Як варити мідь, бронзу, латунь, алюміній, титан і їх сплави
Home> Загалом про будівництво> Як варити мідь, бронзу, латунь, алюміній, титан і їх сплави
Мідь. Її зварювання ускладнюється великою теплопровідністю, властивої міді (вище в шість разів, ніж у заліза), здатністю сильно окислюватися в розплавленому стані. Сварка міді сильно ускладнюється наявністю домішок, які завжди є в її складі. Ще одна особливість - мідь в розплавленому стані сильно поглинає водень. А це призводить до появи всередині свариваемого ділянки бульбашок води, в результаті чого створюються напруги, що є причиною появи великої кількості мікротріщин. Це явище отримало назву водневої хвороби міді. Щоб її попередити, слід знижувати кількість водню в зоні зварювання. Для цього перед зварюванням виробляють прокатку електродів і флюсів, застосовують захисні гази.
Ручне зварювання вугільним електродом знаходить обмежене застосування, переважно для маловідповідальних виробів. Вугільні електроди доцільно використовувати при товщині міді до 15 мм. При великих товщинах кращі «результати отримують, застосовуючи графітові електроди. Зварювання виконують електродами, заточеними на конус (на 1/3 його довжини), на постійному струмі прямої полярності. Щільність струму на електроді зазвичай становить 200-400 А / см2.
При застосуванні вугільного електрода зварювання треба вести довгою дугою і присадний матеріал не занурювати в ванну, а тримати його під кутом приблизно 30 ° по відношенню до виробу і на відстані 5 мм від поверхні розплавленого шару.
Електрод розташовують під кутом 75-90 ° до зварювального виробу. Вуглекислий газ, що виділяється в процесі зварювання, недостатньо захищає розплавлений метал від окислення, тому застосовують присадочний матеріал з розкислювачем - фосфором, а також флюс (94-96% прокаленной бури, 6-4% металевого магнію). Флюс наносять на змочену рідким склом поверхню прутка або на зварюються кромки у вигляді пудри і просушують на повітрі.
У разі, якщо товщина зварювальних деталей міді досягає 5мм, стикове з'єднання повинно мати кут зрізу на крайках до 90 °. Безпосередньо зварювання треба вести на азбестового (графітової) основі. Електрод при цьому повинен мати кут нахилу вперед - 10-20 °. Бажана послесварочная проковка по всій довжині готового шва.
З'єднання з металу товщиною до 5 мм проковують без підігріву, при більшій товщині - з підігрітому до 800 ° С і наступним швидким охолодженням. Стикові шви рекомендується зварювати в один шар з одного боку, щоб уникнути зниження механічних властивостей.
Ручну зварювання покритими електродами виконують на постійному струмі зворотної полярності короткою дугою без поперечних коливань. Зворотно-поступальний рух дасть оптимальне формування шва. Якщо дугу збільшувати, це призведе до розбризкування і суттєво погіршить механічні властивості шва.
Якщо товщина зварюваного листа міді (деталі) не перевищує 4 мм, зварювання можна починати без підготовки скоса кромок і без попереднього підігріву. При товщині вище 5 мм попередній підігрів необхідний (до 300 ° С) і оброблення крайок під кутом 70 ° обов'язкова.
Бронза являє собою сплав міді з оловом (оловяністие бронзи), кремнієм (крем'янисті бронзи), марганцем, берилієм, фосфором і ін. По зварюваності бронзи значно відрізняються один від одного, тому і технологія зварювання бронз різноманітна. Присадний матюкав зазвичай підбирають близьким до хімічного складу металу, що зварюється. Зварювання виконують на постійному струмі зворотної полярності, не суцільним безперервним швом, а короткими відрізками.
Латунь - сплав міді з цинком. При зварюванні латуні найкраще застосовувати електроди марки ЗТ, що враховують температуру плавлення латуні - 800-1000 ° С.
Сварка ведеться на постійному струмі зворотної полярності короткою дугою. Після зварювання шов проковують, а потім отжигают при температурі 600-660 ° С для вирівнювання її хімічного складу і додання зерну дрібнозернистої структури.
Зварювання алюмінію і його сплавів. Алюміній. Почати слід з того, що зварювання як алюмінію, так і його сплавів ускладнена тим, що в процесі зварювання на поверхні розплавленого шару моментально утворюється тугоплавка плівка оксиду алюмінію. Ця плівка перешкоджає процесу сплаву окремих частинок металу. Справа в тому, що оксид алюмінію плавиться при температури 2050 ° С, а сам алюміній - 658 ° С. Щоб подолати цю технологічну складність, застосовують ряд спеціальних способів.
Перше і найважливіше умова-підготовка до зварювання. З'єднуються деталі повинні бути обов'язково знежирені, при цьому вже наявна на поверхні плівка оксиду алюмінію віддаляється. Присадний дріт обробляється таким же способом. Електродні стрижні також очищаються перед нанесенням на них покриття.
Метал на ширині 80-100 мм від кромки знежирюють розчинниками (авіаційним бензином, технічним ацетоном), потім механічної зачисткою або хімічним травленням видаляють оксидну плівку.
Видалення плівки оксидів включає наступні операції: травлення протягом 0,5-1 хв (склад: розчин їдкого натру 50 г і фториду натрію 40 г на 1 л води); промивку в проточній воді, освітлення протягом 1-2 хв в 30% -му розчині азотної кислоти для алюмінію і сплавів типу АМц або 25% -му розчині ортофосфорної кислоти для сплавів типу Амг; промивку в проточній, а потім гарячій воді; сушку до повного видалення вологи. Знежирення і травлення рекомендується виконувати не більше ніж за 2-4 год до зварювання.
Електроди безпосередньо перед зварюванням треба просушити протягом двох годин при температурі 200 ° С.
У зв'язку з тим, що алюмінієвий електрод плавиться в 2-3 рази швидше сталевого, швидкість зварювання алюмінію повинна бути відповідно вище. Зварювання рекомендується виконувати безперервно в межах одного електрода, так як плівка шлаку на кратері і кінці електрода перешкоджає повторному запалювання дуги. Для забезпечення стійкого процесу при мінімальних втратах на розбризкування рекомендується приймати зварювальний струм з розрахунку не більше 60 А на 1 мм діаметра електрода.
Сварка металу товщиною до 2 мм здійснюється без присадки і без оброблення крайок, метал товщиною понад 2 мм зварюють з зазором 0,5-0,7 товщини зварювальних листів або з обробленням кромок. Оксидну плівку видаляють про допомогою флюсів АФ-4А.
Ручну зварювання покритими електродами застосовують в основному при виготовленні малонавантажених конструкцій з технічного алюмінію, сплавів типу АМц і АМг, силуміну. Використання постійного струму зворотної полярності і попереднього підігріву (для середньої товщини - 250-300 ° С, для великої товщини - до 400 ° С) забезпечує необхідну проплавлення при помірних зварювальних токах.
Ручна дугова зварка виробів з технічно чистого алюмінію виробляється електродами ОЗА-1, а зварювання виробів з силуминов - електродами ОЗА-2. Розроблено нові електроди ОЗА-НУ, які за технологічними характеристиками істотно перевершують електроди серії ОЗА. При використанні цих електродів забезпечується дрібнокрапельне перенесення електродного металу, хороше формування шва в будь-яких просторових положеннях, легка відділення шлакової кірки.
Сварка титану і його сплавів. Для того щоб надійно здійснити зварювання титану, треба захистити як зону зварювання, так і зворотну сторону шва від впливу атмосферного повітря. Для цього робляться подовжені насадки з отворами і захисні козирки, які захистять зону зварювання. Зворотний бік шва захистить мідна або сталева підкладка, яка щільно притискається до шву.
Яким буде якість зварних з'єднань - це залежить безпосередньо від проведеної підготовки кромок деталей і самої титанової дроту.
Оксидна плівка, що утворюється після гарячої обробки, повинна бути видалена механічним шляхом. Титан після цього повинен бути протравлений протягом 5-10 хв в суміші солей з кислотами (50 г фториду натрію, 350 мл соляної кислоти і 650 мл води) при температурі 60 ° С. Сварка здійснюється вольфрамовим електродом при постійному джерелі струму.
Зварювання ведуть без коливальних рухів пальника, на короткій дузі кутом вперед. Кут між електродом і присадним матеріалом підтримують в межах 90 °, подачу присадочного дроту здійснюють безперервно. Після закінчення зварювання або обриву дуги аргон повинен подаватися до тих пір, поки метал не охолоне приблизно до 400 ° С.
При ручного дугового зварювання титану вольфрамовим електродом діаметром 1,5-2 мм і присадочной дротом діаметром 2 мм зварювальний струм складає 90 100 А для металу товщиною 2 мм. Якщо товщина металу доходить до 4 мм - величина зварювального струму буде дорівнювати 120-140 А.