Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Учебник по сварке

       

Сварка меди и ее сплавов

Медь получила большое применение в технике благодаря высокой электропроводности и теплопроводности, а также хорошей химической стойкости. При дуговой сварке меди следует учесть, что теплопроводность меди примерно в шесть раз больше теплопроводности железа. При температуре 500...600°С медь приобретает хрупкость, а при 700...800°С прочность меди настолько снижается, что уже при легких ударах образуются трещины. Плавится медь при температуре 1083 °С.

Свариваемость меди в значительной степени зависит от наличия в металле различных примесей: висмута, свинца, сурьмы, мышьяка. Чистая электролитическая медь обладает наилучшей свариваемостью. Расплавленная медь легко окисляется, образуя оксид меди, и легко поглощает водород и оксид углерода. При охлаждении в объеме металла выделяются пузырьки паров воды и углекислого газа, которые не растворяются в меди. Эти газы, расширяясь, создают большое внутреннее давление и приводят к образованию мелких межкристаллитных трещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Сварку меди и ее сплавов производят только в нижнем положении или очень малых углах наклона.

Ручная дуговая сварка меди выполняется плавящимся или неплавяшимся электродом. При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочного материала применяют прутки из меди, бронзы или латуни..

Для предохранения меди от окисления и улучшения процесса сварки применяют флюсы, который наносят на разделку шва и на присадочные прутки.

Листы толщиной до 4 мм можно сваривать с отбортовкой без присадочного металла, а более 4 мм - со скосом кромок под утлом 35...45°. Сборка под сварку должна обеспечить минимальные зазоры (до 0,5 мм), чтобы предупредить протекание расплавленного металла шва. Рекомендуется также использовать подкладки из графита, асбеста или керамики. По торцам шва следует сделать формовку. Сварку производят постоянным током прямой полярности. Длина дуги должна составлять 10..13 мм, напряжение 45...60 В. Сварку ведут со скоростью не менее 0,2...0,3 м/мин и при возможности за один проход.

Режимы сварки угольным электродом зависят от толщины свариваемых кромок. При толщине листов до 4 мм используют угольные электроды диаметром 4...6 мм, а сварочный ток выбирают в пределах 40...320 А. При толщине листов более 4 мм (применяют электроды диаметром 8...10 мм при сварочном токе 350...550 А. После сварки металл шва проковывают (тонкие листы в холодном, а толстые — в нагретом до температуры 200...350°С состоянии). Для повышения вязкости металла шов подвергают отжигу с нагревом до температуры 500...550°С и быстрым охлаждением в воде.

При сварке металлическим электродом подготовка кромок и обработка шва производится так же, как и при сварке угольным электродом.

Сварку меди в защитных гаэах выполняют угольным или вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности. Защитными газачи служат аргон, гелий или азот. Листы толщиной более 8 мм требуют предварительного нагрева. После сварки производится обычная обработка шва.

При газовой сварке следует учитывать выгокую теплопроводность меди и поэтому для сварки требуется пламя повышенной мощности. Для листов толщиной до 10 мм удельная мощность пламени должна быть равна 150 л/(ч-мх), а для листов толщиной свыше 10 мм — 200 л/(ч-мм). Рекомендуетзя производить сварку одновременно двумя горелками: одна для подогрева свариваемых кромок с удельной мощностью 150... 200 л/(ч-мм) и вторая — для сварки с удельной мощностью 100 л/(ч-мм). Для уменьшения отвода теплоты изделие закрывают листовым асбестом. Пламя должно быть строго нормальным. Избыток ацетилена вызывает появление пор и трещин, а избыток кислорода приводит к окислению металла шва. Мундштук горелки устанавливают под углом 80-90°. Нагрев и плавку меди производят восстановительной зоной пламени. Сварку производят быстро, без перерывов, в один проход. В процессе сварки подогретый кокец присадочного прутка периодически обмакивают в флюс и таким образом переносят налипший флюс в свароч ную ванну. Для получении мелкозернистой структуры н уплотнения металла производят проковку шва. Металл толщиной До 5 мм, проковывают в холодном состоянии, а при большой толщине — в горячем состоянии при температуре 200...300°С. После проковки следует произвести отжиг с нагревом до 500...550°С и охлаждением в воде. При этом шов получается более пластичным.

Латунь — сплав меди с цинком сваринают всеми способами, указанными выше для меди. Основное затруднение при сварке латуни связано с кипением и интенсивным испарением цинка, пары которого в воздухе образуют ядовитые оксиды.

Латунь при газовой сварке нормальным пламенем выделяет пары цинка, в результате чего шов получается пористым. Поэтому применяют пламя с избытком кислорода (до З0-40%). Избыток кислорода окисляет часть цинка. Образующаяся на поверхности сварочной ванны оксидная пленка защищает расплавленный металл от дальнейшего окисления. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска. Оксиды удаляют травлением 10%-ным водным раствором азотной кислоты с последующей промывкой горячей водой и протиркой насухо. Удельная мощность пламени 100...150 л/(ч-мм). Мундштук горелки устанавливают под углом 80...90° а присадочный пруток — под углом 80° к мундштуку горелки. Чтобы не допустить интенсивного окисления, сварку производят быстро, без перерывов, в один проход. Расстояние от ядра пламени до ванны — 7...10 мм. Латунь толщиной более 15 мм рекомендуется предварительно нагревать да 500...550°С. После сварки шов проковывают. Если латунь содержит меди более 60%, проковку шва производят в холодном состоянии. Если же в латуни меди менее 60%, то швы проковывают при температуре 700°С. После проковки швы подвергают отжигу при температуре 600...650°С с последующим медленным охлаждением. Получаются пластичные швы с мелкозернистой структурой.

Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, цинком и свинцом. При сварке угольным электродом оловянистых бронз в качестве присадочного материала применяют прутки из сплава, содержащего 95...96% меди, 3...4% кремния, 0,25% фосфора. Флюс — прокаленная бура или борный шлак. При сварке специальных бронз применяют прутки, изготовленные из бронз свариваемых марок или близких им по химическому составу. Ток постоянный, прямой полярности. Сварку металлическим электродом фосфористой бронзы выполняют прутками следующего состава: 10...12% олова, 0,15...0,45% фосфора, остальное — медь. Для свинцовых бронз применяют прутки из сплава, содержащего 21% свинца, 8% олова, 1,5% цинка, остальное — медь. Прутки покрывают различными защитными покрытиями Ток постоянный, обратной полярности. При диаметре прутка 6...8 мм сварочный ток составляет 200...300 А. Рекомендуется предварительный нагрев свариваемых деталей до температуры 250...300°С. Допускается легкая проковка сварного шва для улучшения качества наплавленного металла.

Бронза имеет различные примеси, которые при сварке легко выгорают, вследствие чего образуется пористый шов. Поэтому газовую сварку бронзы производят нормальным пламенем. Удельная мощность горелки — 100...150 л/(ч-мм). Свариваемые кромки подготавливают так же, как и при сварке меди. Сварку ведут возможно быстро, без перерывов, в один проход. Конец ядра пламени должен быть на расстоянии 7... 10 мм от поверхности сварочной ванны. Как и при сварке меди, допускается применение второй подогревающей горелки удельной мощностью 100 л/(ч-мм). После сварки изделие нагревают до температуры 400...450°С и затем охлаждают в воде.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru