Цветные металлы сварка цветных металлов

Сварка цветных металлов – сложная процедура, выполняемая с учетом особенностей материала. С помощью бытовых аппаратов достаточно трудно создавать качественные швы. Нужно использовать промышленные агрегаты и специализированные электроды, подавать защитный газ.

Цветные металлы сварка цветных металловС помощью бытовых аппаратов достаточно трудно создавать качественные швы при сварке цветных металлов.

Описание требуемых для соединения заготовок из никеля и его сплавов параметров присутствует в ГОСТ 14806-80. Документ отражает порядок настройки аппарата, выбора электродов, предварительной обработки деталей. Сборку медных трубопроводов регулирует ГОСТ 16038-80.

Возникновению затруднений во время работы способствуют особенности материалов:

  1. При контакте с кислородом металлы быстро окисляются. На поверхностях появляется пленка, нарушающая процесс сварки.
  2. При нагревании образуются тугоплавкие соединения, заполняющие сварное соединение. Это снижает прочность шва, способствует появлению дефектов.
  3. Соединение деталей из некоторых сплавов требует применения более мощной дуги. Жидкий металл затвердевает быстро, из-за чего варить нужно оперативно.
  4. Входящие в состав сплава легкие соединения могут испаряться. Это объясняется разницей в температурах плавления.
  5. В отличие от черных металлов, цветные способны вступать в реакцию с активными газами.
  6. Сварка требует ограничения доступа кислорода к рабочей зоне.

В чистом виде цветные металлы практически не встречаются. Они входят в состав сплавов.

Для каждого материала предусмотрены свои способы соединения. Это объясняется характеристиками металлов.

Алюминий

Сплавы этого металла – дюраль, алюмель или силумин – отличаются показателями свариваемости. При использовании дугового метода сварку ведут с плавящимися или вольфрамовыми электродами. Требуется оборудование, вырабатывающее постоянный ток. При подключении контактов используют принцип обратной полярности.

Рекомендован предварительный нагрев деталей, температуру выбирают с учетом толщины:

  • до 8 мм – 200 °С;
  • более 8 мм – 400 °С.

Алюминий требует сварки со средней силой тока (до 200 А). При толщине детали до 4 мм предварительная подготовка кромок не требуется. Края более массивных деталей срезают под углом.

Сила тока должна в 35-40 раз превышать толщину листа. Работу ведут в среде инертных газов. Облако не должно рассеиваться или смещаться до затвердевания шва.

Расстояние между прихватами рассчитывают с учетом параметров детали:

Рекомендуем к прочтению  Как варить силумин в домашних условиях

Толщина заготовки Интервал между точками, см
1,5 до 3
3 до 5
5 0,5-8
10 1-12
20 2,5-20

Угольный или вольфрамовый электрод, поддерживающий дугу, устанавливают перпендикулярно присадочной проволоке. Это исключает непровар корневого шва.

Цветные металлы сварка цветных металловАлюминий требует сварки со средней силой тока.

Свинец

Температура плавления чистого металла сильно отличается от таковой у оксидов. Свинец разжижается при +327 °С, производные нужно нагревать до +880 °С. С учетом высокой текучести металла приходится защищать зону расплава специальной подложкой. В процессе сварки используют флюсы, содержащие канифоль и стеарин. Этими же средствами обрабатывают подложку, что препятствует прилипанию свинца.

Медь и никель

Латунь или бронзу сваривают такими методами:

  • дуговым способом в азотной атмосфере;
  • автоматической, ручной, полуавтоматической аргоновой сваркой;
  • электронно-лучевым методом, при котором происходит быстрый нагрев ограниченной области.

При соединении медных элементов толщиной менее 2 мм применяют постоянный ток. В качестве присадки берут плавящуюся проволоку с содержанием флюсов. Минимальный диаметр прута – 1,5 мм, наибольший – 8 мм.

Для сварки сплавов меди с другими металлами используют:

  1. Ручной дуговой способ с прямой полярностью. Расстояние между электродом и деталью должно составлять не более 35 мм. Это препятствует разбрызгиванию расплава.
  2. Аргоновую сварку с обратной полярностью. При работе с легкоплавкими заготовками бронзовую присадку укладывают в шов быстро.

Никелевые сплавы характеризуются повышенной пластичностью и вязкостью. Температура плавления материалов составляет +700…+1000 °С. В процессе сварки расплав насыщается газом, из-за чего в шве появляются пустоты.

При использовании аргонодугового метода выбирают электроды с кремнием, ниобием, алюминием. Они повышают свариваемость заготовок и прочность шва. Для работы требуются аппараты, генерирующие постоянный ток.

Установка обратной полярности препятствует ионизации защитного газа. Заготовка греется меньше, чем стержень.

Магний и титан

Магниевые детали требуют полной проварки кромки. При соединении заготовок толщиной более 1 см используют мощный аппарат, подключаемый к 3-фазной сети. При установке обратной полярности дуга расплавляет оксидный налет. При работе используют нетеплопроводные подложки.

Сварку магниевых сплавов ведут в аргоновой атмосфере. Это препятствует появлению газовых включений и окалины. Подачу газа начинают до возбуждения дуги, прекращают после затвердевания верхнего слоя шва.

Расплавленный титан быстро вступает в реакцию с кислородом, азотом и водородом, поэтому нужно предотвращать поступление воздуха в сварочную ванну. Шов должен затвердевать в аргоновой атмосфере.

В производственных цехах титан варят в герметичных камерах. Работать на улице не рекомендуется, это способствует рассеиванию защитного газового облака. Сварку титана ведут с током прямой полярности.

Требуются глубокий прогрев заготовки, стабильное горение дуги.

Рекомендуем к прочтению  Как варить медные провода самомуЦветные металлы сварка цветных металловСварку магниевых сплавов ведут в аргоновой атмосфере.

Меры предосторожности

При работе с цветметом соблюдают следующие правила:

  1. Надевают рабочий костюм, сварочную маску и рукавицы. В производственных условиях при отсутствии средств защиты не подписывают допуск.
  2. Помещение хорошо проветривают. Желательно обеспечить принудительную вентиляцию. Выделяющиеся при сварке летучие соединения опасны для человека.
  3. Из-за высокой теплопроводности материалов заготовки прогревают перед сваркой. Для этого используют специальные печи с датчиками, контролирующими температуру нагрева.

Необходимое оборудование

Выбор аппарата для работы с цветными металлами зависит от способа сварки и вида базового компонента сплава.

К основным приспособлениям относятся:

  • рабочий стол или принадлежности для сборки и фиксации конструкции;
  • сварочный аппарат;
  • источник постоянного или переменного тока;
  • дополнительные приспособления, зависящие от способа сварки;
  • кабель;
  • газовая горелка;
  • ручные инструменты;
  • средства защиты сварщика;
  • огнетушитель.

Подготовка к свариванию

Детали из цветмета сваривают после очищения от оксидной пленки, разделки кромок.

Подготовку выполняют так:

  1. Очищают поверхности от жировых пятен, используя растворитель. Зачищают края наждачной бумагой или железной щеткой до металлического блеска.
  2. Устанавливают детали на расстоянии 2-3 мм друг от друга. Работать рекомендуется в нижнем положении, поскольку расплавленные материалы характеризуются высокой текучестью.
  3. Подготавливают газовый баллон с редуктором. Чаще всего применяют аргон или азот.
  4. Приобретают вольфрамовые или графитные электроды.

Технология сварки

За 20 секунд до розжига дуги начинают подачу газа. Во время работы детали сначала прихватывают точечными швами. После этого формируют сплошное соединение, очищают его от следов окалины и шлака.

Почему лучше всего прибегать к аргонодуговой сварке

Этот способ считается оптимальным для соединения цветных металлов. Тяжелый аргон легко вытесняет воздух из сварочной ванны, обеспечивая надежную защиту. Инертность газа не позволяет ему вступать в реакции с металлом, кислородом и азотом.

Аргонодуговая сварка делится на:

  • ручные способы с применением вольфрамовых стержней;
  • автоматические методы, совместимые с любыми типа электродов.

Способ сварки выбирают с учетом физико-химических характеристик металла. Также принимают во внимание:

  • наличие необходимых приспособлений;
  • опыт работы сварщика;
  • себестоимость выполняемых процедур.

Возможность применения способов сварки для разных металлов отражена в таблице:

Название металла Дуговая В среде аргона Электрошлаковая Электронно-лучевая Газовая
Алюминий + + + + +
Магний + +
Медь + + + +
Титан + + + +
Никель + + +
Тантал + +
Цирконий + +
Молибден + +
Гафний + +
Вольфрам + +
Ниобий + +
Серебро + + +
Цинк + + +
Свинец + + + +
Читайте также:  Сколько весит ваз 2106 на металлолом при сдаче

Особенности сваривания разнородных цветных металлов друг с другом

Главной сложностью является взаимная растворимость материалов. При сварке разнородных сплавов используют следующие технологии:

  1. Формирование шва импульсным лучом. Детали быстро нагреваются и схватываются.
  2. Сварку давлением. Металл расплавляется за счет энергии, высвобождающейся при разрушении структурной решетки. Направленный поток тепла воздействует на кромки, это исключает необходимость предварительного прогрева.
  3. Сварку с формированием промежуточного шва. Это улучшает сцепление разнородных металлов, предотвращает появление трещин.
  4. Автоматическую или полуавтоматическую ручную сварку в аргоне. Электрод удерживают под прямым углом. Газ препятствует окислению.

Высокотемпературные технологии повышают производительность сварки. Текучие металлы заполняют щели, стык проплавляется насквозь. При выборе присадки для формирования промежуточного шва учитывают температуры плавления соединяемых металлов.

Методы контроля

При оценке качества соединения учитывают пластичность, устойчивость к нагрузкам и коррозии, структуру. Применяемые способы контроля делятся на 2 категории:

  1. Разрушающие (механические, металлографические, коррозийные). Методы применяют на пробных образцах. Их состав должен соответствовать таковому у основной конструкции.
  2. Неразрушающие (магнитные, ультразвуковые, радиационные). Использование образцов не требуется. Процедуры применяются на готовых конструкциях. Допускается незначительное разрушение шва.

Сварка цветных металлов и сплавов требует наличия навыков и специального оборудования. Изучить основные этапы процедуры помогает видео.

Виды и особенности сварки цветных металлов и сплавов

При самостоятельной сварке цветных металлов необходимо знать особенности сплавов. Сложно сделать качественный шов на бытовом оборудовании, необходимо использовать тугоплавкие электроды, защитную атмосферу.

Цветные металлы сварка цветных металлов

Особенности сварки цветных металлов

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид.

При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха.

Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Технология сварки цветных металлов

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки.

Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава.

При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Алюминиевые сплавы

Дюрали, силумин, авмель и другие сплавы на основе алюминия сильно различаются по свариваемости. Электродугой алюминий сваривают плавящимися и неплавящимися электродами, используют оборудование, генерирующее постоянный ток. Контакты подключают в обратной полярности. Рекомендуется предварительный прогрев заготовок:

  • толщиной до 8 мм – до 200°С;
  • свыше 8 мм – до 400°С.

Сваривают алюминий на токах до 200 А при толщине листа до 4 мм без предварительной разделки кромок.

У заготовок свыше 4 мм края стачивают под углом, варят на токах, в 35-40 раз больше толщины заготовки (до 160 А).

Газовую среду используют высококлассную, чтобы облако не смещалось с рабочей зоны в процессе образования и застывания шва. Расстояние между прихватками делают с учетом толщины заготовки:

Толщина заготовки, мм Интервал между прихватками, мм
1,5 до 30
3 до 50
5 5 — 80
10 10 — 120
20 25 — 200

Тугоплавкий или угольный электрод, разжигающий электродугу, держат под прямым углом к присадке, чтобы исключить непровары корня шва.

  Сварка профильных труб

Медь и ее сплавы

Медные сплавы, латуни, бронзы сваривают несколькими способами:

  • электродуговой сваркой в атмосфере азота;
  • ручной, полуавтоматической, автоматической аргоновой;
  • электронно-лучевой, создающей высокую температуру в ограниченной зоне.

При сварке цветных металлов толщиной до 2 мм нужен постоянный ток обратной полярности. В качестве присадки используют наплавочную проволоку с большим содержанием раскислителей. Толщину подбирают под размер свариваемых заготовок. Минимальный диаметр присадки – 1,5 мм, максимальный – 8 мм. Сварку меди и цветных сплавов с высоким ее содержанием, проводят:

  • ручным электродуговым методом током прямой полярности, варят металл короткой дугой, длиной от 35 до 40 мм, чтобы сократить разбрызгивание металла (рекомендуется избегать поперечных движений электродом);
  • в атмосфере аргона током обратной полярности; если сплав плавится до 400°С, бронзовая проволока укладывается в стык с большой скоростью, чтобы не перегревались заготовки.

В качестве флюса используют буру или смесь буры с борной кислотой, поваренной солью, метилборатом.

Никелевые сплавы

Цветные сплавы на основе никеля отличаются высокой вязкостью, пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700–1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, шов становится пористым, непрочным.

Хотя никель устойчив к коррозии. При аргонодуговой сварке подбирают электроды с ниобием, кремнием, алюминием. В расплаве также желательно присутствие марганца, магния.

Свариваемость металла повышается, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами нужны сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток.

Сварка никелевых цветных заготовок производится на токе обратной полярности, чтобы защитный газ ионизировался, электродуга становится стабильнее. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод.

Это особенно актуально для заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно уменьшить температуру заготовки.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов.

Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры.

При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток.

Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

  Как приварить фланец к трубе ровно

Работы с магнием

У магниевых деталей проваривают полностью всю кромку. Для работы с заготовками толще 10 мм, необходимо мощное сварочное оборудование, работающее от трехфазной сети мощностью 380 В, генерирующее переменный высокочастотный ток. В периоды обратной полярности дуга пробивает оксидную пленку, она расплавляется. При работе рекомендуется использовать подкладки с низкой теплопроводностью.

Сварка магния и цветных металлов на его основе производится под атмосферной защитой гелия или аргона, он предохраняет расплав от насыщения азотом, шов не пузырится, на нем не образуется окалина. Подачу газа в рабочую зону начинают до розжига дуги, прекращают через 20 секунд после затухания, когда верхняя часть шва схватится.

Сплавы из свинца

Разница между температурой плавления оксидов и самого свинца более 500°С, свинец становится жидким при 327°С, оксиды нужно прогревать до 888°С.

Учитывая повышенную текучесть свинца, приходится экранировать зону расплава сварочной ванночкой. Сверху горячий цветной сплав оберегают флюсы, в состав которых входит стеарин, канифоль.

Читайте также:  Альфа строй прием металлолома

Этими же флюсами смазывают стенки сварочной ванночки, чтобы исключить прилипание к ней свинца.

Сварка разнородных цветных металлов

Сложность процесса заключается в ограниченной взаимной растворимости. При сварке цветных металлов и сплавов между собой используют несколько технологий, обеспечивающих надежность соединения:

  • шов формируют, воздействуя на детали импульсным электронным лучом, скорость прогревания заготовок увеличивается, при высокой температуре происходит схватывание деталей;
  • при сварке давлением цветной металл разогревается за счет энергии, выделяющейся при пластической деформации структурной решетки, концентрированная тепловая энергия скапливается в зоне контакта, детали не нужно дополнительно прогревать;
  • для сварки цветных разнородных цветных металлов используют промежуточный слой, сцепляющийся с заготовками, риск охрупчивания швов снижается;
  • в среде аргона проводят автоматическую, ручную и полуавтоматическую сварку разнородных цветных металлов, электрод держат перпендикулярно деталям, чтобы шов был качественным.

Защитный газ снижает степень окисления, насыщения цветного металла азотом и водородом. Высокотемпературные технологии внутреннего воздействия увеличивают скорость сварки. За счет текучести цветных металлов заполняются пустоты, стык проваривается насквозь. При подборе буферного слоя учитывают компонентный состав заготовок, температуру плавления сплавов.

Имея аппарат для аргоновой сварки, можно заниматься ремонтом деталей из цветных металлов самостоятельно. В промышленных условиях применяют передовые технологии, не позволяющие расплавленному металлу реагировать с воздухом.

Сварка цветных металлов и сплавов: особенности, необходимое оборудование, технология процесса

Требования, типы соединений и другая информация, относящаяся к процессу сварки цветных металлов, содержится в ГОСТах, обязательных для выполнения.

ГОСТы

Дуговая сварка алюминия и сплавов в инертных газах:

  • ГОСТ 14806-80;
  • ГОСТ 27580-88;

Дуговая сварка трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава:

Отличительные черты

Сварочный процесс (тип соединения и технология) цветных материалов зависит от их свойств, а именно:

  • плотности;
  • температуры плавления;
  • химической активности;
  • механических показателей;
  • температуры кипения;
  • теплопроводности.

Некоторые особенности поведения цветных металлов и сплавов при сварке отражены в таблице.

Свойства Возможные проявления и действия Материалы
Невысокая температура плавления и кипения
  • перегрев и испарение металла;
  • возникновение пор и изменение состава материала в сплавах
Цирконий, латунь, титан, алюминий, бронза
Легкое окисление с возникновением тугоплавких оксидов
  • затруднение сварочного процесса;
  • снижение физико-механических характеристик сварного шва;
  • загрязнение оксидами сварочной ванны
Повышенная восприимчивость расплавленного сплава или металла к поглощению газов Пористость сварного шва Все, особенно – молибден, титан, ниобий, цирконий, тантал
Большая теплопроводность и удельная теплоемкость Быстротечное охлаждение зоны сварки, что приводит к потребности в предварительном нагреве предмета перед сваркой и повышению теплового режима сварки Магний, медь, алюминий
Высокий коэффициент линейного расширения Возникновение:

  • значимых внутренних напряжений;
  • деформаций;
  • трещин шва и околошовной зоны
Внезапное снижение механических качеств во время нагрева Легкое разрушение металла при ударе
Проваливание сварочной ванны в результате воздействия своего веса Алюминий и бронза

Оборудование

Применяемое оборудование для сварки цветных металлов зависит от их вида и метода сварки.

К сварочным принадлежностям и инструментам относятся:

  • стол сварочный или устройство для сборки и закрепления элементов;
  • источник тока;
  • сварочный прибор;
  • дополнительные элементы и устройства (в зависимости от типа сварки);
  • кабель;
  • вещи сварщика (костюм, маска);
  • различные инструменты;
  • средства пожаротушения.

Технология процессов

Методы сварки цветных металлов выбираются в соответствии с их физико-химическими свойствами. При выборе способа учитывают наличие:

  • необходимой оснастки;
  • сварочных материалов.

Также учитывается экономическая и техническая целесообразность метода и квалификация технологов и сварщиков.

Таблица свариваемых цветных металлов и применяемых типов сварки.

Наименование металла Дуговая Аргонодуговая Электрошлаковая Электронно-лучевая в вакууме Газовая
Алюминий + + + +
Магний + +
Медь + + +
Никель + + +
Титан + +
Тантал + +
Цирконий + +
Гафний + +
Молибден + +
Вольфрам + +
Ниобий + +
Цинк + +
Серебро + +
Ванадий +
Свинец + + +

Подготовка к работе

Процесс подготовки к проведению сварочных работ цветных металлов зависит от вида соединяемых материалов и типа сварки.

Перед началом работы производится подготовка деталей. Выполняется зачистка плоскостей и кромок в соединяемых местах от загрязнений и пленки окиси. В случае необходимости поверхность обезжиривается, промывается и просушивается.

Сварка алюминия

Сложность процесса заключается в наличии на поверхности алюминия и его сплавов оксидной тугоплавкой пленки, которую перед началом работ необходимо удалить.

Виды сварки:

  • дуговая;
  • автоматическая и полуавтоматическая по слою флюса;
  • в инертных газах;
  • газовая;
  • электрошлаковая.

Наиболее часто применяемый вид – ручная и механизированная сварка в защитных газах. Особенности процесса:

  • электроды – вольфрамовые и плавящиеся;
  • инертные газы: аргон (1 или 2 сорта), высокой чистоты гелий или их смесь.

В соответствии с маркой сплава подбирается присадочная проволока.

Ручной аргонодуговой метод неплавящимся электродом применяется при толщине алюминия до 10 мм и ведется на переменном токе. Способ плавящимся электродом проводится в аргоне или смеси гелия и аргона, ток – постоянный, обратной полярности.

Процесс механизированной сварки проводится с фторидно-хлоридными флюсами. Метод автоматической сварки по флюсу одним электродом выбирают при толщине алюминия 5-10 мм.

При толщине, превышающей этот диапазон, берут расщепленный электрод, обеспечивающий надежный провар.

При работе с металлами более 10 мм толщиной уместен метод полуавтоматической сварки плавящимся электродом в среде защитного газа. В процессе работы швы большой протяженности разбиваются на небольшие участки.

Метод автоматической сварки вольфрамовым электродом в инертных газах может быть однодуговым (толщина материала до 12 мм) или трехфазным (более 12 мм). С целью получения высококачественных швов работу выполняют одним проходом.

Электрошлаковая сварка производится пластинчатым электродом. Ток — переменный, используют флюсы.

Особенности сварки ручной дуговой покрытыми электродами:

  • толщина алюминия – более 4 мм;
  • ток – постоянный, полярность – обратная.

Необходим предварительный подогрев металла.

Ручная дуговая сварка угольными электродами на постоянном токе прямой полярности применяется для соединения неответственных конструкций. На присадочный пруток и соединяемые кромки накладывается слой флюса.

Газовая сварка выполняется с флюсами, левым способом. Применяется для соединения элементов встык.

Соединение меди и никеля

Медь и никель относятся к тяжелым цветным металлам.

Сварка меди

Плохая свариваемость обусловлена:

  • чрезмерной склонностью к образованию трещин;
  • жидкотекучестью;
  • высокой теплопроводностью.

Поэтому основная сложность – получение сварного шва без трещин, пор и окисных включений.

Наиболее используемые методы сварки:

  1. Ручная дуговая — проводится короткой дугой, электрод – плавящийся покрытый. Ток – постоянный, полярность – обратная. Сплавы до 4 мм соединяются без проведения подогрева. Медь толщиной 5-10 мм заблаговременно подвергается подогреву до 250-300° С.
  2. В защитных газах проводится неплавящимся электродом. Ток – постоянный прямой полярности (для меди) и переменный (для бронзы). Дуга при работе защищается азотом, гелием, аргоном или их смесью.
  3. Под флюсом угольными электродами используется для работы с малоответственными деталями, толщина которых менее 15 мм. Графитовые электроды используют при толщине выше 15 мм. Ток – постоянный, прямой полярности.

Сварка никеля

Виды:

  1. Дуговая вольфрамовым электродом (прямой полярности постоянный ток). Защитный газ – аргон 1 сорта, присадочная проволока с содержанием марганца. Сварка никеля толщиной более 4-5 мм проводится плавящимся электродом.
  2. Механизированная под флюсом сварка (ток постоянный, полярность – обратная). Применяемые флюсы – бескислородные или безокислительные, реже – керамические.
  3. Метод ручной дуговой сварки толстопокрытыми электродами (постоянный ток обратной полярности). Работа с тонким металлом производится угольным электродом с флюсом.
  4. Газовая – для сварки деталей небольших размеров до 4 мм толщиной.
Читайте также:  Гидролиз гидридов щелочных металлов

Сварка свинца

Основные причины сложности сварки свинца – его низкая температура плавления и образование тугоплавких окислов с высокой температурой плавления. Применяемые типы сварки:

  1. Газовая ацетилено-кислородная. Применяют флюсы и присадочную свинцовую проволоку или полосы листового свинца.
  2. Ручная дуговая угольным электродом в среде защитных газов неплавящимися и плавящимися электродами. Производится короткой дугой. Ток – постоянный, полярность – прямая.

Соединение сплавов из титана

Химическая активность материала к газам при высокой температуре является основной проблемой сварки титана. Поэтому при работе требуется защита от атмосферного взаимодействия всех участков материала, нагретого выше 500° С.

Разновидности сварки:

  1. Дуговая в среде инертных газов неплавящимся и плавящимся электродом. С постоянным током прямой полярности. Газ – аргон или гелий.
  2. Сварка плавящимся электродом проводится за два прохода с постоянным током обратной полярности.
  3. Способ под флюсом производится на оборудовании с постоянным током, полярность – обратная.
  4. Электрошлаковая с использованием бескислородных флюсов применяется для соединения титана толщиной более 40 мм.

Сварка цветных металлов

Титан обладает низкой прочностью и поэтому в чистом виде применяется крайне редко. А для конструктивных целей используют титан с примесями легирующих элементов, значительно увеличивающих его физико-механические свойства.

Химическая активность титана под воздействием больших температур может привести к снижению его пластичности и конструкционной прочности, поэтому сварку выполняют с защитой от атмосферного воздействия.

Защите подлежит не только сварочная ванна, но и все участки металла, которые подвергаются нагреву до температуры свыше 623°С.

Обладая низкими теплопроводными свойствами, титан достаточно длительное время поддерживает сварочную ванну в расплавленном состоянии при высокой температуре, что способствует росту зерна не только в сварном соединении, но и в околошовной зоне.

Особенно отрицательно сказывается на качестве сварочного шва водород, который попадает в сварочную ванну вместе с адсорбированной влагой на свариваемых кромках и в присадочном материале. Взаимодействуя с кислородом, горячий титан окисляется, что способствует появлению в сварочном шве пор холодных трещин.

Поэтому свойства сварных соединений напрямую зависят от качества защиты, подготовки свариваемых кромок и титановой проволоки, служащей присадочным материалом.

Подготовительный этап заключается в механической обработке свариваемых кромок или травлением раствором кислот. Свариваемые кромки зачищают механическими приспособлениями на ширину не менее 20 —25 мм от границ разделки, после чего место сварки тщательно обезжиривают и протравливают.

Для зачистки кромок применяют вращающиеся металлические щетки, шаберы, шлифовальную шкурку и другие приспособления, позволяющие добиться необходимой чистоты поверхности. Для изготовления механических щеток применяют проволоку из нержавеющей стали диаметром 02 —03 мм.

Зачистку поверхностей осуществляют непосредственно перед сваркой или заблаговременно при условии надежной их защиты от внешних воздействий. Очищенная поверхность должна иметь серебристый оттенок, без трещин, вмятин, заусенец и надрывов.

Непосредственно перед сваркой кромки обезжиривают и протравливают следующим раствором: соляная кислота — 240 — 390 мл, азотная кислота — 35 — 60 мл, фтористый натрий — 50 г.

В качестве обезжиривающего состава может служить ацетон, бензин марки Бр-1и другие растворители на основе ацетона. Поверхность сначала обрабатывают бензином, а после этого — ацетоном.

В исключительных случаях допускается обезжиривание одним ацетоном.

Сварочную титановую проволоку подбирают согласно маркировке, которая наносится на упаковке или на специальных бирках.

Различают следующие составы проволоки, используемой при сварке титана и его сплавов: ВТ1-00, ВТ1-00С (для сплавов ВТ1-00 и ВТ1-0), ОТ4-1 (для сплавов ОТ4), СПТ2 и ВТ2св (для сплавов ВТ5, ВТ6 и ВТ 15).

Непосредственно перед сваркой проволоку обезжиривают, а при необходимости подвергают механической очистке, которую выполняют наждачной шкуркой зернистостью не выше № 12.

Допускается предварительное обезжиривание проволоки, которую сразу же следует защитить полиэтиленовой пленкой и хранить в специальных пеналах.

В любом случае срок хранения обезжиренной проволоки не должен превышать 5 суток. Качество поверхности проволоки проверяют непосредственно перед сваркой при помощи чистой белой салфетки.

Если на салфетке остаются следы загрязнений, то обезжиривание следует повторить.

Кромки деталей перед сваркой плотно сжимают между собой, следя за тем, чтобы на поверхность не попали жировые включения. Поэтому к подготовленным поверхностям нельзя касаться руками или грязной ветошью.

Сварку титана и его сплавов выполняют в ручном или автоматическом режимах с защитой сварочной ванны и околошовной зоны аргоном или инертным газом. Сварку ведут вольфрамовым электродом при постоянном источнике тока прямой полярности. Существует несколько схем защиты сварочного шва. Для сварки ответственных изделий существуют специальные камеры с контролируемой атмосферой.

Сварку ведут без колебательных движений горелки, на короткой дуге углом вперед. Угол между электродом и присадочным материалом поддерживают в пределах 90°, а подачу проволоки ведут непрерывно. Чаще всего сварку выполняют «левым»  способом,  при    котором  ось вольфрамового электрода наклонена в сторону, противоположную направлению сварки.

Вылет электрода из сопла не должен превышать 5 —7 мм. В труднодоступных местах вылет электрода может быть увеличен при условии надежной защиты сварочного шва.

Присадочный материал вводят в сварочную ванну навстречу сварочной горелке, не допуская вывода ее конца из зоны газовой защиты. Снятие защиты производят не ранее, чем при снижении температуры ниже 400°С.

Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки титана и его сплавов приведены в таблице.

Защита сварочного шва считается качественной, если в зоне стыка отсутствуют следы окисления и металл имеет серебристый цвет. При некачественной защите на сварочном шве появляются следы побежалости. Титан, толщиной до 8 мм, можно сваривать без скоса кромок, более толстый металл сваривают погружной дугой.

Для снижения погонной энергии и сужения зоны термического влияния дополнительно к газовой защите используют флюсы АТН-21А , Атн-23А.

Применение флюсов существенно повышает защиту и позволяет повысить качество сварного соединения за счет уменьшения пористости шва.

Флюс наносят на свариваемые кромки непосредственно перед сваркой при помощи волосяной кисти толщиной 0,1 —0,15 мм. Для того чтобы из пасты хорошо испарялся спирт, сварку выполняют при температура не ниже 15°С.

Сварка плавящимся электродом выполняется в автоматическом режиме током обратной полярности при мелкокапельном переносе металла.

Режимы аргонодуговой сварки титана и его сплавов 

Толщина свариваемого металла, мм Диаметр, ми Сила сварочного тока, А Напряжение на дуге, В  Расход аргона, л/мин
Вольфрамового электрода Присадочной проволоки В горелку В насадку Число проходов
0,5 1,5 1-1,5 15-20 8-10 6-8 2-4 1
1 1,5-2 1-1,5 40-60 8-10 6-8 2-4 1
1,5 1,5-2 1,5-2 60-60 10-12 8-10 2-4 1
2 2-2,5 1,5-2 80-100 10-12 10-12 4-6 1
3 2,5-3 2-3 120-140 10-12 10-12 4-6 1
4 2,5-3 2-3 140-160 12-14 12-14 6-8 2
6-10 3-4 2-3 160-180 12-14 12-14 6-8 4-8
12-16 3-4 3-4 180-240 14-16 14-16 10-12 10-14
18-24 3-4 3-4 240-280 14-16 14-16 10-12 18-24
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector