Файл: Газовая сварка цветных металлов и сплавов Содержание страницы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 32
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| Таблица 8. Выбор присадочной проволоки и номера флюса для сварки бронзы | |||
| Марки бронзы | Марка присадочной проволоки | Номер или марка флюса | Температура подогрева |
| БрО10Ц2, БрОФ6 — 0,15 | БрОЦ4 — 3 | 1; 2 | 400 … 500 °С |
| БрО5Ц6С5 | БрОФ6,5 — 0,15 | 3 | |
| БрАЖ9 — 4 | БрАЖМц10 — 3 — 1,5 | 4 | |
| БрАМц9 — 2 | БрАМц9 — 2 | АФ-4А | |
| Таблица 9. Режимы газовой сварки бронзы | |||||||
| Толщина свариваемых деталей, мм | Диаметр присадочной проволоки, мм | Номер наконечника горелки по ГОСТ 1077 — 79Е | Расход, дм3/ч | ||||
| Ацетиленокислородное пламя | Пропан-бутанокислородное пламя | ||||||
| Ацетилен | Kислород | Пропанбутановая смесь | Kислород | ||||
| До 1,5 | 1,6 | 2; 3 | 150 … 225 | 180 … 250 | 90 … 140 | 315 … 490 | |
| 1,6 … 2,5 | 2,0 | 3; 4 | 225 … 375 | 250 … 450 | 140 … 225 | 490 … 800 | |
| 2,6 … 4,0 | 3,0 | 4; 5 | 375 … 700 | 450 … 850 | 225 … 420 | 800 … 1 470 | |
| 4,1 … 8,0 | 4,0 … 5,0 | 5; 6 | 700 … 1 600 | 850 … 1 960 | 420 … 960 | 1 470 … 3 360 | |
| 8,1 … 15,0 | 6,0 | 6; 7 | 1 600 … 3 000 | 1 960 … 3 600 | — | — | |
При повышенном содержании алюминия применяют флюсы, используемые при сварке алюминия: АФ-4А либо флюс, состоящий из одной трети АФ-4А и двух третей смеси 45%-ной борной кислоты и 55%-ной буры (прокаленной).
Сварку бронзы ведут нормальным пламенем, соблюдая отношение β = 1,2 … 1,3. Пламя должно быть мягким. Мощность горелки, дм3/ч, при сварке с подогревом V = (100 … 150)s, при сварке без подогрева V = (125 … 175)s.
Режимы газовой сварки бронзы приведены в табл. 9.
4. Сварка алюминия и его сплавов
Свойства и классификация алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы при малой плотности обладают большой удельной прочностью, высокими механическими свойствами, теплопроводностью, электрической проводимостью, коррозионной стойкостью и хорошими технологическими свойствами.
Высоких механических свойств достигают введением в алюминиевые сплавы легирующих элементов, например марганца, меди, магния, кремния, цинка, хрома, никеля и др. Большинство легирующих элементов образуют с алюминием ограниченные твердые растворы. Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные группы: деформируемые и литейные.
К деформируемым относят сплавы, подвергаемые обработке давлением различными методами: ковкой, штамповкой, прокаткой, прессованием, волочением. Сплавы этой группы можно подразделить на не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой. В промышленности применяют деформируемые двойные сплавы алюминия с медью, магнием, кремнием и марганцем; тройные сплавы алюминия с медью и магнием, медью и никелем, магнием и кремнием, магнием и марганцем; многокомпонентные сплавы алюминия (например, дуралюмины).
Наиболее распространенными деформируемыми сплавами алюминия, не упрочняемыми термической обработкой, являются его сплавы с марганцем (АМц), а также с магнием (АМг, АМг3, АМг5 и др.). Большинство этих сплавов отличается высокими пластичностью, коррозионной стойкостью и хорошей (АМц, АМг3) или удовлетворительной (AMг1, АМг5, АМг6) свариваемостью при газовой сварке. Однако их прочность сравнительно невелика.
Каждый из сплавов может быть мягким (отожженным), полунагартованным и нагартованным.
К деформируемым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относят дуралюмины (Д1, Д16), а также сплавы АВ, АК и В95. Основным видом термической обработки является закалка с последующим естественным или искусственным старением. При закалке сплавы нагревают до температуры, соответствующей структуре однородного твердого раствора (480 … 530 °С), выдерживают в течение 0,5 … 2 ч и фиксируют структуру охлаждением в холодной воде. Естественное старение осуществляют путем выдержки при комнатной температуре в течение 5 сут, а искусственное — при температуре 100 … 200 °С в течение нескольких часов. В результате старения прочность и твердость сплава повышаются.
Литейные сплавы используют для изготовления фасонных деталей, часто имеющих сложную конфигурацию. Естественно, они должны обладать высокими литейными свойствами. Наиболее распространены сплавы на основе алюминия и кремния, алюминия и магния, алюминия и меди, а также тройные — на основе алюминия, кремния и меди, алюминия, кремния и магния, алюминия, меди и цинка, алюминия, меди и никеля и др. Большинство литейных алюминиевых сплавов упрочняют термической обработкой на различных режимах.
Наибольшее распространение среди литейных сплавов получили сплавы на основе алюминия и кремния (4 … 13 %) — силумины, обладающие высокими технологическими свойствами и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Силумины имеют сравнительно низкие показатели пластичности; для их повышения силумины модифицируют, после чего они приобретают мелкозернистую структуру.
Свойства алюминиевых сплавов, определяющие их свариваемость. К особенностям алюминиевых сплавов можно отнести сравнительно низкую температуру плавления при высокой теплопроводности. В связи с этим возникают трудности с дозированием количества теплоты, подводимой к месту сварки.
Алюминий обладает высоким химическим сродством к кислороду. Это приводит к тому, что на поверхности свариваемых деталей образуется слой оксида алюминия. Это тонкий и прочный слой достаточно тугоплавкий: температура плавления примерно 2 050 °С. Плотность оксида алюминия почти в 1,5 раза больше плотности жидкого металла, поэтому при сварке он может тонуть в жидком металле, образуя в нем включения, снижающие качество металла шва. Даже после удаления механическим или химическим способом слой оксида вновь образуется за десятые доли секунды. Наличие слоя оксида алюминия препятствует процессу сварки.
Алюминиевые сплавы отличаются высоким коэффициентом линейного расширения (примерно в 2 раза больше, чем у низкоуглеродистой стали). Это приводит к тому, что при сварке возникают значительные остаточные напряжения и деформации, которые в большей степени проявляются в угловых и тавровых соединениях. Алюминиевые сплавы, особенно литейные, обладают низкой прочностью при высоких температурах, что затрудняет получение надежных сварных соединений. В связи с этим необходимо тщательно выполнять сварочные операции (в частности, нельзя допускать перемещения деталей при сварке).
Сварочная ванна жидкого металла при сварке алюминиевых сплавов находится в вязком состоянии. Это затрудняет правильное формирование сварного шва и ведение процесса сварки.
При сварке алюминиевых сплавов возможно образование пористости в металле шва. Это вызвано тем, что при взаимодействии расплавленного алюминия с парами воды образуется атомарный водород, который хорошо растворяется в металле сварочной ванны:
2Аl + 3Н2О = Аl2О3 + 6Н (6)
Столь же активно растворяется водород, выделяющийся в зоне сварки при разложении углеводородов.
В процессе кристаллизации металла сварного шва часть растворенного водорода не успевает выделиться из него. При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое происходят резкое изменение растворимости водорода и выделение большого количества его из раствора. Высокая скорость кристаллизации препятствует выходу газа в атмосферу и создает благоприятные условия для образования пор.
При газовой сварке некоторых термически неупрочняемых сплавов (АМг5, АМг6), содержащих повышенное количество магния, в околошовной зоне вспучивается металл и образуется пористость. Предварительный нагрев свариваемых деталей и уменьшение скорости сварки позволяют уменьшить вероятность возникновения пористости.
Технология сварки алюминиевых сплавов. В качестве горючего газа для газовой сварки алюминиевых сплавов чаще используют ацетилен. Однако из-за низкой температуры плавления допускается применение водорода и других газов-заменителей, например пропан-бутановой смеси.
Применение водорода допускается при толщине материала до 2 мм. Следует учитывать, что расплавленный металл сварочной ванны активно поглощает водород. Этот процесс усиливается по мере повышения температуры. Поглощение водорода ухудшает качество металла шва, поэтому не следует допускать перегрева.
Применение пропан-бутановой смеси при сварке, например, деталей из сплава АМц толщиной до 3 мм обеспечивает такие же производительность и качество получаемых соединений, как и при использовании ацетиленокислородного пламени. При сварке деталей толщиной 5…8 мм производительность на 15 … 20 % ниже, чем при применении ацетилена, при этом заметного снижения механических свойств свариваемых деталей не происходит. Ширина ЗТВ при сварке деталей из сплава АМц пропан-бутаном в 1,5 — 2 раза больше, чем при применении ацетилена.
При выборе присадочного материала для газовой сварки алюминия желательно, чтобы его состав отличался от состава основного металла, исключение составляют лишь чистый алюминий и сплавы типа АМц. Применение присадочного материала с составом, аналогичным составу основного металла, при сварке алюминиевых сплавов повышенной прочности приводит к получению соединений, которые не обладают достаточно высокой прочностью и могут иметь трещины и пористость.
Обычно применяют присадочный материал в виде тянутой или прессованной проволоки, литых прутков длиной 600 … 650 мм, диаметр которых должен соответствовать толщине свариваемых деталей.
Поверхность присадочного материала должна быть гладкой и чистой, без плен, трещин, закатов, вмятин, заусенцев, расслоений и резких перегибов. Тянутую проволоку поставляют в нагартованном состоянии в бухтах, горячепрессованную — в бухтах или в виде прутков длиной не менее 3 м. Следы масел, грязи должны быть удалены обезжириванием и травлением (технология обезжиривания и травления присадки та же, что и для основного металла).
При отсутствии присадочной проволоки требуемой марки (табл. 10) допускается использовать полосы, нарезанные из листов или бракованных деталей того же состава. Ширина полос обычно в 2 раза больше их толщины. По возможности полосы калибруют, придавая их сечению округлость путем волочения через простейшие фильеры. При этом заостренный конец полосы закрепляют в суппорте, а фильеры — в патроне токарного станка.
| Таблица 10. Выбор присадочной проволоки для газовой сварки алюминиевых сплавов | |
| Марки сплавов | Марки присадочной проволоки по ГОСТ 7871 — 75 |
| АД, АД1, АД0 | СвАK5, СвА97 |
| АМц | СвАМц |
| АМг2, АМг3, АМг4 | СвАМг3, СвАМг6 |
| АМг5 | СвАМг5, СвАМг6 |
| АМг6 | СвАМг6, СвАМг61 |
| МВ, АД31, АД33 | СвАK5, Св1557 |
| АЛ2, АЛ4, АЛ6 | СвАK5 |
Для сварки алюминия, содержащего до 0,6 % железа и до 0,6 % кремния, можно применять присадочный материал того же состава или (лучше) сплавы АК5 и АМц.