Технология сварки цветных металлов и сплавов на их основе

Алюминий и его сплавы

Для алюминия и его сплавов используют все виды сварки плавлением. Наибольшее применение нашли автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом в среде инертных защитных газов, автоматическая дуговая сварка с использованием флюса (открытой и закрытой дугой), электрошлаковая сварка, ручная дуговая сварка плавящимся электродом, электронно-лучевая сварка.

Дуговую сварку в среде инертных газов осуществляют неплавящимися (вольфрамовыми чистыми, лантанированными и иттрированными) и плавящимися электродами. Используемые инертные газы: аргон высшего и первого сорта по ГОСТ 10157-79, гелий повышенной чистоты, смесь аргона с гелием. Выбор конкретного способа сварки определяется конструкцией изделия и условиями производства.

Сварка неплавящимся электродом диаметром 2 ... 6 мм используется для узлов с толщиной стенки до 12 мм. Толщины 3 мм сваривают за один проход на стальной подкладке, толщины 4 ... 6 мм - за два прохода (по проходу с каждой стороны), более 6 мм - за несколько проходов с предварительной разделкой кромок (V- или Х-образной). Присадочный металл выбирают в зависимости от марки сплава: для технического алюминия - проволоку марок АО, АД или АК, для сплавов типа АМг - проволоки той же марки, но с увеличенным (на 1 ... 1,5 %) содержанием магния для компенсации его угара. Диаметр проволок 2 ... 5 мм.

Ручную дуговую сварку вольфрамовым электродом ведут на специально для этого разработанных установках типа УДГ. При других условиях питание дуги при сварке неплавящимся электродом может осуществляться от других источников переменного тока. Использование источников переменного тока связано с тем, что при сварке постоянным током обратной полярности допустим сварочный ток небольшой величины из-за возможного расплавления электрода, а при сварке постоянным током прямой полярности не происходит удаления окисной пленки с поверхности алюминия. Расход аргона составляет 6 ... 15 л/мин. При переходе на гелий расход газа увеличивается примерно в 2 раза. Напряжение дуги при сварке в аргоне 15 ... 20 В, а в гелии 25 ... 30 В. Рекомендуемые режимы сварки приведены в табл. 1.

Табл. 1 Рекомендуемые режимы сварки вольфрамовым электродом

Толщина металла

Диаметр, мм

Сила тока, А

вольфрамового электрода

присадочной проволоки

в аргоне

в гелии

1 ... 2

4 ... 6

2

3

1 ... 2

2 ... 3

50 ... 70

100 ... 130

30 ... 40

60 ... 90

4 ... 6

4

3

160 ... 180

110 ... 130

6 ... 10

5

3 ... 4

220 ... 300

160 ... 240

11 ... 15

6

4

280 ... 360

220 ... 300

При выполнении швов на алюминии вручную особое внимание уделяется технике сварки. Угол между присадочной проволокой и электродом должен быть примерно 90°. Присадка подается короткими возвратно-поступательными движениями. Недопустимы поперечные колебания вольфрамового электрода. Длина дуги 1,5 ... 2,5 мм. Вылет электрода от торца наконечника горелки 1 ... 1,5 мм. Сварку ведут обычно справа налево ("левый" способ), чтобы снизить перегрев свариваемого металла. При автоматической сварке вольфрамовым электродом качество и свойства шва по его длине более стабильны, чем при ручной сварке.

Производительность сварки вольфрамовым электродом можно повысить в 3 ... 5 раз, если использовать трехфазную дугу (рис. 1). Благодаря более интенсивному прогреву за один проход на подкладке сваривают листы толщиной до 30 мм. Сварку осуществляют как ручным, так и механизированным способом (табл. 2).

Сварку плавящимся электродом выполняют полуавтоматом или автоматом в чистом аргоне либо в смеси из аргона и гелия (до 70 % Не) на постоянном токе обратной полярности проволокой диаметром 1,5 ... 2,5 мм. Режимы сварки плавящимся электродом сплавов типа АМг приведены в табл. 3.

При использовании газовой смеси (30 % Аr и 70 % Не) увеличиваются ширина и глубина провара и улучшается форма шва.

Схема сварки трехфазной дугой (я) и поперечное сечение сварного шва (б)

Рис. 1 Схема сварки трехфазной дугой (a) и поперечное сечение сварного шва (б): 1 - сопло; 2,3 - электроды; 4 - изделие

Для обеспечения большей устойчивости процесса переноса капель с плавящегося электрода, особенно при сварке в различных пространственных положениях, используют наложение на основной сварочный ток импульсов тока заданных параметров с частотой 50 ... 100 Гц.

Табл. 2 Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки алюминия трехфазной дугой

Толщина металла, мм

Способ

сварки

Диаметр, мм

vсв, м/ч (vсв103,м/с)

Iсв, А

Примечание

вольфр. электродов

присад. проволоки

2

Ручная

1,5 ... 2

2 ... 3

10 ... 12 (2,8 ... 3,3)

60

Сварка на весу

6

Ручная

3

3

8 ... 12

(2,2 ... 3,3)

150

10

Мех.

8

2

28 ... 30

(7,8 ... 8,4)

390 ... 430

Сварка без разделки кромок на подкладке

20

Мех.

10

2,5

7 ... 8

(1,8 ... 2,2)

520 ... 550

30

Мех.

10

2,5

4 ... 6

(1,1 ... 1,7)

620 ... 650

Табл. 3 Рекомендуемые режимы сварки плавящимся электродом в защитных газах алюминиевых сплавов типа АМг

Толщина металла, мм

Тип разделки

Число проходов

Диаметр электрода, мм

Первый проход

Последующие проходы

сила тока, А

напряжение, В

скорость сварки,

м/ч

сила тока, А

напряжение, В

скорость сварки,

м/ч

10

15

25

40

50

-

V-образный

Тоже

Х-образный

Тоже

2

4

8

20

15

2

2

2,5

2

2,5

250 ... 300

250 ... 300

400 ... 440

280

400

22 ... 24

24 ... 26

26 ... 28

25 ... 27

24 ... 26

20 ...25

20 ...25

40 ...45

35

16

370 ... 390

370 ... 390

400 ... 440

370 ... 390

420 ... 440

28 ... 30

28 ... 30

27 ... 29

27 ... 29

26 ... 28

20

20

15 ...20

27

23

Примечание. Расход аргона 15 ... 20 л/мин.

При сварке листов малых толщин хорошие результаты по формированию сварного соединения получают при микроплазменной сварке. При этом аргон является плазмообразующим газом, а гелий - защитным. Гелий выполняет две функции: охлаждает периферийные слои плазмы и защищает жидкий металл сварочной ванны от воздействия воздуха.

Автоматическая сварка алюминия и его ставов с применением флюсов реализуется в двух вариантах: сварка по флюсу полуоткрытой дугой и сварка под флюсом закрытой дугой.

Сварку по флюсу применяют при производстве сосудов из алюминия и сплавов типа АМц с использованием фторидно-хлоридных флюсов. Сварка по флюсу ведется вследствие высокой электропроводности данных флюсов даже в нерасплавленном состоянии, а поэтому возможно шунтирование дуги и нарушение стабильности ее горения. Благодаря высокой концентрации энергии при сварке алюминия по флюсу достигается глубокое проплавление основного металла.

При равных токах глубина проплавления алюминия в 2 ... 3 раза выше, чем стали. Для технического алюминия применяют флюс АН-А1, а для сплавов - другие флюсы, не содержащие NaCl, так как в случае загрязнения металла шва восстановленным натрием ухудшается его пластичность. Толщина слоя насыпанного флюса обычно составляет 7 ... 16 мм, а ширина 25 ... 45 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности одинарным (табл. 4) или сдвоенным (расщепленным) электродом на стальной формирующей подкладке.

Табл. 4 Режимы однопроходной сварки по слою флюса одиночным электродом на формирующей подкладке

Толщина

металла, мм

Диаметр электродной проволоки, мм

Плотность тока,

А/мм2

Напряжение дуги, В

Скорость сварки, м/ч

4

8

1,0

1,5

130 ... 150

100 ... 120

27 ... 30

29 ... 32

24 ... 26

20 ... 22

12

16

20

25

2,0

2,5

3,0

3,5 ... 4,0

100 ... 110

75 ... 90

70 ... 75

30 ... 40

35 ... 37

38 ... 40

39 ... 41

40 ... 42

18 ... 19

16 ... 17

14 ... 15

12 ... 13

Сварочные алюминиевые проволоки обладают небольшой жесткостью и вследствие значительных колебаний конца проволоки при сварке могут возникнуть непровары. Использование сдвоенных проволок позволяет увеличить размеры сварочной ванны, время пребывания в жидком состоянии, улучшить условия для дегазации сварочной ванны и уменьшить пористость.

В конструкцию тракторов для автоматической сварки по флюсу вносят специальные бункеры с дозаторами флюса, подающие механизмы тянущего типа, специальные водоохлаждаемые мундштуки, газоотсасывающее устройство. Основные преимущества сварки по флюсу: высокие производительность и экономичность по сравнению с другими способами, меньшее коробление конструкции. Недостаток - необходимость удаления шлака после сварки.

Автоматическую сварку под флюсом ведут на больших плотностях тока расщепленным электродом переменным или постоянным обратной полярности током. Применяют керамические флюсы ЖА-64 и ЖА-64А. При этом предъявляются повышенные требования к вентиляционным системам для удаления паров флюса.

Электрошлаковую сварку алюминия и его сплавов осуществляют для толщин металла 50 ... 250 мм. Сварку ведут на переменном токе пластинчатыми электродами или плавящимися мундштуками. Применяют флюсы АН-301, АН-302 на основе галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов. Формирование шва осуществляют медными водоохлаждаемыми или графитовыми кристаллизаторами. Плотность тока в электроде около 2,5 А/мм2, скорость сварки 6 ... 8 м/ч. Прочность сварных соединений составляет 80 ... 100 % прочности основного металла. Технико-экономическая эффективность данного способа сварки возрастает с увеличением толщины свариваемых изделий.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами выполняется для изделий из технического алюминия, алюминиево-марганцевых и алюминиево-магниевых (с содержанием магния до 5 %) сплавов, силуминов при толщине металла более 4 мм. Можно сваривать металл толщиной до 20 мм без разделки кромок, но рекомендуется производить разделку с толщин 10 мм.

Наиболее применяемый тип соединения - стыковое. Соединения внахлестку и тавровые не рекомендуют, так как возможно затекание шлака в зазоры, откуда его сложно удалить при промывке. Остатки шлака могут вызвать коррозию.

При сварке необходим подогрев до 100 ... 400 °С в зависимости от толщины деталей. Диаметр электродов d = 4 ... 8 мм. Стержень электрода изготовляют из проволок состава, близкого к составу основного металла. Для сплавов типа АМг берут проволоку с увеличенным на 2 % содержанием магния для компенсации его угара при сварке.

Основу покрытия составляют криолит, хлористые и фтористые соли натрия и калия. Ток постоянный обратной полярности. При сварке алюминиевый электрод расплавляется в 2 ... 3 раза быстрее стального. Покрытия электродов имеют значительное электрическое сопротивление. При обрывах дуги кратер и конец электрода покрываются пленкой шлака, препятствующей ее повторному зажиганию. Поэтому сварку рекомендуют выполнять на высоких скоростях, без колебания конца электрода, непрерывно в пределах одного электрода.

При выполнении многослойных швов перед наложением каждого слоя требуется тщательная зачистка от шлака и окислов. Получаемые сварные соединения обладают удовлетворительными механическими свойствами.

Ручная дуговая сварка угольными электродами производится только для неответственных конструкций из алюминия. Сварку производят постоянным током прямой полярности. Диаметр угольного электрода dэ = 10 ... 20 мм. Конец угольного электрода затачивают на конус под углом 60°. Металл толщиной до 2,5 мм сваривают без разделки кромок, а свыше - с разделкой (угол разделки 70 ... 90°). Используют присадочный пруток диаметром 2 ... 5 мм. Предварительно на присадочный пруток наносят слой флюса многократным окунанием в водный раствор флюса (смеси фторидно-хлоридных солей) или флюс наносят в виде пасты на свариваемые кромки.

Газовая сварка алюминия ведется с использованием ацетилена и реже с использованием пропан-бутановой смеси и метана. Сварка ведется нормальным пламенем при незначительном избытке ацетилена. При выборе горелки исходят из расхода примерно 100 л/ч ацетилена на 1 мм толщины основного металла. Номер наконечника выбирают в зависимости от толщины свариваемых заготовок. Диаметр присадочного прутка 1,5 ... 5,5 мм в зависимости от толщины свариваемых заготовок.

Наиболее распространенный флюс АФ-4А наносится на присадочный пруток или свариваемые кромки. При толщине заготовок до 4 мм разделку кромок не выполняют, а свыше 4 мм - рекомендуется выполнять. При толщине листов более 8 мм производят общий или местный подогрев. Сварку выполняют "левым" способом. После сварки швы промывают для удаления флюсов теплой или подкисленной (2 %-ный раствор хромовой кислоты) водой.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) является эффективным способом соединения заготовок из алюминиевых сплавов. По сравнению с другими способами этот способ позволяет производить сварку при высокой плотности теплового потока, минимальных тепловложениях, высоких скоростях и получать минимальное разупрочнение металла в зоне термического влияния, плотные качественные швы, минимальные деформации конструкций.

Разрушение окисной пленки при электронно-лучевой сварке идет за счет воздействия на пленку паров металла и за счет разложения окиси алюминия в вакууме с образованием газообразной субокиси алюминия А1О. Вакуум способствует удалению водорода из шва.

Магний и его сплавы

Сварку магниевых сплавов в основном осуществляют вольфрамовым лантанированным или иттрированным электродом в аргоне (иногда в гелии) на переменном токе. Инертный газ аргон обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны от окружающей атмосферы, а переменный ток способствует разрушению окисной пленки в периоды обратной полярности вследствие катодного распыления. Для предотвращения попадания в металл окисной пленки с корня шва сварку ведут с полным проплавлением кромок на подкладках из металлов с малой теплопроводностью (аустенитные стали). С этой позиции менее технологичны нахлесточные, тавровые и угловые соединения. Наилучшие защита зоны сварки и эффект катодного распыления обеспечиваются при малой длине дуги (1 ... 1,5 мм). Ориентировочные режимы сварки вольфрамовым электродом приведены в табл. 5.

Для сварки металлов толщиной более 5 мм может быть использована сварка плавящимся электродом со струйным переносом электродного металла на повышенных токах. Сварку плавящимся электродом осуществляют от источников постоянного тока на обратной полярности. Сварка магниевых сплавов плавящимся электродом осуществляется за один проход при толщинах до 5 мм без разделки кромок, толщинах 10 ... 20 мм -с V-образной разделкой с углом раскрытия 50 ... 60° и притуплением 2 ... 6 мм, при толщинах больше 20 мм - Х-образной разделкой.

Табл. 5 Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом магниевых сплавов

Соединение

Толщина листов, мм

Сварочный ток /св, А

Скорость сварки, м/ч

Присадочная проволока

Расход аргона,

л/мин

d, мм

Vпод, м/ч

Механизированная сварка

В стык, без разделки, один проход

2

165 ... 175

24

2,0

120

12 ... 14

3

180 ... 200

20

2,5

95 ... 100

14 ... 16

6

280 ... 290

18

2,5

90 ... 100

16 ... 18

Ручная сварка

Встык, без разделки, один проход

2

100 ... 105

-

2,5

-

12 ... 14

3

180 ... 190

-

2,5

-

12 ... 14

Встык, с разделкой, три прохода

6

200 ... 220

-

4,0

-

16 ... 18

Примечание. Для толщин более 10 мм целесообразно использовать трехфазную сварку.

Медь и ее сплавы

Для сварки меди и ее сплавов могут быть применены все основные способы сварки плавлением. Наибольшее применение нашли дуговая сварка в защитных газах, ручная дуговая сварка покрытыми электродами, механизированная дуговая сварка под флюсом, газовая сварка, электронно-лучевая сварка.

Сварка в защитных газах позволяет получить сварные соединения с наиболее высокими механическими и коррозионными свойствами благодаря минимальному содержанию примесей. В качестве защитных газов используют азот особой чистоты, аргон высшего сорта, гелий высшей категории качества, а также их смеси (например, (70 .... 80) % Аr + (20 ... 30) % N2 для экономии аргона и увеличения глубины проплавления). При сварке в среде азота эффективный и термический КПД дуги выше, чем при сварке в среде аргона и гелия, но ниже устойчивость горения дуги.

Табл. 6 Выбор диаметра вольфрамового электрода и присадки

Толщина заготовки, мм

1 ... 1,5

2 ... 3

4 ... 6

7 ... 10

11 ... 16

>16

Диаметр электрода, мм

1,6 ... 2

3 ... 4

4 ... 5

4 ... 5

5 ... 6

6

Диаметр присадочной проволоки, мм

2

3

4

5

5 ... 6

6

При сварке в защитных газах в качестве неплавящегося электрода используют лантанированные или иттрированные вольфрамовые электроды диаметром до 6 мм. В качестве присадочного материала используют проволоку из меди и ее сплавов, по составу близкую к основному металлу, но с повышенным содержанием раскислителей (МРЗТЦрБ 0,1-0,1-0,1-0,1; БрХНТ; БрКМц 3-1; БрХ 0,7). При сварке в азоте для улучшения качества сварного шва дополнительно применяют флюс на борной основе, который наносят на присадочную проволоку или в канавку подкладки. Выбор диаметров электрода и присадки зависит от толщины свариваемых заготовок (табл. 6).

Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе прямой полярности. При сварке в среде азота или в смеси азота с гелием сварочный ток уменьшают, а напряжение повышают (табл. 7). При толщинах более 4 ... 5 мм рекомендуется подогрев до 300 ... 600 °С.

Табл. 7 Рекомендуемые режимы сварки меди вольфрамовым электродом (стыковые соединения на медной водоохлаждаемой подкладке или флюсовой подушке)

Толщина металла, мм

Зазор между кромками, мм

Ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

Температура подогрева, °С

Расход газа, л/мин

В среде аргона

2

0 ... 0,5

100 ... 120

10 ... 14

25 ... 30

нет

10 ... 12

4

1,0 ... 1,5

380 ... 400

12 ... 16

30 ... 35

300 ... 400

12 ... 14

В среде азота

2

0 ... 0,5

70 ... 90

20 ... 24

20 ... 22

нет

16 ... 18

4

1,0 ... 1,5

180 ... 200

24 ... 28

18 ... 20

нет

18 ... 20

10

1,0 ... 1,5

400 ... 420

31 ... 36

12 ... 14

400 ... 600

22 ... 24

При сварке плавящимся электродом используют постоянный ток обратной полярности. Широкое распространение для меди при толщинах более 4 мм получила многослойная полуавтоматическая сварка проволокой малого диаметра (1 ... 2 мм). Режимы сварки: сварочный ток 150 ... 200 А для проволоки диаметром 1 мм и 300 ... 450 А для проволоки диаметром 2 мм, напряжение дуги 22 ... 26 В, скорость сварки зависит от сечения шва. Температура подогрева 200 ... 300 °С.

Для латуней, бронз и медно-никелевых сплавов предпочтительнее сварка неплавящимся электродом, так как в этом случае меньше испарение цинка, олова и других элементов. Предварительный подогрев для медных сплавов требуется при толщинах более 12 мм.

Ручная дуговая сварка меди и ее сплавов покрытыми электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности (табл. 8). Медные листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм с односторонней разделкой при угле скоса 60 ... 70° и притуплении 1,5 ... 3 мм, более 10 мм - с Х-образной разделкой кромок. Для сварки меди используют электроды с покрытием "Комсомолец-100", АНЦ/ОЗМ-2, АНЦ/ОЗМ-3, ЗТ, АНЦ-3.

Сварку ведут короткой дугой с возвратно-поступательным движением электродов без поперечных колебаний. Удлинение дуги ухудшает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, снижает механические свойства сварного соединения. Предварительный подогрев делают при толщине 5 ... 8 мм до 200 ... 300 °С, а при толщине 24 мм - до 800 °С. Теплопроводность и электропроводность металла шва резко снижаются при сохранении высоких механических свойств. Для сварки латуней, бронз и медно-никелевых сплавов применяют электроды ММЗ-2, Бр1/ЛИВТ, ЦБ-1, МН-4 и др.

Табл. 8 Ориентировочные режимы ручной однопроходной сварки меди покрытыми электродами

Толщина, мм

Диаметр электрода, мм

Ток дуги, А

Напряжение, В

2

2 ... 3

100 ... 120

25 ... 27

4

4 ... 5

160 ... 200

25 ... 27

6

5 ... 7

260 ... 340

26 ... 28

10

6 ... 8

400 ... 420

28 ... 30

Схема механизированной сварки меди угольным электродом под флюсом

Рис. 2 Схема механизированной сварки меди угольным электродом под флюсом

Механизированную дуговую сварку под флюсом осуществляют угольным (графитовым) электродом (рис. 2) и плавящимся электродом. Сварка угольным электродом выполняется на постоянном токе прямой полярности с использованием стандартных флюсов АН-348А, ОСЦ-45, АН-20. При сварке угольным электродом кромки 1 собирают на графитовой подкладке 2, поверх стыка накладывают полоску латуни 3, которая служит присадочным металлом. Дуга горит между угольным электродом 4, заточенным в виде плоской лопаточки, и изделием под слоем флюса 5. Способ пригоден для сварки толщин до 10 мм. Диаметр электрода до 18 мм, сила тока до 1000 А, напряжение дуги 18 ... 21 В, скорость сварки 6 ... 25 м/ч.

Механизированная сварка плавящимся электродом под плавлеными флюсами (АН-200, АН-348А, ОСЦ-45, АН-M1) выполняется на постоянном токе обратной полярности, а под керамическим флюсом ЖМ-1 и на переменном токе. Основным преимуществом этого способа сварки является возможность получения высоких механических свойств сварного соединения без предварительного подогрева. При сварке меди используют сварочную проволоку диаметром 1,4 ... 5 мм из меди МБ, M1, бронзы БрКМц 3-1, БрОЦ 4-3 и т.д. За один проход можно сваривать без разделки кромок толщины до 15 ... 20 мм, а при использовании сдвоенного (расщепленного) электрода - до 30 мм. При толщинах кромок более 15 мм рекомендуют делать V-образную разделку с углом раскрытия 90°, притуплением 2 ... 5 мм, без зазора. Флюс и графитовые подкладки перед сваркой должны быть прокалены. Для возбуждения дуги при сварке под флюсом проволоку закорачивают на изделие через медную обезжиренную стружку или пружину из медной проволоки диаметром 0,5 ... 0,8 мм. Начало и конец шва должны быть выведены на технологические планки. Режимы сварки приведены в табл. 9.

При сварке латуней применяют флюсы АН-20, ФЦ-10, МАТИ-53 и бронзовые БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3 и латунные ЛК80-3 проволоки. Сварка ведется на низких значениях сварочного тока и напряжения для снижения интенсивности испарения цинка. Бронзы под флюсом свариваются хорошо.

Табл. 9 Ориентировочные режимы автоматической сварки меди под флюсом (стыковое соединение, диаметр электродной проволоки 5 мм)

Толщина, мм

Разделка кромок

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость сварки, м/ч (х103, м/с)

5 ... 6

Без разделки

500 ... 550

38 ... 42

45 ... 40 (12,6 ... 11,2)

10... 12

 

700 ... 800

40 ... 44

20 ... 15 (5,6 ... 4,2)

16 ...20

 

850 ... 1000

45 ... 50

12 ... 8 (3,4 ...2,2)

25 ...30

U-образная

1000 ... 1100

45 ... 50

8 ... 6 (2,2 ... 1,7)

Газовая сварка меди используется в ремонтных работах. Рекомендуют использовать ацетиленокислородную сварку, обеспечивающую наибольшую температуру ядра пламени. Для сварки меди и бронз используют нормальное пламя, а для сварки латуней - окислительное (с целью уменьшения выгорания цинка). Сварочные флюсы для газовой сварки меди содержат соединения бора (борная кислота, бура, борный ангидрид), которые с закисью меди образуют легкоплавкую эвтектику и выводят ее в шлак. Флюсы наносят на обезжиренные сварочные кромки по 10 ... 12 мм на сторону и на присадочный металл. При сварке алюминиевых бронз надо вводить фториды и хлориды, растворяющие Аl2О3. При сварке меди используют присадочную проволоку из меди марок M1 и М2, а при сварке медных сплавов - сварочную проволоку такого же химического состава. При сварке латуней рекомендуют использовать проволоку из кремнистой латуни ЛК80-3. После сварки осуществляют проковку при подогреве до 300 ... 400 °С с последующим отжигом для получения мелкозернистой структуры и высоких пластических свойств.

При электрошлаковой сварке меди применяют легкоплавкие флюсы системы NaF-LiF-CaF2 (AHM-10). Режим электрошлаковой сварки: сварочный ток Iсв = 1800 ... 1000 А, напряжение U = 40 ... 50 В, скорость подачи пластинчатого электрода 12 ... 15 м/ч. Механические свойства шва мало отличаются от свойств основного металла.

Электронно-лучевая сварка меди эффективна при изготовлении электровакуумных приборов. Она обеспечивает сохранение высокой чистоты меди от примесей и получение мелкозернистой структуры.

При соединении элементов из меди и ее сплавов больших толщин хорошие результаты дает плазменная сварка. Возможно производить сварку элементов толщиной до 60 мм за один проход. Применяют плазмотроны прямого действия. Для обеспечения хорошей защиты от атмосферного воздуха плазменную сварку иногда выполняют по слою флюса, а для создания мелкозернистой структуры используют порошковую проволоку. Для сварки малых толщин до 0,5 мм эффективно используют микроплазменную сварку.

Никель и его сплавы

Основным способом сварки никеля и его сплавов является дуговая сварка в среде защитных газов. Используются также способы сварки плавлением: ручная дуговая покрытыми электродами, автоматическая дуговая под слоем флюса, угольным электродом, газовая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная.

Сварка в среде защитных газов никеля и его сплавов обеспечивает высокое качество сварных соединений, отвечающих эксплуатационным требованиям. Дуговую сварку вольфрамовым электродом выполняют на прямой полярности с применением аргона первого сорта и без присадочного или с присадочным (чаще всего проволока НМц 2,5) металлом. Сварку рекомендуют проводить на медной подкладке или с защитой корня шва аргоном, с соплами горелок, как при сварке титана. Сварку никеля осуществляют при минимально возможной длине дуги, повышенных силе тока и скорости сварки.

При ручной сварке применяют "левый" способ. Наклон горелки к оси шва должен быть 45 ... 60° вылет вольфрамового электрода 12 ... 15 мм. Присадочный металл подают под углом 20 ... 30° к оси шва. При многопроходной сварке последующие швы необходимо накладывать после полного охлаждения, зачистки и обезжиривания предыдущих слоев. Швы, обращенные к агрессивной среде, выполняются в последнюю очередь. Начинать и заканчивать сварные швы необходимо на технологических планках. Для предотвращения образования трещин в кратере заканчивают сварку с уменьшением сварочного тока. Режимы сварки никеля приведены в табл. 10.

Табл. 10 Ориентировочные режимы ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом в среде аргона стыковых соединений никеля

Толщина металла, мм

Разделка кромок

Числопроходов

Диаметр, мм

Сварочный ток, А

Расход аргона,

л/мин

электрода

присадочной проволоки

2

Без

разделки

1

1,5 ... 2,0

1,0 ... 1,5

70 ... 90

8 ... 10

4

2

2,0 ... 2,5

1,5 ... 2,0

80 ... 100

4

V-образная

2

2,0 ... 2,5

2,0 ... 2,5

80 ... 100

8 ... 10

6

3

2,5 ... 3,0

10 ... 12

10

4

2,5 ... 3

3,0

100 ... 120

10 ... 12

6

Х-образная

2

2,0 ... 2,5

2,5 ... 3,0

90 ... 120

10 ... 12

8

4

2,5 ... 3

10

100 ... 120

Примечание. Расход аргона на защиту корня шва 2 ... 3 л/мин.

Ручную дуговую сварку покрытыми электродами для листов толщиной более 1,5 мм осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Для сварки никеля используют электроды "Прогресс-50" со стержнем из проволоки НШ и ОЗЛ-22 со стержнем НМцАТК 1-1,5-2,5-0,15. Толщины до 4 мм сваривают без разделки, а больше 4 мм с разделкой кромок (табл. 11). Рекомендуется по возможности вести сварку за 1 проход, а длинные швы выполнять отдельными участками.

Для предупреждения перегрева электрода и получения меньших остаточных напряжений при сварке используют ток, пониженный по сравнению с током при сварке сталей и пониженную скорость сварки (табл. 12).

Сварку рекомендуют вести в нижнем положении короткой дугой для уменьшения угара стабилизирующих и раскисляющих элементов, содержащихся в электродной проволоке. Продольные колебания конца электрода способствуют газоудалению и получению более плотных швов.

Табл. 11 Подготовка кромок при ручной сварке никеля и его сплавов покрытыми электродами

Свяжитесь с нами





(*) — поля обязателные к заполнению