными газами или аргоном зоне с использованием электродов из вольфрама.
Особенности сварки цветных металлов требуют применения дополнительного оборудования и защитных средств для качественного выполнения работ и обеспечения безопасности сварщиков. Независимо от используемого метода при сварке цветных металлов и их сплавов на месте проведения должна быть мощная принудительная вентиляция рабочих мест. Соединения, образующиеся при сварке, вредны, а иногда и токсичны. При этом необходимо соблюдать индивидуальные меры безопасности: спецодежда, сварочные рукавицы, сварочный щиток или очки.
При сварке цветных металлов и их сплавов часто требуется предварительный прогрев деталей из-за повышенной теплопроводности. Подогрев можно проводить в специальных печах с контролем температуры.
Газовая сварка цветных металлов требует наличия баллонов с необходимыми газами в зависимости от выбранной технологии, понижающих редукторов для всех видов баллонов, шлангов необходимой длины и диаметра, горелки с комплектующими элементами и других необходимых компонентов.
expertsvarki.ru
Состав электродного покрытия для сварки тяжелых цветных металлов
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5ц 4 В 23 К 35 362
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с
К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ
40,7 — 49,1
Мрамор
Плавиковый шпат
Двуокись титана
Карбид хрома
Полевой шпат
Бентонит
26,0 — 31,2
7,4- 8,8
4,5 — 18,5
2,8 — 4,6
1,8 — 3,7
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745216/25-27 (22) 16.04.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Пермский политехнический институт (72) М. Н. Игнатов, Л. Н. Битинская, Т. Ф. Мочалова, С. Н. Бажин, Л. Ф. Рылов, Л. Е. Бурдина и Л. Б. Баталова (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 617214, кл. В 23 К 35/365, 1976.
Авторское свидетельство СССР № 1131122, кл. В 23 К 35/365, 28.11.83. (54) (57) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СВАРКИ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТHblX МЕТАЛЛОВ, содержащий мрамор, „„SU„„1228998 А1
/ плавиковый шпат, двуокись титана, полевой шпат, бентонит и карбид металла, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения твердости наплавленного металла при повышенных температурах, в качестве карбида металла состав содержит карбид хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
1228998
10
30
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к сварочным материалам, а именно электродным покрытиям, и может быть использовано для ручной дуговой сварки (наплавки) покрытых электродом изделий и аппаратов из тяжелых цветных металлов (медь, никель) и сплавов на их основе.
Целью изобретения является повышение твердости наплавленного металла шва при повышенных температурах.
Предлагаемое содержание компонентов в покрытии дает возможность получать шлак типа .СаΠ— CaF — SiO с добавкой TiO, близкого к эвтектическому составу (температура плавления шлаковой основы 1410—
1430 К; вязкость шлака 0,13 Па ° с; коэффициент основности 3,90; плотность шлака
2,78 кг/м ° 10 ) .
Плавиковый шпат относится к газошлакообразующим компонентам, вводится в покрытие с целью газовой защиты сварочной ванны от азота и кислорода воздуха, способствует снижению пористости в металле шва за счет более полного связывания водорода в стойкие соединения (ОН, HF) и удаление его из зоны сварки, разжижает шлак и способствует получению качественного металла шва.
При содержании плавикового шпата менее 26,0% происходит недостаточное рафинирование металла шва по водороду, что способствует возникновению пористости и охрупчиванию металла шва, тем самым снижается качество металла шва.
Содержание плавикового шпата в покрытии более 31,2% приводит к повышению вязкости сварочного шлака, нарушению качества защиты металла и его формирования, а также к плохой отделимости шлаковой корки. Значительно сказывается его антистабилизирующая способность, что приводит к снижению устойчивости горения дуги.
Присутствие в покрытии плавикового шпата способствует понижению его температуры плавления и снижает активность TiO как окисла в высокотемпературной части зоны плавления на границе раздела фаз шлак — металл.
Мрамор в большей степени выполняет газозащитные функции покрытия, оттесняя воздух от дугового промежутка за счет выделяющихся при диссоциации углекислого газа и окиси углерода, что приводит к снижению содержания азота в металле шва и, следовательно, к активизации газовой защиты зоны сварки. Кроме того, образующийся при диссоциации окисел (СаО) активно участвует в рафинировании металла шва через способность связывать в нерастворимые соединения и удалять в шлак серу и фосфор. Окисел СаО способствует очистке расплавленного металла шва от неметаллических включений, взаимодействуя с окислом
SiOg и образуя соединения типа СаО, $10, легко переходящие в шлак.
Уменьшение содержания мрамора в покрытии ниже 40,7% нецелесообразно, так как при этом повышается склонность металла к образованию пор.
Ограничение содержания мрамора в покрытии до 49,1% предотвращает черезмерное науглероживание направленного металла.
Двуокисль титана — шлакообразующий компонент, способствует защите сварочной ванны от взаимодействия с окружающей атмосферой, а также способствует получению мелкочешуйчатых сварных швов с легко удаляемой шлаковой коркой. Двуокись титана легко переходит в шлак, снижает содержание неметаллических включений в наплавленном металле, придает шлаку свойство жидкотекучести и легкой всплываемости, способствует переносу металла преимуществе IHQ в виде мелких капель и снижает разбрызгивание электродного металла.
Двуокись титана уменьшает температурный интервал затвердевания шлака. Окислы титана, взаимодействуя с окислами никеля, образуют титанаты, легко удаляющиеся в шлак
Это приводит к снижению содержания растворенного кислорода в металле и повышен ию пластических свойств сварных соединений. Введение двуокиси титана в состав фтористокальциевого покрытия с целью снижения содержания водорода в направленном металле наиболее эффективно по сравнению с другими аналогичными соединениями, так как двуокись титана значительно повышает термодинамическую активность фтористого кальция. В результате водород связывается в стойкое нерастворимое в металле соединение (HF) и удаляется из металла и зоны сварки. Двуокись титана в большей степени способствует повышению стабильности горения дуги.
Карбид хрома относится к карбидам тугоплавких металлов. При температурах дугового промежутка и сварочной ванны возможна диссоциация карбида хрома с образованием Сг Сз и С, которые, в свою очередь, частично взаимодействуют с кислородсм и кислородсодержащими соединениями газовой фазы с образованием углекислого газа, окиси углерода, а также частично растворяются в расплавленном металле шва.
Взаимодействие с газовой фазой дуги при водит к дополнительному увеличению ее объема. а также снижению ее окислительного характера (CO /СО), что в общем способствует уменьшению склонности металла шва к образованию пор.
Мелкоизмельченный порошок карбида хрома, попадая в сварочную ванну, играет роль модификатора. Являясь готовым центром кристаллизации в жидкой ванне, он измельчает первичное зерно и способствует образованию мелкозернистой структуры металла шва. При содержании в покрытии
1228998 свою очередь способствует высокой стойкости наплавленного металла коррозионноабразивному износу.
При обработке предлагаемого электродного покрытия было опробовано несколько его составов. В качестве электродных стержней применялась проволока из никеля НП-2 диаметром 4,0 мм. Перед наплавкой (сваркой) электроды прокаливались при 350 С в течение 2 ч. Опробование проводилось
10 на никелевых образцах марки НП вЂ” 2 толщиной 4,0 мм. Сварка осуществлялась постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока 160 — 200 А.
В табл. 1 приведены составы электродного покрытия, применявшиеся при опробовании.
Таблица 1
Компоненты
Состав
1 1
1 (2 3 4
49, 1 47,2
45,2 40,7
Мрамор
Плавиковый шпат
31,2 30,0
28,7 26,0
Двуокись титана
8,2 7,4
8,8
8,6
Карбид хрома 4,5
8,6
12,3
18,5
Полевой шпат 4,6
2,8
2,8
3,7
2,8
Бентонит
2,8
3,7
Результаты испытаний вариантов электродных покрытий, касающиеся твердости наплавленного металла при повышенных температурах, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Состав
84
73 49
81 75
103 100
87
108
ВНИИПИ Заказ 22 4/!
Филиал ППП «Патент>, г.
4,5 — 18,5% карбида хрома он полностью растворяется в жидкой сварочной ванне, не вызывая дополнительного загрязнения металла шва неметаллическими включениями, т.е. в указанных пределах никель и карбид хрома образуют твердые растворы внедрения.
Вследствие этих причин возможно получение плавленного металла повышенной твердости при высоких температурах при малом содержании легирующих элементов, С 0,03 — 0,24, Si 0,03 — 0,05; Cr 0,39 — 1,63.
Такое незначительное содержание легирующих элементов позволяет сохранить коррозионные свойства наплавленного металла на уровне основного металла (никеля) с повышенными значениями твердости, а это в
Твердость наплавленного металла, Н ед, (средние знаCi чения) при температуре, С
400 500 600
84 63 40
Как видно из табл. 2, твердость металла шва при 400 †6 С находится в пределах
40 †1 HV ед. (средние значения), что значительно отличается от твердости (31—
81 HV) металла шва, полученного электродом с известным покрытием.
В случае применения покрытия, содержание компонентов в которых, в частности карбида хрома, не достигало нижних значений компонентов предлагаемого покрытия, твердость наплавленного металла шва была недостаточной. В случае, когда содержание карбида хрома превышало пределы верхних значений, наблюдалось повышение твердости наплавленного металла, однако сварочно-тех нологические свойства при этом снижались.
Применение предлагаемого электродного покрытия позволяет широко использовать в химической технологии мелкодисперсный катализатор, т.е. применить эффективный и перспективный метод получения хладонов.
Тираж I00! Подписное
Ужгород, ул. Проектная, 4
www.findpatent.ru
Классификация сварочных флюсов
Чтобы качественно выполнить соединение электродуговой сваркой, необходима сила тока достаточной величины, присадочный материал для заполнения шва, и газовая среда для защиты расплавленного металла от воздействия кислорода из окружающего воздуха. Для реализации последнего условия используют сварочный флюс. Что это такое? Каков функционал этого вещества, и как он классифицируется? Где применяются флюсы для сварки?
Определение и предназначение
Сварочный флюс — это гранулированное средство, подаваемое в зону сварки, непосредственно перед проходом через данный участок плавящегося электрода и зажженной электрической дуги. Вещество похоже на крупнозернистый порошок, бывающий прозрачного, белого, желтого, зеленого или коричневого цвета.
Это средство используется для защиты сварочной ванны от взаимодействия с атмосферой, и препятствия вытеснению углерода из состава основного металла. Некоторые марки флюсов дополнительно обогащают шов укрепляющими связками в виде легирующих элементов.
Используется гранулированное вещество в:
- электродуговой сварке плавящимся электродом, где последним выступает проволока, подающейся с катушки в горелку;
- электрическом методе сваривания покрытыми электродами как дополнительное средство;
- полуавтоматической сварке в среде инертного газа, где порошок находится во внутренней части трубчатой проволоки;
- газовой сварке пропан-кислородным пламенем на легированных сталях и цветных металлах;
- электрической сварке угольными электродами.
Функционал гранулированного средства
Сварочные флюсы играют большую роль в обеспечении процесса соединения металлов. Их функции, в зависимости от состава вещества и свариваемого материала, могут заключаться в поддержании четырех действий.
Изоляция
Главной целью флюсов является создание непроницаемого газового облака, позволяющего основному и присадочному металлам беспрепятственно сплавляться в сварочной ванне. Чтобы порошок выполнял эту функцию необходима правильная дозировка вещества на линии соединения. Хорошими изоляционными газовыми свойствами обладают мелкие гранулы плотной структуры. Но возрастающая плотность укладки фракций на поверхности соединения отрицательно сказывается на формировании поверхности шва.
На изолирующую способность оказывает влияние не только размер посыпаемых частиц, но и их насыпная масса. Применяя специальные таблицы с данными можно устанавливать точную подачу стекловидного средства в сварочную зону.
Стабилизация
Кроме защитных свойств порошка, позволяющих вести сварочные работы без внешних газовых включений, флюсы создают благоприятную среду для горения электрической дуги, которая проявляется в разряде электрического тока между концом электрода и изделием. Расстояние между сторонами полюсов составляет около 5 мм. Для стабилизации горения дуги в состав гранул добавляют специальные вещества, позволяющие более устойчиво проходить электрическому разряду. Это дает возможность работать не только на постоянном, но и на переменном токе, и применять разнообразные режимы сварки.
Легирование
Благодаря воздействию высоких температур и взаимодействию основного и присадочного металлов, создается сварочный шов. Его химический состав зависит от используемых материалов. Из-за электрической дуги некоторые полезные элементы могут выгорать или передаваться с металла шва в шлаковые массы. Чтобы этого не произошло, в некоторые флюсы добавляют легирующие вещества, обогащающие шовный металл, и препятствующие насыщению шлака кремнием и марганцем. Для большего легирования используют соответствующую присадочную проволоку.
Формирование поверхности
Когда кристаллическая решетка в расплавленном металле только начинает образовываться, все, что соприкасается с ней, оказывает влияние на вид будущего шва. Флюсы, благодаря различной степени вязкости и межфазного натяжения, имеют сильные формирующие способности, благоприятно сказывающиеся на сварочном соединении.
Например, при работе на большой силе тока и толстых материалах, более практичны флюсы с долгим вязким состоянием. Такие порошки называют «длинными». Это позволяет глубоко прогретому сплаву постепенно кристаллизоваться и остыть, образуя гладкочешуйчатую структуру. Для сварки на малых токах, сильная жидкотекучесть будет мешать видеть сварочную ванну и качественно выполнять процесс, поэтому здесь применяются «короткие» флюсы, у которых вязкость быстро переходит в твердое состояние при снижении температуры.
Классификация
Классификация сварочных флюсов имеет четыре критерия, которые разделяют присадочное средство. Заключаются они в следующих пунктах:
- назначение флюса;
- способ его изготовления;
- структура и физические параметры;
- химический состав.
Назначение
В зависимости от состава и свойств гранулированного средства, оно может быть применено для обеспечения сварочных процессов в работе с углеродистыми, легированными и цветными металлами. Его используют для электродуговой, газовой и электрошлаковой сварки, а также работах с неплавящимися электродами. Некоторые классы флюсов взаимозаменяемы. Так, флюс для сварки алюминия, может быть использован и для создания соединений на легированных сталях. В его состав входят натрий, калий и литий, которые будут положительно сказываться и на других металлах. «Алюминиевый» флюс хорошо подойдет для сварки угольными электродами. Другие гранулированные смеси узко специализированны и не пригодны для широкого применения.
Способ изготовления
В промышленности имеются три способа производства флюса:
- Плавленные. Для этого применяют электрические или угольные печи. Компоненты шихты разогревают до жидкого состояния и, сплавляясь, образуют полезную смесь. Брикеты и комки материала разбиваются до мелких частей. В готовом виде такие порошки имеют мелкодисперсную структуру серого цвета.
- Механические смеси. Это соединение нескольких видов флюса в один состав путем физического перемешивания гранул между собой. Технология применяется для конкретных видом металлов. Постоянного состава не существует, а изготовление производится на заказ. Имеет существенный недостаток в виде разности веса и размера частиц, что приводит к их разделению при транспортировке и подаче из бункера.
- Керамические. Соединение образовывается за счет скрепления порошкообразных веществ клеем, в роли которого выступает жидкое стекло. Альтернативным методом является спекание без сплавления. Компоненты шихты разогреваются до слипания в комки. После остывания они проходят процедуру измельчения. Благодаря недопущению сплавления сохраняются легирующие вещества.
Структура и параметры
Внешний вид и физическое строение порошкообразных средств для сварки может отличаться. Наиболее распространенными являются стекловидные зерна. Они имеют прозрачный цвет и круглую структуру. Отличаются более высокой насыпной массой, поэтому плотно укрывают соединение, защищая его от внешней среды.
Вторая категория флюсов создается в виде пемзообразного вещества. Это пенистые гранулы овальной или круглой формы. Цвет может варьировать от белого до коричневого. Порошок, из-за легкого веса, требует более высокого слоя присыпания соединения.
Химический состав
Из компонентов, входящих в состав порошкообразного вещества для присыпки сварного соединения, выделяются низкокремнистые смеси, где оксида последнего содержится меньше 35%. При этом участие марганца граничит на уровне 1%. Вторая группа — это флюсы с высоким содержанием оксида кремния, которое начинается от 35%. Третья категория называется бескислородной.
Отличаются флюсы и по степени взаимодействия с основным и присадочным металлами. Пассивные смеси только создают газовое облако, но никак не воздействуют на химический состав стали. Слаболегирующие порошки — это категория флюсов, производимая путем плавления, которые снабжают свариваемые материалы небольшим количеством кремния, марганца, и других полезных включений. Это придает шву большую прочность и ударную вязкость. Легирующие гранулированные составы обогащают металл в значительной степени, улучшая его физические и химические свойства. Швы после такой сварки лучше сопротивляются коррозии.
Обозначения
Флюс, используемый в ручной дуговой сварке, должен не мешать формированию шва, обеспечивать стабильное горение электрической дуги, и предотвращать образование дефектов в виде трещин и пор в застывающей структуре соединения. Во время плавления нижнего слоя порошка требуется минимальное выделение вредных веществ, угрожающих дыхательной системе сварщика. После окончания горения дуги, корка над швом должна легко отделяться, а гранулированное средство иметь низкую стоимость ввиду больших объемов выполняемых сварочных работ.
Все это нашло отображение в таблице обозначений типов флюса, чтобы пользователи могли легко ориентироваться и приобретать необходимое вещество для конкретного вида работ.
| Символ обозначения | Тип средства |
| MS | Марганец-силикатный |
| FB | Флюоритно-основной |
| CS | Кальций-силикатный |
| AR | Алюминатно-рутиловый |
| AB | Алюминатно-освновной |
| W | Другие типы |
Нормативы по применению
В зависимости от выполняемых сварочных работ определяется количество и иные факторы задействования флюса. Это происходит по следующей таблице:
| Сила тока, А | Высота слоя присыпки, мм | Грануляция частиц, мм |
| 200-400 | 25-35 | 0,25-1,2 |
| 600-800 | 35-40 | 0,4-1,6 |
| 1000-1200 | 45-60 | 0,8-2,5 |
В зону сварки флюс подается предварительной ручной присыпкой, либо автоматически из специального бункера. Недостатком метода считается возможность вести сварочные работы только в нижнем положении. Но для сварки труб решение нашлось в прокручивании изделия, а не головки горелки. При использовании трубчатой порошковой проволоки сварку можно проводить в любом пространственном положении.
Применение этого относительно недорогого гранулированного вещества значительно улучшает качество сварки, защищая процесс горения дуги, и содействуя образованию прочного соединения.
Поделись с друзьями
1
0
1
0
svarkalegko.com
Сварка цветных металлов и особенности ее выполнения
Цветные металлы сейчас очень широко используются в быту, а также в различных отраслях промышленности. Постоянно растут объемы их применения, однако данные материалы не просто обрабатывать и плавить. Сварка цветных металлов и их сплавов требует особых методов и технологий, защищающих поверхности от избыточного нагрева и негативного влияния веществ окружающей среды.При выполнении работ следует обращать внимание на качество обработки сварного шва, поскольку оксидная пленка и шлаки повышают риск возникновения коррозии в будущем. Выбирая способ сварки и сопутствующее оборудование, необходимо также учитывать ряд отличий, характерных для каждого металла.
Отличительные особенности
Медь, алюминий и магний очень быстро остывают, по этой причине для выполнения сварки необходим источник энергии повышенной мощности, а также дополнительный прогрев изделий. У сплавов различные компоненты могут иметь разную температуру плавления, вследствие чего появляется опасность испарения более легких веществ. Этого можно избежать, если сварка проводится быстро.
Цветные металлы отличаются высоким сродством к кислороду, часть из них даже используется в качестве раскислителей. Образовавшиеся в результате плавки окислы являются более тугоплавкими соединениями, они засоряют сварочный шов, а при уменьшении температуры плавления на обработанной поверхности могут появляться трещины. Это негативно сказывается на механических свойствах соединения, поэтому сварка цветных металлов, часто проводится под слоем флюса, который снижает влияние кислорода воздуха.
Хрупкость и непрочность ряда сплавов приводит к тому, что они начинают разрушаться при легком ударе или даже без какого-либо внешнего воздействия, а тяжелые металлы иногда проваливают собственным весом сварочные ванны. Проводя работы с ними, следует действовать очень аккуратно.
к меню ↑Сварка алюминия
Для сварки алюминия и его сплавов используют угольные электроды, если толщина образца не превышает 20 мм. Пристальное внимание следует уделять технике выполнения шва — угол между присадочной проволокой и электродом должен составлять около 90°, а подачу присадки необходимо делать быстрыми возвратно-поступательными движениями. Работы проводят справа налево, это помогает избежать перегрева металла. Такой же метод обработки применяют для заварки дефектов, причем для изделий менее 2 мм в разрезе проволока не нужна.
Дуговая сварка проводится в среде защитных инертных газов и подразумевает использование плавящихся или неплавящихся электродов. Работы проводятся под постоянным током обратной полярности. Если поперечный размер листа составляет не более 6-8 мм, его предварительно разогревают до 200°С, при 8-16 мм — до 400°С. Производительность процесса повышается, если применяется трехфазная дуга.
Сварка алюминия аргоном осуществляется только с газом первого или высшего сорта, при этом материалом электрода служит вольфрам. Разделение кромок проводят при толщине металла более 4 мм. Силу тока устанавливают амперах в 50 раз больше, чем толщина листа (менее 4 мм) и в 35-40 раз больше (более 4 мм).
к меню ↑Обработка титана и его сплавов
Главные особенности титана и его сплавов — высокое сродство с кислородом и появление трещин при остывании металла до 100°С. На пластичности этого материала влияет не только присутствие кислорода воздуха, но и азота. Для получения качественного сварного шва работы проводятся в герметичных камерах, причем только с аргоном высшего сорта. При этом используют постоянный ток прямой полярности.
Технология сварки меди
Для обработки меди и медных сплавов обычно применяют дуговую, газовую или электронно-лучевую сварку. При ручной сварке изделий небольшой толщины (не более 2 мм) используются постоянные токи обратной полярности. В качестве инертного газа можно выбирать аргон или гелий, причем только высшего качества. Иногда используют азот особой чистоты, а также его смеси с гелием и аргоном. Азот в этом отношении считается более эффективным, поскольку тепловой КПД дуги будет выше, однако ниже ее устойчивость горения.
Роль присадочного материала может выполнять проволока из меди и сплавов, близких по своему составу к основному металлу, но с повышенным содержанием элементов, которые являются раскислителями. Работы проводят с использованием короткой дуги, ее удлинение может ухудшить образование шва и увеличить разбрызгивание. Рекомендуют делать возвратно-поступательные движения электродов, избегая поперечных колебаний. Следует учитывать, что электро- и теплопроводность шва снижаются при сохранении его прочности.
к меню ↑Никель и особенности его обработки
Сварка никеля также может сопровождаться появлением пор и трещин в области шва. Для того чтобы предотвратить их образование, в металл вводятся магний или марганец. Как правило, для работ используется постоянный ток обратной полярности и металлические электроды. Если возникает необходимость в проведении аргонодуговой сварки, в состав свариваемого образца включают такие элементы как ниобий, кремний и алюминий.
к меню ↑Работы с магнием
Сварка магния и его сплавов проводится с аргоном или гелием, при этом используют переменный ток, который разрушает оксидную пленку благодаря катодному распылению в периоды обратной полярности. Защитный инертный газ снижает негативное влияние окружающей атмосферы. Работы проводят с полным плавлением кромок, используя прокладки из металлов с небольшой теплопроводностью. При обработке изделий толщиной более 10 мм целесообразнее выбирать трехфазную сварку.
к меню ↑Сочетания разнородных металлов
Такие сочетания материалов, как алюминий и нержавеющая сталь, медь и алюминий, титан и нержавеющая сталь, характеризуются ограниченной взаимной растворимостью и образованием в зоне их контакта хрупких соединений. Сварка разнородных металлов часто сопровождается диффузными процессами, снижающими качество шва. В некоторых случаях различные материалы сваривают плавлением, используя промежуточный металл, который также является барьерным слоем.
Для создания ряда конструкций применяют формирование сварного шва методом его оплавления импульсным электронным лучом, а также используют концентрированные источники тепловой энергии. В процессе сварки давлением происходит пластическая деформация изделий в зоне контакта. Необходимо следить за тем, чтобы образование соединения завершалось схватыванием контактных поверхностей. Это происходит при малой длительности сварки или при невысокой температуре, когда диффузные процессы прекращаются.
Сварка черных металлов c нержавеющей сталью проводится в аргоновой среде. Инертный газ помогает избежать окисления и азотирования, в противном случае зона контакта разнородных материалов становится ненадежной и хрупкой, по этой причине сварной шов может разрушаться. Работы с аргоном можно проводить даже при очень высокой температуре, он не участвует в химических реакциях и хорошо вытесняет воздух. Его применяют не только для ручной сварки, но и для автоматической и полуавтоматической. Вольфрамовый электрод размещают под углом около 90° относительно рабочей поверхности, что позволяет получить наиболее качественный шов.
Похожие статьиgoodsvarka.ru
