СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ. Сварка меди и стали
Сварка стали с медью и медными сплавами
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!
При нормальной температуре сплавы железа с медью представляют собой твердые растворы железа в меди (ε-фаза, содержание Fe≤0,2%), меди в α-железе (<0,3% Сu) и смеси этих растворов (α + ε). Растворимость меди в α-железе меньше, чем в γ-железе. При 20 °С при равновесных условиях в α-железе растворяется менее 0,3 % Сu. При 850 °С максимальная растворимость меди в δ-, γ- и α-железе составляет соответственно 6,5; 8 и 1,4%. Растворимость железа в меди уменьшается с понижением температуры с 4 % при 1094 °С до 0,4 % при 750 °С, при 650 °С падает до 0,2 % и с дальнейшим снижением температуры изменяется незначительно.
Введение углерода в железомедные сплавы несколько снижает растворимость меди. Марганец и кремний улучшают растворимость Марганец расширяет область γ-твердого раствора, в котором медь растворяется интенсивнее.
физико-химические свойства Сu и Fe близки (строение кристаллической решетки, атомные радиусы и т. д.), что дает возможность получения непосредственного соединения меди (медных сплавов) с железом (сталью). Осложняющим фактором является различие в температурах плавления, сильная разница в теплопроводности и теплоемкости, высокая сродство меди к кислороду, ее высокая жидкотекучесть, склонность к пористости, появление эвтектики Сu + Сu2O, охрупчивающей металл.
Типичным дефектом, сопровождающим сварку стали с медью (медными сплавами), наплавку, пайку сталей медьсодержащими припоями, т. е. процессы, в которых имеет место контакт стали с жидкой медью, является межкристаллитное проникновение меди в сталь (МКП). Дефект представляет собой трещины в виде «клиньев», заполненных медью, часто охватывающей группу зерен. Его глубина от 0,01 до 40 мм. Локализация в районе действия напряжения растяжения, у концентраторов напряжений. Частота появления дефекта от единиц до десятков на одном квадратном сантиметре. Дефект существенно снижает механические свойства стали (σ0,2, σв, σ-1, δ) и особенно пластические. Трудно или вовсе невозможно обнаружить его неразрушающими методами контроля. Избежать появления дефекта для многих марок сталей без применения специальных методов не удается. Механизм МКП объясняется на основе представлений об адсорбционном понижении прочности, межзеренной коррозии и диффузии под напряжением, расклеивающего действия жидкой меди. Исследования показали общность условий образования МКП меди в сталь и горячих трещин (ГТ) в стали.
Все пути и приемы, способствующие предотвращению появления ГТ в стали, способствуют и предотвращению МКП меди.
Сокращение времени контакта жидкой меди со сталью, ведение процесса в твердой фазе при возможно более низкой температуре, легирование металла шва элементами, повышающими стойкость ГТ, применение барьерных подслоек и подставок, повышение содержания ферритной фазы в стали способствуют предотвращению появления этого дефекта.
Сварка трением дает сварные соединения с прочностью на уровне основного материала в отожженном состоянии. Нет МКП меди в сталь, что связано со спецификой процесса: максимальные температуры развиваются на соединяемых поверхностях и обычно составляют 700—800 °С (ниже температуры плавления более легкоплавкого металла).
Сварка взрывом дает соединение высокой прочности. Появления пор и микротрещин в зоне сварки крайне редки. Поверхность контакта имеет чаще всего типичные для сварки взрывом волнообразный характер. Вблизи границы имеет место наклеп, а на стороне стали возможно появление в узкой зоне закалочных структур вследствие высокой скорости охлаждения. Толщина плакирующего слоя (медный сплав) обычно 4—10 мм. Отжиг при температуре 700—900 °С сваренных биметаллических листов приводит к росту пластических свойств, некоторому снижению предела прочности и уменьшению анизотропии свойств по площади листа. Метод применяется для получения слоистых листов и лент.
Сваркой прокаткой применяется для получения биметаллических листов и лент сталь + медь, сталь + латунь, сталь + монель-металл и других сочетаний. В большинстве случаев соединение равнопрочно основному металлу. В результате термической обработки (нормализация при 750 °С в течение 30 мин) биметалла сталь — медь в углеродистой стали наблюдается скопление углерода непосредственно у медного слоя, а вблизи ее находится зона, обедненная углеродом.
Диффузионная сварка позволяет получать сварные соединения медных сплавов со сталями на большой номенклатуре пар (БрОЦС5—5—5 + сталь 20ХНР, бронза БрОЦ10—10 + сталь 10, бронза БрОЦ8—12+сталь 12ХН3А, бронза БрХ0,8 + сталь Э, латунь Л59 + сталь, константан+12Х18Н10Т, бронза БрАЖМЦ10-3—1,5 + сталь 30ХГСА, медь М1 + армко-железо и т. д.).
Температура сварки зависит от состава медного сплава и лежит в диапазоне 700—1000 °С. Сварка меди МБ, МОБ, M1 с армко-железом ведется при 7—1000 °С. Этот температурный режим при соединении БрОСНЮ-2-3 со сталью 40Х вследствие наличия в сплаве свинца приведет к оплавлению поверхности уже при температуре 760—780 °С. В таких случаях целесообразна предварительная наварка на сталь медной прокладки малой толщины (порядка 1 мм) при температуре 900 °С, а затем сваркой получают заготовки с бронзой БрОСН10-2-3 при 7 = 750 °С. Сварка стали с медной прокладкой при предварительном нанесении на медь слоя никеля (200 мкм) повышает качество соединения и позволяет производить закалку стали. К применению прослойки никеля прибегают тогда, когда необходимо добиться повышения прочности соединения.
Контактная сварка ведется с применением подкладок под электрод, обеспечивающих интенсификацию тепловыделения в зоне сварки и высокие градиенты температур (например, листовой молибден толщиной 0,6 мм со стороны медного сплава при сварке стали 10 с латунью Л63).
Возможна ультразвуковая сварка деталей малых толщин. Колебания подводятся со стороны меди.
Сварка плавлением выполняется различными методами — ручная электродуговая плавящимся и неплавящимся электродами, полуавтоматическая и автоматическая сварка под флюсом и в среде аргона, электронно-лучевая, газопламенная и др.
Для получения качественных соединении используются различные приемы: процесс ведут с преимущественным плавлением медного сплава (смещение пятна нагрева на медь), используют концентрированный источник тепла, применяют наплавки и проставки из материалов, не склонных к образованию трещин и т. п.
При изготовлении изделий из листового биметалла, получаемого сваркой взрывом и прокаткой, соединения выполняются послойно. В случае, если глубина ванны превосходит толщину свариваемого слоя, возможен переход меди в стальной шов и стали— в медный. В местах расплава контакта меди со сталью может иметь место МКП меди. Все это ведет к ухудшению механических свойств и коррозионной стойкости биметалла. Для явлений прибегают к использованию специальной конструкции сварного соединения (рис. 33.2).
При сварке биметалла и его использовании в качестве проставки в результате нагрева в зоне перехода сталь — медь может иметь место снижение прочности. Термическая обработка такого материала показала, что кратковременный нагрев до 5 мин вплоть до 950 °С и длительный до температуры 250°С не оказывают существенного влияния на механические свойства биметалла. Это необходимо учитывать при выборе размеров проставки.
www.autowelding.ru
СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ
СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Стабильность процесса сварки меди и ее сплавов со сталью обеспечивается всеми существующими способами сварки плавлением — ручной электродуговой сваркой плавящимся и неплавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической сваркой под слоем флюса, сваркой в среде защитных газов, газовой сваркой и пайкой и др.
Ручная электродуговая сварка меди и сплава МНЖ5-1 со сталями должна производиться с применением короткой дуги без колебаний или с минимальными колебаниями.
Скорость сварки должна быть максимальной для данного режима сварки. В месте обрыва дуги перед возобновлением сварки металл следует очистить стальной щеткой до металлического блеска. Сборка деталей под сварку (прихватка) осуществляется теми же сварочными материалами и на тех же режимах, что и сварка. При подготовке под сварку соединяемых деталей их следует тщательно очистить механическим путем до металлического блеска и обезжирить. Также обязательно обезжиривается и присадочная проволока, особенно при сварке в среде защитных газов. /
Ручная электродуговая сварка меди со сталью осуществляется электродами «Комсомолец» по ТУ 7404—77—56. Этот способ сварки применяется для выполнения как стыковых, так и угловых швов в нижнем и наклонном (до 40—45°) положениях при толщине свариваемых деталей 2 мм и выше. В зависимости от толщины свариваемых деталей и конфигурации изделия сварка производится с предварительным подогревом или без него. Некоторые режимы сварки приведены в табл. 3.
Сила тока при сварке берется примерно такая же, как и для сварки стальных изделий той же толщины. Однако, так как теплопроводность меди в несколько раз больше теплопроводности стали, электрод при сварке несколько смещается в сторону меди.
При толщине свариваемых деталей от 3 мм и выше может применяться автоматическая сварка под слоем флюса (марки ОСЦ-45) стыковых и угловых швов. Для сварки меди со сталью применяется медная электродная проволока марки Ml или проволока из бронзы марки Бр. КМцЗ-1, для сварки сплава МНЖ5-1 со сталью—проволока марки МНЖ5-1. Для соединения меди со сталью при толщине деталей от 1 мм и выше успешно применяется и аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, В качестве
рисадочного материала берется бронза марки Бр. КМцЗ; электрод вольфрамовый, ток постоянный, полярность прямая. Режимы сварки приведены в табл. 3.
Химический анализ металла шва при дуговой сварке меди марки Ml со сталью Ст4 электродами «Комсомолец» дал следующие результаты: 55,4% Си; 0,08% С; 1,16% Si; 0,035% Р, остальное—железо.
При сварке сплава МНЖ5-1 со сталью марки Ст4 электродами МНЖ5-1 с порытием «ЗТ» химический состав
Сталь
Рис. 13. Типовые сварные соединения тонколистовой меди со сталью.
металла шва следующий: 65,6% Си; 1,72% Ni; 1,08% Si; 0,037% Р, остальное—железо.
Механические свойства сварного соединения проверялись при испытании на растяжение и загиб. При сварке меди МЗС со сталью марки Ст4 и испытании на разрыв
| тт. 2 45 — 180 Н/м2, а = —гп— град |
14,8 —27,4 1П_7
Ю
21,8 I 114
(в числителе здесь и дальше указаны минимальные и максимальные значения, а в знаменателе — средние).
Эскизы сварных стыковых соединений медь — сталь приведены для примера на рис. 13.
/Наибольшее распространение получил способ соединения медных сплавов (Бр. Х08 и др.) с нержавеющей аусте - нитной сталью Х18Н10Т через промежуточную вставку из аустенитоферритной стали 1Х21Н5Т (ЭИ811), которая за счет большого количества a-фазы (до 60—70%) обладает весьма высокой стойкостью против образования трещин при
сварке с медью.) В работе Дениса Е. А. и др. [1 ] сообщается о возможности пол учения качественных сварных соединений нержавеющих аустенитоферритных сталей с медью, причем показано, что при наличии в стали более 30% a-фазы диффузионное проникновение меди в сталь прекращается. _
" Проведенные исследования по сварке медных сплавов, со сталью 1Х21Н5Т [31] показали, что при достаточно
| Рис. 14. Зависимость механических свойств сварных соединений медных сплавов со сталью Х18Н10Т через вставку из |
| Медный еппаб ШшїШ Х18Н10Т |
| ак, | |
| Мдж | |
| 6в, | Мг |
| 10'7т | 5 |
| 40 | - 4 |
стали 1Х21Н5Т от температуры:
& эскиз сварного соединения; б — зависимость предела прочности
— - - W - ш - я
и ударной вязкости от температуры*
точном ведении дуги по меди (со смещением на 0,75—1,5 толщины) можно получить сварное соединение удовлетворительного качества.
Определение механических свойств сварных соединений сочетания медный сплав (Си—Ni—Сг—Ті) — сталь
Х18Н10Т через промежуточную вставку из стали 1Х21Н5Т толщиной 2 мм и шириной 10 мм показало (рис. 14),что пластичность металла шва и околошовной зоны со стороны стали 1Х21Н5Т сохраняется достаточно высокой до температуры —70° С, а прочность — не ниже прочности основного металла медного сплава.
Испытания сварных соединений медный сплав — сталь 1Х21Н5Т — сталь Х18Н10Т проводились на специальных разрывных образцах с резьбовой головкой и ударных образцах с острым надрезом (радиус надреза равен 0,2 мм) по центру шва соединения медный сплав —• сталь 1Х21Н5Т и соединения сталь 1Х21Н5Т — сталь Х18Н10Т, а также по околошовной зоне соединения медный сплав — сталь со стороны стали 1Х21Н5Т. Сварка выполнялась аргонодуговым способом неплавящимся электродом без присадки на постоянном токе прямой полярности. При сварке медного сплава со сталью дуга направлялась по меди со смещением 1,5—2 мм от стыка.
Таким образом, применение вставок небольшой ширины (до 10 мм) из аустенитоферритной стали 1Х21Н5Т может являться одним из способов соединения меди со сталью Х18Н10Т, работающего при температурах не ниже — 70° С.
При сварке меди с аустенитной сталью, от сварных соединений которых требуется удовлетворительная работоспособность при низких температурах, необходимо применять другие совместимые с ними материалы. Такими материалами могли бы быть сплавы на никелевой основе, поскольку никель обладает неограниченной растворимостью в меди и имеет высокую пластичность при отрицательных температурах.
Опробование н качестве промежуточных вставок и присадок при сварке меди со сталью Х18Н10Т сплавов на никелевой основе, таких как ЭИ435, ЭП202 и др. показало, что в ряде случаев удается Получить удовлетворительные по качеству сварные соединения. Причем в отличие от вставки из стали 1Х21Н5Т сварные соединения с высоконикелевой вставкой обладают большей пластичностью при температурах до — 196° С, Результаты испытания сварных соедине-ний медный сплав — сталь X18Н ЮТ через узкую вставку из сплава ЭП202 (ХН67МВТЮР) показаны на рис. 15. Выполнение сварных соединений и изготовление образцов из них ничем практически не отличалось от сварных соединений с проставкой 1Х21Н5Т.
При сварке меди со сталью 18—8 через высоконикелевые вставки встречаются некоторые трудности..В швах
1±2 h4
| . | ґ ■ | % 'С' | |||||||||
| » — тш | |||||||||||
| • | •» | Лг | 9 тш | > | ш тш | « Шя | штт | ||||
| 6ъ^ | |||||||||||
| -196 £ Температура,°С |
| Рис. 15. Зависимость механических свойств сварных соединений меди со сталью Х18Н10Т через проставку ЭП202 от температуры: а — эскиз сварного соединения; 0 лнисимрсть предела прочности и ударнбй вязкости от температуры. |
сочетания аустенитная сталь — никелевый сплав, выпол* ненных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом» встречаются поперечные трещины, которые, как правило, располагаются в металле шва со стороны стали.
Следовательно, для получения сварных соединений сталь Х18Н10Т — никелевый сплав, свободных от трещин, необходимо применить еще один промежуточный слой, который был бы совместим с обоими материалами, например,
никелевый сплав Х15Н60М15 (ЭП367).Эта присадка за счет высокого содержания молибдена обеспечивает высокую стойкость металла шва против образования горячих трещин при сварке. Применение однослойных и двуслойных наплавок шириной до 2—4 мм присадкой ЭП367 на кромку пластин из стали Х18Н10Т толщиной 2 мм позволило создать переходную прослойку, совместимую со сталью Х18Н10Т и никелевым сплавом (хромель Х10Н90), который, в свою очередь, сваривался с медным сплавом.
Дефектов в сварных соединениях этих сочетаний материалов не наблюдалось. Сплав ЭП367 применяется для наплавлення на кромки стали Х18Н10Т, а также в качестве присадки для непосредственного соединения стали Х18Н10Т со сплавом хромель.
Выполнение сварных соединений с двойными промежуточными элементами усложняет технологический процесс, но отсутствие трещин в сварном соединении делает его целесообразным.
Другим способом соединения меди со сталью 18—8 является электроннолучевая сварка, при которой, за счет высокой концентрации энергии, удается получить сварные соединения с очень узким швом. Образование сварочной ванны с малым объемом расплавленного металла позволяет получать удовлетворительные по качеству сварные соединения. Для предотвращения перегрева ванны при электроннолучевой сварке меди со сталью типа 18—8 луч должен направляться по стыку соединения, либо со смещением на 0,5 мм в сторону меди.
Сварные соединения алюминий •— медь, алюминий — латунь предназначены для работы в электрических машинах, аппаратах и трансформаторах, которые эксплуатируются в различных атмосферных условиях. Коррозия алюминия при контакте с медными сплавами …
Исследования электрических параметров не дают полной характеристики биметаллических сварных Соединений. И поэтому наряду с измерением токов, потенциалов и поляризаций большое значение для практических целей представляют и исследования коррозионной стойкости в …
Ю. Эванс [40] приводит данные о количественных потерях железа в 1%-ном растворе NaCl, находящегося в контакте с алюминием: Потери железа равны 9,8 мг, а алюминия — 105,9 мг. Цифры показывают, …
msd.com.ua
СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ
Стабильность процесса сварки меди и ее сплавов со сталью обеспечивается всеми существующими способами сварки плавлением — ручной электродуговой сваркой плавящимся и неплавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической сваркой под слоем флюса, сваркой в среде защитных газов, газовой сваркой и пайкой и др.
Ручная электродуговая сварка меди и сплава МНЖ5-1 со сталями должна производиться с применением короткой дуги без колебаний или с минимальными колебаниями.
Скорость сварки должна быть максимальной для данного режима сварки. В месте обрыва дуги перед возобновлением сварки металл следует очистить стальной щеткой до металлического блеска. Сборка деталей под сварку (прихватка) осуществляется теми же сварочными материалами и на тех же режимах, что и сварка. При подготовке под сварку соединяемых деталей их следует тщательно очистить механическим путем до металлического блеска и обезжирить. Также обязательно обезжиривается и присадочная проволока, особенно при сварке в среде защитных газов. /
Ручная электродуговая сварка меди со сталью осуществляется электродами «Комсомолец» по ТУ 7404—77—56. Этот способ сварки применяется для выполнения как стыковых, так и угловых швов в нижнем и наклонном (до 40—45°) положениях при толщине свариваемых деталей 2 мм и выше. В зависимости от толщины свариваемых деталей и конфигурации изделия сварка производится с предварительным подогревом или без него. Некоторые режимы сварки приведены в табл. 3.
Для сварки сплава МНЖ5-1 с малоуглеродистыми и низколегированными сталями марок СтЗ, Ст4, 09Г2 и др. применяются электроды марки МНЖ5-1 с покрытием «ЗТ».
Сила тока при сварке берется примерно такая же, как и для сварки стальных изделий той же толщины. Однако, так как теплопроводность меди в несколько раз больше теплопроводности стали, электрод при сварке несколько смещается в сторону меди.
При толщине свариваемых деталей от 3 мм и выше может применяться автоматическая сварка под слоем флюса (марки ОСЦ-45) стыковых и угловых швов. Для сварки меди со сталью применяется медная электродная проволока марки Ml или проволока из бронзы марки Бр. КМцЗ-1, для сварки сплава МНЖ5-1 со сталью—проволока марки МНЖ5-1. Для соединения меди со сталью при толщине деталей от 1 мм и выше успешно применяется и аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, В качестве
рисадочного материала берется бронза марки Бр. КМцЗ; электрод вольфрамовый, ток постоянный, полярность прямая. Режимы сварки приведены в табл. 3.
Химический анализ металла шва при дуговой сварке меди марки Ml со сталью Ст4 электродами «Комсомолец» дал следующие результаты: 55,4% Си; 0,08% С; 1,16% Si; 0,035% Р, остальное—железо.
При сварке сплава МНЖ5-1 со сталью марки Ст4 электродами МНЖ5-1 с порытием «ЗТ» химический состав
|
|
Сталь
Рис. 13. Типовые сварные соединения тонколистовой меди со сталью.
металла шва следующий: 65,6% Си; 1,72% Ni; 1,08% Si; 0,037% Р, остальное—железо.
Механические свойства сварного соединения проверялись при испытании на растяжение и загиб. При сварке меди МЗС со сталью марки Ст4 и испытании на разрыв
| тт. 2 45 — 180 Н/м2, а = —гп— град |
14,8 —27,4 1П_7
Ю
21,8 I 114
(в числителе здесь и дальше указаны минимальные и максимальные значения, а в знаменателе — средние).
Эскизы сварных стыковых соединений медь — сталь приведены для примера на рис. 13.
/Наибольшее распространение получил способ соединения медных сплавов (Бр. Х08 и др.) с нержавеющей аусте — нитной сталью Х18Н10Т через промежуточную вставку из аустенитоферритной стали 1Х21Н5Т (ЭИ811), которая за счет большого количества a-фазы (до 60—70%) обладает весьма высокой стойкостью против образования трещин при
сварке с медью.) В работе Дениса Е. А. и др. [1 ] сообщается о возможности пол учения качественных сварных соединений нержавеющих аустенитоферритных сталей с медью, причем показано, что при наличии в стали более 30% a-фазы диффузионное проникновение меди в сталь прекращается. _
" Проведенные исследования по сварке медных сплавов, со сталью 1Х21Н5Т [31] показали, что при достаточно
| Рис. 14. Зависимость механических свойств сварных соединений медных сплавов со сталью Х18Н10Т через вставку из |
| Медный еппаб ШшїШ Х18Н10Т |
|
|
| ак, | |
| Мдж | |
| 6в, | Мг |
| 10’7т | 5 |
| 40 | — 4 |
стали 1Х21Н5Т от температуры:
& эскиз сварного соединения; б — зависимость предела прочности
— — — W — ш — я
и ударной вязкости от температуры*
точном ведении дуги по меди (со смещением на 0,75—1,5 толщины) можно получить сварное соединение удовлетворительного качества.
Определение механических свойств сварных соединений сочетания медный сплав (Си—Ni—Сг—Ті) — сталь
Х18Н10Т через промежуточную вставку из стали 1Х21Н5Т толщиной 2 мм и шириной 10 мм показало (рис. 14),что пластичность металла шва и околошовной зоны со стороны стали 1Х21Н5Т сохраняется достаточно высокой до температуры —70° С, а прочность — не ниже прочности основного металла медного сплава.
Испытания сварных соединений медный сплав — сталь 1Х21Н5Т — сталь Х18Н10Т проводились на специальных разрывных образцах с резьбовой головкой и ударных образцах с острым надрезом (радиус надреза равен 0,2 мм) по центру шва соединения медный сплав —• сталь 1Х21Н5Т и соединения сталь 1Х21Н5Т — сталь Х18Н10Т, а также по околошовной зоне соединения медный сплав — сталь со стороны стали 1Х21Н5Т. Сварка выполнялась аргонодуговым способом неплавящимся электродом без присадки на постоянном токе прямой полярности. При сварке медного сплава со сталью дуга направлялась по меди со смещением 1,5—2 мм от стыка.
Таким образом, применение вставок небольшой ширины (до 10 мм) из аустенитоферритной стали 1Х21Н5Т может являться одним из способов соединения меди со сталью Х18Н10Т, работающего при температурах не ниже — 70° С.
При сварке меди с аустенитной сталью, от сварных соединений которых требуется удовлетворительная работоспособность при низких температурах, необходимо применять другие совместимые с ними материалы. Такими материалами могли бы быть сплавы на никелевой основе, поскольку никель обладает неограниченной растворимостью в меди и имеет высокую пластичность при отрицательных температурах.
Опробование н качестве промежуточных вставок и присадок при сварке меди со сталью Х18Н10Т сплавов на никелевой основе, таких как ЭИ435, ЭП202 и др. показало, что в ряде случаев удается Получить удовлетворительные по качеству сварные соединения. Причем в отличие от вставки из стали 1Х21Н5Т сварные соединения с высоконикелевой вставкой обладают большей пластичностью при температурах до — 196° С, Результаты испытания сварных соедине-ний медный сплав — сталь X18Н ЮТ через узкую вставку из сплава ЭП202 (ХН67МВТЮР) показаны на рис. 15. Выполнение сварных соединений и изготовление образцов из них ничем практически не отличалось от сварных соединений с проставкой 1Х21Н5Т.
При сварке меди со сталью 18—8 через высоконикелевые вставки встречаются некоторые трудности..В швах
1±2 h4
| . | ґ ■ | % ‘С’ | |||||||||
| » — тш | |||||||||||
| • | •» | Лг | 9 тш | > | ш тш | « Шя | штт | ||||
| 6ъ^ | |||||||||||
| -196 £ Температура,°С |
| Рис. 15. Зависимость механических свойств сварных соединений меди со сталью Х18Н10Т через проставку ЭП202 от температуры: а — эскиз сварного соединения; 0 лнисимрсть предела прочности и ударнбй вязкости от температуры. |
сочетания аустенитная сталь — никелевый сплав, выпол* ненных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом» встречаются поперечные трещины, которые, как правило, располагаются в металле шва со стороны стали.
Следовательно, для получения сварных соединений сталь Х18Н10Т — никелевый сплав, свободных от трещин, необходимо применить еще один промежуточный слой, который был бы совместим с обоими материалами, например,
никелевый сплав Х15Н60М15 (ЭП367).Эта присадка за счет высокого содержания молибдена обеспечивает высокую стойкость металла шва против образования горячих трещин при сварке. Применение однослойных и двуслойных наплавок шириной до 2—4 мм присадкой ЭП367 на кромку пластин из стали Х18Н10Т толщиной 2 мм позволило создать переходную прослойку, совместимую со сталью Х18Н10Т и никелевым сплавом (хромель Х10Н90), который, в свою очередь, сваривался с медным сплавом.
Дефектов в сварных соединениях этих сочетаний материалов не наблюдалось. Сплав ЭП367 применяется для наплавлення на кромки стали Х18Н10Т, а также в качестве присадки для непосредственного соединения стали Х18Н10Т со сплавом хромель.
Выполнение сварных соединений с двойными промежуточными элементами усложняет технологический процесс, но отсутствие трещин в сварном соединении делает его целесообразным.
Другим способом соединения меди со сталью 18—8 является электроннолучевая сварка, при которой, за счет высокой концентрации энергии, удается получить сварные соединения с очень узким швом. Образование сварочной ванны с малым объемом расплавленного металла позволяет получать удовлетворительные по качеству сварные соединения. Для предотвращения перегрева ванны при электроннолучевой сварке меди со сталью типа 18—8 луч должен направляться по стыку соединения, либо со смещением на 0,5 мм в сторону меди.
hssco.ru
Свариваемость меди
Темы: Сварка меди.
Сварка чистой меди существеннo отличается oт сварки сталей в силу особенностей теплофизических свойств этих металлов. Свариваемость меди характеризуют нижеприведенные особенности:
Высокая теплопроводность меди и сплавов на ее основе затрудняет получение высококачественного формирования сварного шва. Для обеспечения нормального формирования сварного шва здесь необходим в ряде случаев предварительный, а иногда и сопутствующий подогрев. Если не подогревать предварительно свариваемую конструкцию, то сварочный (присадочный) металл, расплавляясь в дуге, не будет обеспечивать стабильное сплавление с основным металлом конструкции. Это особенно сказывается на начальных участках сварного шва, на которых интенсивный теплоотвод в массу основного металла при водит к образованию непроваров.
Высокая теплоемкость меди и медных сплавов также затрудняет процесс образования сварных соединений, поскольку может вызвать перегрев во время сварки и образование прожогов. Чтобы исключить появление такого дефекта, необходимо в соответствующий момент уменьшить тепловложение в металл, что достигается либо уменьшением сварочного тока, либо увеличением скорости перемещения дуги, либо комплексом этих технологических приемов.
Высокий КЛР меди и сплавов на ее основе приводит к большим деформациям сварных изделий, а при охлаждении металла после сварки может быть причиной образования в них трещин. Особенно опасно то, что влияние высокого КЛР, в частности КЛР меди, сочетается с провалом прочности и пластичности металла в интервале температур 250 ...350оС, поэтому прежде всего следует избегать жесткого закрепления конструкций при сварке.
Взаимодействие меди и сплавов на ее основе в расплавленном состоянии с газами и, в частности, их легкая окисляемость и способность растворять в себе водород могут привести к образованию пор и трещин в металле шва и по линии сплавления, а также трещин в ЗТВ.
Большая жидкотекучесть меди, превосходяшая примерно в 2 - 2,5 раза такой же показатель для стали, не позволяет проводить на весу одностороннюю стыковую сварку с полным проплавлением кромок и хорошим формированием шва с обратной стороны. Для однопроходных стыковых швов требуется применение подкладок, плотно прилегающих к свариваемому металлу: медных, графитовых, из сухого асбеста, флюсовых подушек и др. Большая жидкотекучесть меди затрудняет также сварку в вертикальном и особенно в потолочном положениях.
Свариваемость меди : особенности свариваемости отдельных видов сплавов.
При сварке латуней окисление металла не опасно, так как цинк является хорошим раскислителем, связывающим кислород, поэтому металл шва достаточно раскислен. При растворении водорода в жидком металле значительно интенсивнее начинает испаряться цинк. Вместе с тем, любое выгорание и испарение цинка снижают прочность металла шва. Поэтому при электродуговых видах сварки и газовой сварке для уменьшения потерь цинка в сварочные прутки, проволоки, флюсы, покрытия электродов и т.д. вводят более активные раскислители, например кремний, образующий тугоплавкий оксид SiO2, температурный интервал кристаллизации которого 1625 ... 1750оС. Пленка этого оксида покрывает ванну жидкого металла и препятствует окислению и испарению цинка.
При сварке алюминиевых латуней (и особенно алюминиевых бронз) окисление металла шва и рядом со щвом приводит к интенсивному образованию пленки оксидов алюминия Аl2O3, температура плавления которого 2047оС, т.е. в 1,7 - 1,8 раза выше температуры плавления этих сплавов. Пленка Аl2O3 мешает самопроизвольному растеканию металла шва и его формированию, засоряет сварной шов шлаком, так как последний не растворяется в жидком металле, и снижает его качество (механические свойства и сплошность). Кроме того, могут появиться поры и трещины.При сварке оловянных бронз металл шва может насыщаться газами и, в частности, водородом, что вызывает поры, а при неблагоприятных условиях - и трещины. У оловянных бронз из-за наличия вредных примесей (висмута, свинца) металл охрупчивается при температуре 390...650оС. Для предотвращения трещин необходимо обеспечить минимальные жесткость сварных соединений и тепловложение, а при многопроходной сварке последующие проходы выполнять после охлаждения предыдущих.
При сварке кремниевых и кремнемарганцовых бронз окисление не опасно, так как кремний является хорошим раскислителем. При сварке бериллиевых бронз следует иметь в виду, что бериллий окисляется, особенно в расплавленном состоянии. Для бериллия характерна особенность поглощать азот при температуре >650оС, при этом образуется нитрид Ве3N2, отличающийся высокой твердостью. Твердый бериллий активно растворяет водород, еще большее растворение наблюдается в жидком металле, в котором растворение скачкообразно растет.
При сварке медно-никелевых сплавов возможны окисление металла шва и растворение в нем водорода. что приводит к появлению пор и повышает склонность к горячим трещинам. Механизм образования этих дефектов аналогичен тому, что наблюдается при сварке меди. Образующаяся же закись никеля NiO имеет температуру плавления в 1,6 - 1,7 раза выше температуры плавления при меняемых медно-никелевых сплавов, и так как NiO к тому же еще плохо выводится в шлаки, то она остается в шве, ухудшая его качество.
У алюминиевых бронз, особенно однофазных, наблюдается существенное понижение пластичности при температуре 395 ...695оС. Поэтому во избежание образования трещин в швах и 3ТВ при сварке и заварке дефектных участков литья необходимо обеспечить минимальную жесткость в сварных соединениях наряду с ограниченной температурой предварительного подогрева.
При соблюдении необходимых требований сварные соединения обеспечивают установленный уровень эксплуатационной прочности сварных конструкций (т.е. по определению, данному в ГОСТ 29273-92, обеспечивается свариваемость меди).
- < Особенности сварки меди
- Сварка алюминия и меди >
weldzone.info
Сварка стали с медью и медными сплавами
Свариваемые металлы. Стыковой сваркой (в том числе и ударной) свариваются между собой почти все металлы и сплавы, а именно а) конструкционные, углеродистые и специальные стали во всех возможных сочетаниях, как, например, углеродистая с быстрорежущей, быстрорежущая с нержавеющей, хромоникелевая с малоуглеродистой б) углеродистые и специальные стали с ковким чугуном, всеми сортами латуней и бронз, монель-металлом, медью, никелем, сплавами высокого электрического сопротивления, немагнитными сплавами, вольфрамом, молибденом, оловом, свинцом, сурьмой и всеми благородными металлами в) алюминий с алюминиевыми сплавами, медью и большинством сортов латуней и бронз г) вольфрам с медью и медными сплавами, а также сплавами высокого электрического сопротивления д) никель с медью, латунями и бронзами. [c.356]
Наряду с аппаратурой, изготовляемой из обычных малоуглеродистых сталей, автоматами свариваются изделия из нержавеющих и двухслойных сталей, из меди и медных сплавов, из алюминия и его сплавов. Вместе с тем довольно значительный объем сварочных работ на заводах котло- и аппаратостроения еще выполняется вручную. Это относится к сварным швам, соединяющим различного рода люки, лазы, арматуру с корпусом аппарата или котла. Эти швы, как и швы между люком и котлом ж.-д. цистерны (см. стр. 7), занимают сложное положение в пространстве, что затрудняет применение автоматической сварки. Неоднократные попытки создания различного рода автоматов и полуавтоматов для приварки арматуры ранее заканчивались неудачей. В 1956 г. получены первые положительные результаты. [c.9]Сочетание сталей с другими тугоплавкими металлами и тугоплавких металлов между собой также часто встречается в технике. Тантал и ниобий по свойствам близки к титану и при сварке с ним образуют твердые растворы без хрупких соединений. Ниобий удовлетворительно сваривается с медью и медными сплавами, с которыми образует ограниченные растворы. Тантал с медью растворов и соединений не образует. Однако обычно в качестве вставок применяют бронзу. Ниобий хорошо сваривается с ванадием и цирконием. При сварке ниобия с никелевыми сплавами образуются трещины рекомендуется их сварка через палладий. Трудности получения сварных соединений тугоплавких металлов со сталями и сплавами обусловлены также хрупкостью тугоплавких металлов после нагрева выше температуры рекристаллизации и их высокой химической активностью при нагреве до температур выше 573 К. [c.158]
С помощью заменителей ацетилена (пропан-бутан, городской газ) преимущественно сваривают тонколистовую низкоуглеродистую сталь толщиной не более б мм, а также чугун, медь и медные сплавы. При этом для сварки используют горелку ГЗУ. Можно также применять универсальные горелки Г2-04 и ГЗ-03 и их прототипы ( Малютка , Москва в т. д.) с комплектовкой соот ветствующих наконечников (табл. 4.7). [c.77]
Жесткие режимы характеризуются повышенной производительностью в связи с уменьшением времени сварки, увеличением усилия сжатия и концентрированным нагревом. Эти режимы применяются а) для сварки нержавеющих сталей, так как при сварке на мягких режимах возможно выпадение карбидов в околошовной зоне, приводящие к потере коррозионной стойкости б) для сварки алюминия, меди и медных сплавов, так как они обладают высокой теплопроводностью и для них недопустим перегрев околошовной зоны в) для сварки ультратонкого металла толщиной до 0,1 мм. [c.394]
С помощью электрической дуговой сварки можно получить листовой биметалл путем последовательной наплавки металла плакирующего слоя на металлическую плиту основного слоя (рис. 114). Этим методом можно получить различные композиции биметаллов, в том числе биметаллические листы сталь -Ь медь или медные сплавы [123], а также листовую сталь с покрытием из других сталей, в том числе и нержавеющих. [c.197]
Сварку неплавящимся электродом конструкционных и нержавеющих хромоникелевых сталей, а также меди и медных сплавов, титана, циркония, молибдена, тантала, ниобия и серебра проводят обычно дугой постоянного тока прямой полярности. Для сварки алюминиевых и магниевых сплавов применяют переменный ток удовлетворительные результаты могут быть получены и при сварке постоянным током обратной полярности. Однако в связи с необходимостью снижения его величины производительность процесса существенно снижается. [c.623]
Граница между сваркой плавлением и пайкой, очень четкая для таких случаев, как сварка стали и пайка ее оловянистым припоем, нередко совершенно стирается. Примером может служить пайка медных сплавов медными же припоями или сварка стали с медью па таком режиме, при котором плавится лишь медь, а сталь остается в твердом состоянии. [c.5]
Автоматическая сварка под флюсом полностью заменяет напряженный ручной труд сварщика, увеличивает производительность сварки в 8—12 раз, позволяет сваривать большие толщины (100—200 мм и более) с малым расходам присадочного металла обеспечивает высокое качество сварного соединения и возможность сварки различных специальных сталей, алюминия и его сплавов, меди и медных сплавов, титана и др. [c.119]
При наплавке медных сплавов на сталь обычно применяется нормальная регулировка пламени, однако при наплавке латунью, особенно второго или последующих слоев, пламя регулируется с избытком кислорода. Мощность пламени подбирается в соответствии с размерами наплавляемой детали. Флюсы применяются те же, что и для сварки меди и медных сплавов. Наплавка, как правило, выполняется в нижнем положении. Производительность наплавки [c.137]
Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий — 0,01 7о- Высокая теплопроводность меди (почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании медн пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. Та- [c.17]
Сварка оплавлением меди, латуни и других медных сплавов применяется редко, так как связана с большими затруднениями, а иногда невозможна. Чаще применяется сварка стали с латунью или медью. В этих случаях для стали установочная длина равна диаметру детали, а для меди и латуни — 1,5—3 диаметра. [c.45]
Сварка медн в защитных газах, автоматическая сварка меди и латуни под флюсом Сварка меди и медно-никелевых сплавов в защитных газах, в том числе в среде азота сварка меди с латунью, бронзой и сталью сварка медно-никелевых сплавов с латунью, бронзой и сталью [c.92]
В настоящее время технология холодной сварки алюминия, меди, меди с алюминием, а также некоторых алюминиевых и медных сплавов настолько хорошо отработана, что, по сути дела, круглые, полосовые (шинные) и листовые изделия всех размеров должны свариваться холодной сваркой. Контактная стыковая сварка стала для этих металлов нерациональной из-за потребления больших электрических мощностей и значительно менее стабильного качества сварных соединений. [c.180]
Медные сплавы (латуни, бронзы) характеризуются высокой электропроводимостью, теплопроводностью и низкой прочностью при нагреве. Поэтому для сварки медных сплавов используют большие 1 при малой /св. При ТС и ШС латуни /св в 3—3,5 раза больше, чем при сварке низкоуглеродистой стали, при практически таких же давлениях. При сварке бронзы сварочные токи несколько меньше в связи с ее более высоким р. Латунь и бронза хорошо свариваются ССО. Сварка чистой меди представляет определенные трудности и зависит от ее чистоты. Увеличение примесей в меди приводит к повышению хрупкости сварного соединения. Медь и ее сплавы можно сваривать ССС при большой установочной длине и специальной конструкции устройств, ограничивающих зону деформации при осадке. [c.26]
Наиболее нагруженными элементами криогенной техники являются сосуды давления, работающие при температурах t от комнатных до низких (-200 °С) и сверхнизких (-270 °С). Сосуды для производства, хранения и транспортировки сжиженных газов объемом от сотен литров (жидкий гелий, водород) до нескольких тысяч куб.м (жидкий азот, кислород), изготавливаются из высоколегированных пластичных сталей с содержанием никеля 8-10% и более, никелевых сплавов или чисто-гр никеля, меди, медных и алюминиевых сплавов. Применение цветных сплавов при этом связано с необходимостью снижения температурных напряжений за счет высокой теплопроводности и отражающей способности. Снижение концентрации напряжений до величин = 1,2-2 в этих сосудах достигается применением отбортованных патрубков, сферических и эллиптических днищ, стыковых швов, а снижение дефектности сварных швов -разработкой специальной технологии сварки и соответствующим дефектоскопическим контролем (в том числе вакуумированием). [c.74]
Для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки в защитных газах медно-никелевого сплава, медно-никелевого сплава и меди с бронзой, лат> нью и сталью (углеродистой, легированной и коррозионно-стойкой), а также наплавки на сталь. [c.671]
Сварка меди, медных сплавов и меди со сталью в нижнем и наклонном положениях. Медь толщиной более 10 мм спаривают с подогревом до 150—350°С. Электропроводимость металла не менее 60 % электропроводимости чистой меди [c.91]
Наплавка сплавов на медной основе на сталь обычно осуществляется с помощью нормально отрегулированного пламени, однако при наплавке латунью, особенно второго или последующих слоев, пламя регулируется с избытком кислорода. Мощность пламени подбирается в соответствии с размерами наплавляемой детали. Флюсы используются те же, что и для сварки меди и сплавов на ее основе. Наплавка, как правило, выполняется в нижнем положении. Производительность наплавки при мощности пламени около 1200 дм /ч составляет 0,5—0,7 кг/ч. [c.142]
Для ручной сварки в защитном газе медно-никелевого сплава, меди с бронзой, латунью и сталью, медноникелевого сплава с бронзой, латунью и сталью и для наплавки на сталь [c.146]
При сварке аустенитных сталей с медью и медными сплавами во избежание МКП меди на стальную заготовку наплавляют подслой из аустенитно-ферритного металла или применяют промежуточную вставку из аустенитно-ферритной стали (типа 1Х21Н5Т), которая благодаря большому содержанию а-фазы (до [c.191]
Температура сварки зависит от состава медного сплава и лежит в диапазоне 700... 1000 °С. Сварка меди МБ, МОБ, М1 с армко-железом ведется при 1000 °С. Этот температурный режим при соединении бронзы БрОСН 10-2-3 со сталью 40Х вследствие наличия в сплаве свинца приведет к оплавлению поверхности уже при температуре 760...780 °С. В таких случаях целесообразна предварительная наварка на сталь медной прокладки малой толщины (порядка 1 мм) при температуре 900 °С, а затем сваркой получают заготовки с бронзой БрОСН10-2-3 при 750 °С. Сварка стали с медной прокладкой при предварительном нанесении на медь слоя никеля (200 мкм) повышает качество соединения и позволяет выполнять закалку стали. К применению прослойки никеля прибегают тогда, когда необходимо повысить прочность соединения. Никель образует непрерывный ряд твердых растворов с железом и медью, увеличивает растворимость железа в меди и меди в железе. Время сварки обычно лежит в диапазоне 7...30 мин, давление 1...20 МПа. Полученные изделия отличаются высокой размерной точностью, отсутствием дефектов. [c.191]
Температура сварки зависит от состава медного сплава и лежит в диапазоне 700—1000 °С. Сварка меди МБ, МОБ, Ml с армко-железом ведется при 7=1000 °С. Этот температурный режим при соединении БрОСНЮ-2-3 со сталью 40Х вследствие наличия в сплаве свинца приведет к оплавлению поверхности уже при температуре 760—780 °С. В таких случаях целесообразна предварительная наварка на сталь медной прокладки малой толщины (порядка 1 мм) при температуре 900 °С, а затем сваркой получают заготовки с бронзой БрОСН 10-2-3 при 7 = 750 °С. Сварка стали с медной прокладкой при предварительном нанесении на медь слоя никеля (200 мкм) повышает качество соединения и позволяет производить закалку стали. К применению прослойки никеля прибегают тогда, когда необходимо добиться повышения прочности соединения. [c.450]
Комбинированные железомедные электроды марок ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 и др. довольно широко применяются в промышленности. Электроды марки ОЗЧ-2 изготовляют из медного стержня, оплетенного полосками белой жести толш,иной 0,25 мм с покрытием основного типа (мрамор, плавиковый шпат, корунд зеленый, мар-шаллит, ферромарганец, жидкое стекло). Электроды марки 034-1 состоят из медного стержня с покрытием основного типа, куда входит 50 % железного порошка. Применялись и другие комбинации пучковые электроды, состоящие из пучка стальных и медных проволок стальные стержни с оплеткой из медной проволоки и т. п. При сварке железомедными электродами получается достаточно качественный шов, состоящий из медно-стального сплава (меди 90, стали 10%), медь не соединяется с углеродом основного металла, а железо электрода насыщается углеродом и распределяется в меди в виде включений, упрочняя шов. Однако в зоне термического влияния наблюдаются закалочные структуры, а в зоне сплавления — участки от-бела. Железомедные электроды используются для заварки дефектов в необрабатываемых частях отливок, раковин, мест течи, трещин, а также для сварки разбитых частей и в комбинации с никелевыми или железоникелевыми электродами. Сварку ведут короткими валиками, иногда шов проковывают легкими ударами молотка. Режимы сварки не допускают сильного разогрева деталей, величины погонной энергии и тока пониженные. Для исправления небольших дефектов в ответственных изделиях и для наплавки последнего слоя на поверхность изделия, работающего при ударной нагрузке или на истирание, употребляют никелевые электроды с толстым покрытием марки ОЗЧ-З (стержень из проволоки, содержащей 99 % N1) и ОЗЧ-4 (стержень содержит 95 % N1). [c.246]
Величина сварочного тока, применяемого при сварке медной проволокой, меньше, чем при сварке стальной, так как коэффициент плавления медной проволоки достаточно велик и составляет 20 г а-час, в то,время как для стали он в среднем равен 12 г1а-час. При сварке медных сплавов медная проволока не всегда обеспечивает равнопрочность сварного соединения. Например, при сварке латуни Л62 медной проволокой шов имеет пониженный предел прочности. Так, например, основной металл (латунь Л62) имеет предел прочности 30—40 кг/мм , а сварной шов, выполненный медной проволокой — 23,3 кг/мм . В этом случае для повышения прочности сварного шва следует применять электродную проволоку из медных сплавов и добиваться упрочнения металла шва за счет легирования его примесями. Применение для сварки латунной проволоки с высоким содержанием цинка (около 40%) не дало возможности получить нормально сформированный шов, потому что процесс сварки в этом случае сопровождается интенсивным выделением паров цинка и окиси цинка. Улучшить формирование шва в этом случае можно, применяя проволоку с меньшим содержанием цинка. Однако такая проволока дорога и к тому же не обеспечивает получения нужной прочности сварного шва. Более целесообразно применять безоловянную бронзовую проволоку, так как в этом случае легирующие элементы почти полностью переходят в шов. Например, можно использовать проволоку из бронзы Бр. КМц 3—1 содержащей 3% кремния и 1% марганца, остальное — медь. Шов, заваренный такой проволокой, получается плотным и имеет предел прочности до 31 кг1мм . [c.94]
Учитывая, что медь с железом образует раствор ограниченной растворимости, в процессе сварки в ванне образуется расплав меди, в котором в виде эмульсии распределены включения стали. После охлаждения сплава, стальная составляюшая распределяется в меди в виде шаровидных частиц, при этом, чем больше стальная составляющая в металле шва, тем выше прочность соединения, выше твердость шва и шире участок отбела. Поэтому вопросу соотношения стальной и медной составляющей в металле шва уделяется большое внимание. Установлено, что при содержании в металле шва 2,5% стали он представляет собой однородную структуру без избыточной стальной фазы, а лучшие показатели получаются при содержании 10—15% стали в металле шва. [c.275]
Электроды могут быть составными. Так, например, луженую сталь сваривают медным электродом со вставкой из молибдена или вольфрама (рис. 112, з). Вставки из спеченных сплавов впрессовываются, впаиваются серебряными припоями или закрепляются на резьбе. Предложены также латунные и стальные электроды с напрессованной (рис. 112, и) оболочкой из меди или медные электроды со стальной втулкой, уменьшающей деформацию. Имеются электроды с нак онечниками, закрепляемыми гайкой (рис. 112, к). Для самоустановки поверхность контакта составных электродов может поворачиваться на сфере (рис. 112, л). При точечной сварке электрод 1 (рис. 112, м) закрепляется в электрододержателе 2 и охлаждается водой, поступающей через штуцер 6 по трубке 3 к корпусу электрододержателя и далее к штуцеру 5. Конец трубки ввернут в головку 4, соединенную резьбой с корпусом электрододержателя, который изготавливается из латуни и других медных сплавов. [c.154]
На машинах конденсаторной сварки типов ТКМ-4 и ТКМ-7 мож-сваривать между собой детали при толщии.е от 0,02 до 0,5 мм из низкоуглеродистой и нержавеющей сталей, медных сплавов (латуни, бронзы), алюминия и его сплавов, никеля и его сплавов хром, пермаллой, манганин, константан, никелш ). Сваривают также металлы и сплавы следующих сочетаний медь с латунью Л62, с нихромом, никелем, сталью сталь с никелем, нихромом, пермаллоем. [c.287]
Строгальные резцы с пластинками твердого сплава изготовляют двумя способами либо припаивают пластинку к державке (красной медью или латунью), либо закрепляют пластинку на державке механическим способом (см. рис. 50, 60 и 70). При на пайном резце державку изготовляют так же, как и для инструментов из быстрорежущей стали. Особо тщательно фрезеруют опорную площадку под пластинку, а поверхность твердосплавной пластинки, прилегающую к державке, прошлифовывают. Припаивают нластинку медным или более прочным медноникелевым припоем. В ряде случаев прибегают к закреплению пластинки с помощью сварки в вакууме при этом необходимо прошлифовать не только твердосплавную пластинку, но и опорную поверхность головки резца на державке. [c.129]
mash-xxl.info
Сварка меди и ее сплавовСварка меди. В жидком .состоянии медь растворяет кислород и водород. С кислородом она образует закись меди, которая при дальнейшем соединении с медью дает промежуточный сплав, располагающийся по границам зерен. Температура плавления сплава ниже, чем меди, поэтому при затвердевании металла сварочной ванны сплав способствует образованию трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03% а для ответственных изделий — 0,01 Водород, соединяясь с кислородом закиси меди, образует водяной пар, который является причиной появления ^трещин (водородная болезнь) и пор в металле шва. -тонкость металла шва против пор при сварке меди ниже. чем стали. Самые хорошие результаты получаются пРи использовании односторонних стыковых швов со сквозным проплавлением кромок. Примеси свинца мышьяка, висмута и сурьмы затрудняют сварку меди! Наилучшая свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая не более 0,4% примесей. Высокая теплопроводность меди требует применения ‘концентрированных источников нагрева, в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогревов, а высокий коэффициент линейного расширения •— принятия дополнительных мер против коробления конструкции. Сварные соединения собираются без зазора ввиду большой жид-котекучести меди, общий угол разделки кромок 60—70°. Для изделий толщиной 1—3 мм используют сварные соединения с отбортовкой, заваривая их без присадочного металла. При толщине 4—10 мм применяется V-образ-ная разделка с притуплением 1,5—3 мм, при больших толщинах — Х-образная. Изделия толщиной более 6 мм сваривают с предварительным подогревом. Для получения металла шва и околошовной зоны с мелкозернистым строением сварные соединения подвергают проковке в холодном состоянии (толщина до 6 мм) и при температуре 200—300 °С (толщина свыше 6 мм), а пластичность и вязкость металла обеспечиваются последующим нагревом до 500—550 °С и быстрым охлаждением в воде. Ручная сварка покрытыми электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности с местным подогревом до 250—300 °С. Сварка ведется быстро, короткой дугой без поперечных колебаний конца электрода. Стыковые соединения свариваются на графитовых или металлических подкладках. Для защиты обратной стороны шва от окисления в канавку подкладки насыпают флюс, представляющий собой шихту электродного покрытия. Ручная сварка в защитных газах ведется в аргоне, гелии или азоте вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности. Изделия толщиной более 4 мм свариваются с предварительным подогревом. Сварку следует выполнять с максимально возможной скоростью за один проход. Для улучшения качества сварного соединения применяют раскисляющие флюсы, которые наносятся на поверхность присадочного металла или засыпаются на подкладку. При сварке в азоте необходима защита вольфрамового электрода аргоном. Для предотвращения образования закиси меди сварку необходимо выполнять быстро, без остановок и перерывов, со скоростью не менее 0,25 м/мин. Сечение присадочного прутка должно быть не меньше 20—25 мм2. В этом случае расплавленный металл прутка не перегревается и предохраняется от интенсивного окисления. Конец присадочного прутка должен находиться между концом электрода и сварочной ванной, а сам присадочный пруток наклоняется под углом 30° к свариваемому изделию. Электрод располагается углом вперед под 20—30° к вертикали, стыковые швы рекомендуется сваривать за один проход, так как повторное воздействие термического цикла на металла шва приводит к снижению его прочности. Для раскисления металла шва в качестве флюса применяют плавленую ‘буру или борный шлак. Флюс обычно наносится на смоченную жидким стеклом поверхность прутка присадочного металла или на свариваемые кромки в виде пудры с последующей просушкой на воздухе. Перед нанесением флюса кромки необходимо тщательно очистить от загрязнений механическим способом или промывкой 10-процентным раствором каустической соды. Сварка бронзы. Свариваемость (бронз зависит от их состава. Различают деформируемые бронзы (легирующего элемента до 7—8%) и литейные (легирующего элемента свыше 8%). Изделия из деформируемых бронз толщиной до 4 мм свариваются всеми способами дуговой сварки без предварительного подогрева, а литейные бронзы — с подогревом. Однако чрезмерный подогрев может привести к расплавлению избыточного олова, расположенного по границам зерен, и разрушению изделия. При высоких температурах прочность бронзы понижается, поэтому изделие перед сваркой следует тщательно закрепить, чтобы не повредить в результате ударов или толчков. Ручная сварка покрытыми электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности или на переменном токе. В первом случае сварочный ток берется из Расчета 30—40А, во втором — 75—80А на 1 мм диаметра электрода. Сварку необходимо вести без перерывов и поперечных движений электрода. После сварки изделия из^ литой бронзы отжигают при 450—500°С, из прокатанной бронзы — проковывают сварные соединения в голодном состоянии. Сварка угольными или графитовыми электродами производится на постоянном токе прямой полярности. В качестве присадочного металла применяют литые бронзовые стержни диаметром 5—12 мм того же химического состава, что и свариваемый металл. В качестве флюса используют сухую шихту электродных покрытий. Флюс посыпают в сварочную ванну. Наплавка бронзы. Для .восстановления изношенных стальных или бронзовых деталей на их поверхность наплавляют слой бронзы. Поверхность перед наплавкой очищают, обезжиривают и посыпают прокаленной бурой толщиной 0,5 мм. Наплавку ведут электродами из бронзы ОЦС-5-3-20 или АЖ-9-4 без покрытия на постоянном токе обратной полярности. Вместо наплавки стержнями из бронзы АЖ-9-4 можно применять покрытые электроды, предназначенные для сварки алюминиевой бронзы. Ток берется постоянный обратной полярности из расчета 40А на 1 мм диаметра электрода. В процессе сварки поверхность посыпается сухой шихтой покрытия электродов. Наплавку ведут непрерывно, отдельными валиками, длина дуги 3—4 мм. После зачистки каждый валик подвергается проковке. Наплавку можно производить угольным или графитовым электродом диаметром 10—12 мм на токе 300—350А. Длина дуги 7—8 мм. Сварка латуни. Основным затруднением при сварке латуни является испарение цинка из основного и электродного металлов, приводящее к пористости шва и снижению его прочности, а также поглощение расплавленным металлом водорода, который, не успевая выделиться при затвердевании жидкого металла, тоже образует поры. Ручная сварка покрытыми электродами. Этот способ в основном находит применение для исправления брака литья. В зависимости от типа покрытия сварка производится на постоянном токе прямой или обратной полярности без колебания конца электрода наиболее короткой дугой, что способствует уменьшению выгорания цинка. Для предотвращения появления трещин сварку рекомендуется выполнять за один проход. Сварка ведется в нижнем положении со скоростью 0,3—0,4 м/мин. Ток выбирается из расчета 50—55А на 1 мм диаметра электрода. После сварки шов проковывается, а затем отжигается при 600—650°С. Сварка графитовым или угольным электродом для изделий толщиной до 10 мм производится без подогрева, для большей толщины рекомендуется местный или общий сопутствующий подогрев до 300—350°С. Сварка выполняется на режимах и с применением флюсов, таких же как для сварки меди. Флюс наносится на стержни присадочных прутков диаметром 6—8 мм. В целях снижения выгорания цинка при сварке латуни небольшой толщины конец электрода погружается в расплавленный металл. В этом случае дуга горит в атмосфере из паров цинка. Сварные соединения, полученные таким способом, отличаются высокими механическими свойствами. Хорошие результаты дает также сварка с присадочной проволокой марки МЦМ-40-4,5, содержащей 40%; цинка и 4,5%: марганца, с флюсом из борного шлака или буры. Для сварных соединений при толщине металла 3—16 мм применяют У-образную разделку кромок под углом 70° с притуплением 1,5—2 мм, при толщине более 16 мм рекомендуется рюмкообразная разделка. — Инертная при обычных температурах медь при нагреве вступает в реакцию с кислородом, серой, фосфором. С азотом медь не реагирует, что позволяет его использовать как защитный газ при сварке чистой меди. Газы, образующиеся в результате реакций, в твердой меди не растворяются и нарушают металлическую связь, приводя к образованию трещин, так называемой «водородной болезни». Водород вызывает пористость в металле шва и образование трещин. Ручная сварка неплавящимся электродом применяется в среде аргона и азота. Наиболее целесообразно использовать азот высокой чистоты, в котором эффективный и термический КПД дугового разряда, глубина проплавления выше, чем при сварке в аргоне или гелии, но устойчивость дугового разряда ниже. Поэтому для сварки тонколистового металла или для сварки в труднодоступных местах рекомендуется аргон, обеспечивающий устойчивость дугового разряда. Дуга зажигается на графитовой пластине, а сварка ведется с максимальной скоростью в один проход на постоянном токе прямой полярности электродом из лантанированного вольфрама. Для уменьшения отвода тепла и нормального формирования шва сварку выполняют на асбестовых или графитовых подкладках с канавками. При сварке меди толщиной более 4 мм рекомендуется подогрев до 300—400 °С. Электрод располагают строго в плоскости стыка под «углом назад» (60—80 °). Для аргонодуговой и азотнодуговой сварки применяется присадочный металл различного состава, так как в азоте возможно образование нитридов. Для удаления оксидов рекомендуется использовать флюс, который можно наносить на присадочную проволоку, свариваемые кромки или в канавку подкладки. Сварка покрытыми электродами позволяет получить удовлетворительные механические свойства сварных соединений, но состав металла шва существенно отличается от состава основного металла из-за легирования при сварке раскислителями. Без подогрева и разделки кромок сваривают изделия из меди толщиной до 4 мм, при толщине 5—10 мм следует применять предварительный подогрев до 250—500 °С и V-образную разделку кромок с углом 60—70° и притуплением 1,5— 3 мм. При больших толщинах требуется Х-образная разделка. Для изделий толщиной более 20 мм швы хорошего качества можно получить только при подогреве до 700—750 °С. Наиболее широкое распространение получили электроды «Комсомолец-100», ЗТ, ОМЗ-1 и ММЗ-2. Сварку ведут электродами диаметром 4 •—6 мм на постоянном токе обратной полярности. Электроды ММЗ-2 можно использовать и при переменном токе. Сварку выполняют короткой дугой без колебаний конца электрода. Стыковые швы сваривают на графитовых или медных пластинах. После сварки рекомендуются проковка и быстрое охлаждение водой. Сварка графитовым или угольным электродом рекомендуется преимущественно для малоответственных изделий. Плотность тока на электродах 200—400 А/см2, кварку ведут на постоянном токе прямой полярности в нижнем положении длинной дугой (20—25 мм) при напряжении на дуге 40 В и наклоне электрода «углом вперед» на 10—20° к вертикали. Присадочным материалом служат прямоугольные или круглые прутки сечением 20—25 мм2 из меди марок Ml, М2, МЗ или из меди с присадкой фосфора, являющегося его активным раскислителем. Для улучшения качества шва и лучшего протекания процесса применяют нейтральные шлаки, которые обычно наносят на присадочные прутки или кромки изделия, смоченные жидким стеклом. При толщине металла до 5 мм стыковые соединения сваривают без разделки кромок, при большей толщине делают разделку под углом 70—90°. Сварку ведут на графитовой или асбестовой подкладке с зазором не более 0,5 мм. Сварка стыковых соединений должна производиться за один проход на максимальной скорости (не менее 15 м/ч). Присадочный пруток располагают впереди дуги под углом 15—30° к плоскости свариваемых деталей, а расстояние от его конца до металла должно равняться 5—6 мм. После сварки рекомендуется проковка швов. Соединение из металла толщиной до 5 мм проковывают без подогрева, при большей толщине — с подогревом до 800 °С и последующим быстрым охлаждением. Плазменная сварка применяется для соединения деталей толщиной 30 — 40 мм и более без разделки кромок. Этот способ варки позволяет вводить в сварочную ванну тепловые потоки большой величины без ухудшения условий формирования сварного шва и нарушения стабильности горения дуги. Газовая сварка. В этом виде сварки газовая горелка является тепловым источником малой сосредоточенности, что затрудняет поддержание сварочной дуги нормальных размеров. Поэтому мощность пламени при сварке изделий из меди толщиной до 4 мм выбирают из расчета 150— 175 дм 3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла, при толщине до 8—10 мм мощность увеличивают до 175—225 дм3/ч. При больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелками — одной ведется подогрев, а другой — сварка. Для уменьшения теплоотвода и компенсации тепла, уходящего в околошовную зону, применяют асбестовые подкладки и предварительный подогрев. Газовой сваркой сваривают стыковые и угловые соединения. При толщине до 3 мм разделку кромок не делают, а при больших толщинах выполняют Х-образную разделку под углом 45 ° с каждой стороны стыка с притуплением 0,2 толщины свариваемого металла. Тонкие листы сваривают без зазора, а листы толщиной свыше 6 мм сваривают на графитовых или угольных подкладках. Свариваемые изделия устанавливают под углом 10° к горизонтальной плоскости. Сварку ведут «на подъем» за один проход. Детали прихватками не скрепляют, а длинные швы сваривают в свободном состоянии обратноступенчатым способом. Диаметр присадочной проволоки равен 0,5 — 0,75 толщины свариваемого металла, но не более 8 мм. Для предохранения меди от окисления, а также для раскисления и удаления в шлак образующихся окислов сварку выполняют с флюсом в виде порошка, пасты или газа. Для улучшения механических свойств наплавленного металла, повышения плотности и пластичности металл шва рекомендуется проковывать в холодном состоянии при толщине до 4 мм и при нагреве до 550 — 600 °С для большей толщины. После проковки можно применить термическую обработку (нагрев до 550 — 600°С и охлаждение в воде), что дополнительно улучшит свойства шва. Сварка сплавов на основе меди. Латунь небольшой толщины сваривают графитовым электродом на постоянном токе прямой полярности короткой дугой без присадки с погружением конца электрода в расплавленный металл. С увеличением количества цинка в латуни дугу уменьшают, что снижает его испарение и выгорание. При толщине латуни более 10 мм требуется предварительный подогрев до 300 — 350 °С. Сварку ведут только с разделкой кромок: под углом 70 ° и притуплением 1,5 — 2 мм при толщинах 3—16 мм и рюмкооб-разная разделка при больших толщинах. Присадкой служат стержни из металла ЛК80— 3 диаметром 6 — 8 мм, на которые наносят специальный флюс. Сварку покрытыми электродами выполняют, если нельзя применять другие способы, так как при этом способе сварки происходит наиболее интенсивное выгорание и испарение цинка. Сварку осуществляют на постоянном токе обратной полярности электродами ЗТ на возможно короткой дуге без колебаний конца электрода. При толщине металла 4—10 мм делают V-образную разделку кромок, а при больших толщинах — Х-образную с углом раскрытия 60 — 709. Сварку производят на асбестовой прокаленной подкладке. Латунь можно сваривать вольфрамовым электродом в защитных газах. В этом случае для деталей толщиной более 10 мм, а также разных по толщине деталей требуется предварительный подогрев. Газовую сварку латуни выполняют окислительным пламенем с применением специальных флюсов и присадочного металла, легированных кремнием и бором. Конец ядра сварочного пламени должен находиться на расстоянии 70 — 100 мм от свариваемой поверхности. Пламя направляют на присадочную проволоку, устанавливаемую под углом 90° к мундштуку. Конец присадочной проволоки должен всегда находиться в зоне пламени. Мощность пламени берется из расчета 100— 120 дм 3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Металл толщиной до 1 мм сваривают с отбортовкой кромок, свыше 1 до 5 мм — без скоса кромок, от 6 до 15 мм — с V-образной разделкой кромок под углом 70 — 90°, от 15 до 25 мм — с Х-образной разделкой кромок под углом 70 — 90 0 и притуплением 2 — 4 мм. Изделия из деформируемых бронз толщиной до 4 мм сваривают всеми способами дуговой сварки без подогрева. Литейные бронзы сваривают с подогревом. В основном бронзы сваривают угольными или покрытыми электродами. Для электродных стержней или присадочного металла используют металл, аналогичный основному. Флюсы и покрытия для сварки оловянистых бронз изготовляют на борной основе, а для сварки безоловя-нистых бронз — флюсы из фтористых и хлористых солей щелочных и щелочно-земельных элементов и криолита. При газовой сварке оловянистых бронз пламя берется строго нормальным, так как окислительное пламя приводит к выгоранию олова, а науглероживающее — к увеличению пористости в металле шва. Мощность пламени до 70— 120 дм 3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Сварку выполняют восстановительной зоной пламени. Для сварки оловянистых бронз используют те же флюсы, что и для сварки меди. Для сварки алюминиевых бронз применяют тоже нормальное пламя мощностью 120— 170 дм 3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла и специальные флюсы для удаления тугоплавкой окисной пленки. Пламя для сварки кремниевых бронз берется строго нормальное мощностью 100 дм 3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Флюсы применяют те же, что для меди и латуни. Читать далее:Горячая сварка чугунаХолодная сварка чугунаСварка свинцаСварка никеля и его сплавовСварка титана и его сплавовСварка высоколегированных сталей различных группОбщие вопросы ручной дуговой сварки покрытыми и вольфрамовыми электродамиОбщие вопросы сварки высоколегированных сталейCварка среднелегированных сталейCварка низколегированных сталей |
stroy-server.ru
