Файл: Газовая сварка цветных металлов и сплавов Содержание страницы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Сплавы системы магний — марганец — церий (например, деформируемый сплав МА8), отличаются высокими механическими свойствами и мелкозернистой структурой, однако склонны к образованию кристаллизационных трещин, которые при газовой сварке можно устранить применением присадочного материала с повышенным содержанием алюминия.
Сплавы системы магний — алюминий — цирконий (литейный МЛ12 и деформируемый ВМ65-1) отличаются плохой свариваемостью, поэтому в сварных конструкциях их не применяют.
Технология сварки магниевых сплавов. Наибольшее распространение в качестве горючего газа для сварки магниевых сплавов получил ацетилен. Однако при сварке деталей малой толщины применяют пропан-бутановую смесь, водород, а также его смеси с ацетиленом и метаном, природный газ и другие газы-заменители. В качестве присадочного материала используют прессованную проволоку или прутки из сплава того же химического состава, что и состав основного металла. При сварке деформируемых сплавов допускается применение присадочного материала в виде полос, нарезанных из листового материала той же марки, а при сварке литейных сплавов и заварке дефектов литья — в виде прутков диаметром 5 … 10 мм.
При сварке деформируемого сплава МА1 допускается применение присадочного материала марок МА1 и МА8, при сварке сплава МА8 — марок МА8 и МА2-1, а при сварке сплава МА2 — присадочного материала той же марки.
Присадочный материал перед сваркой необходимо предварительно обезжирить и подвергнуть травлению в 20%-ном растворе азотной кислоты. Практикуется зачистка присадочного материала металлической щеткой непосредственно перед сваркой. Применение для зачистки шлифовальных кругов и шкурок не допускается.
Для газовой сварки магниевых сплавов можно использовать флюсы на основе хлоридов и фторидов. Хлоридные флюсы технологичны, однако их применение связано с опасностью коррозии сварных соединений под действием остатков флюса. Эти флюсы используют при сварке малоответственных соединений, а также соединений, подвергаемых после сварки специальной обработке для повышения коррозионной стойкости (например, выдерживание сваренных деталей в течение 5 мин в подогретом до температуры 70 … 80 °С водном растворе, содержащем 2 % бихромата калия, 3 % азотной кислоты и 0,1 % хлорида аммония, с последующей их промывкой и сушкой).
Фторидные флюсы не вызывают коррозии, однако менее технологичны. Их плотность больше плотности расплавленного металла сварочной ванны, поэтому частицы флюса могут оставаться в металле шва. Наибольшее распространение имеют флюсы, состав которых приведен в табл. 15. Компоненты, входящие в состав флюса, должны быть химически чистыми. Флюсы допускается приготовлять методами расплавления и механического перемешивания. Лучшие результаты получают при применении флюса, полученного расплавлением. Готовый флюс хранят в стеклянной таре с герметически притертой пробкой.
Перед нанесением на присадку флюс разводят в керамической посуде или в посуде из коррозионно-стойкой стали дистиллированной водой до сметанообразного состояния (из расчета примерно 60 г флюса на 100 г воды). Разведенный флюс можно хранить не более 9 ч. Добавлять новую порцию флюса в уже разведенный и использованный более 6 ч назад не разрешается.
Подготовка к сварке. При газовой сварке магниевых сплавов применяют стыковые соединения.
Детали из листового материала толщиной до 1,2 мм сваривают с отбортовкой кромок при радиусе изгиба до 2 мм. Отбортованные кромки должны прилегать друг к другу по всей длине соединения. Детали толщиной до 3 мм сваривают встык без скоса кромок при зазоре между ними до 2 мм. При толщине детали, превышающей 3 мм, выполняют скос кромок с углом раскрытия, равным 60 … 70°. В зависимости от толщины детали зазор изменяется от 1,5 до 6 мм, а величина притупления — от 1,5 до 2,5 мм.
Поверхность деталей должна быть тщательно очищена от масел, грязи, краски и оксидов обезжириванием в специальных растворителях с последующим травлением в щелочах, а также механическим способом. При травлении удаляется оксидный (анодированный) слой, вызывающий пористость в металле шва.
| Таблица 15. Флюсы для сварки магниевых сплавов | ||
| Марка флюса | Состав флюса | |
| Kомпонент | Содержание, мас. % | |
| ПО | Фторид кальция | 17,4 |
| Фторид бария | 35,2 | |
| Фторид магния | 26,2 | |
| Фторид лития | 21,2 | |
| МФ-1 | Фторид кальция | 25 |
| Фторид бария | 30 | |
| Фторид магния | 10 | |
| Фторид лития | 15 | |
| Kриолит | 20 | |
| ВФ-156 | Фторид кальция | 14,8 |
| Фторид бария | 33,3 | |
| Фторид магния | 24,8 | |
| Фторид лития | 19,5 | |
| Kриолит (чистый) | 4,8 | |
| Оксид магния | 2,8 | |
| 13 | Фторид кальция | 13 |
| Фторид бария | 26 | |
| Фторид магния | 19 | |
| Фторид лития | 16 | |
| Фторид кадмия | 15 | |
| Kислый фосфорно-кислый натрий | 11 | |
Детали и присадочный материал обезжиривают путем обтирания ветошью или концами, пропитанными бензином, ацетоном или специальной смывкой. После обезжиривания травят в растворе, нагретом до температуры 70 … 100 °С и содержащем гидроксид натрия (300 … 600 г/л), нитрит натрия (150 … 200 г/л) и нитрат натрия (40 … 70 г/л). Время травления составляет 5 … 60 с в зависимости от габаритных размеров деталей. Затем детали промывают последовательно в горячей (при температуре 30 … 50 °С) и холодной проточной воде. После этого травят в растворе хромового ангидрида (150 … 250 г/л) в течение 15 мин при комнатной температуре, промывают в горячей и холодной проточной воде и сушат в сушильном шкафу при температуре 50 … 60 °С.
Слой оксида и другие загрязнения удаляют с обеих сторон детали механическим способом, шарошками, напильниками и
металлическими щетками на ширине 20 … 30 мм. При этом не следует наносить глубокие царапины на зачищаемых поверхностях. Шлифовальные инструменты для зачистки деталей применять не допускается. После зачистки с поверхности деталей удаляют стружки и опилки.
Свариваемые кромки деталей после сборки должны быть хорошо подогнаны друг к другу. Смещение или перекос кромок не должен превышать 10 % толщины свариваемой детали. При сварке деталей разной толщины допускается смещение или перекос, не превышающий 10 % толщины более тонкой детали. Обычно сваривают детали с соотношением толщин от 1 : 1 до 1 : 1,5. Прихватку деталей выполняют газовой сваркой тем же присадочным материалом и при том же режиме, что и при последующей сварке. Размеры прихваток и расстояние между ними приведены в табл. 16.
Литые детали из магниевых сплавов сваривают в основном при устранении брака литья. Отливки перед заваркой необходимо очистить от грязи и остатков формовочной смеси, а в месте заварки — от литейной корки и оксидной пленки на расстоянии 20 … 30 мм от края разделки. Детали, поступающие на заварку из механических цехов, очищают от грязи и краски металлическими щетками, а затем обезжиривают.
Разделку под сварку выполняют шарошками, сверлами или другими режущими инструментами, чтобы место подварки имело плавные очертания и переходы от боковой поверхности к основанию. Радиус перехода должен быть не менее 10 мм, а угол между боковой поверхностью и основанием разделки — 35 … 50°. При наличии сквозных дефектов, например трещин или спаев, оставляют притупление, равное 1,5 … 2,0 мм. Трещины разделывают с одной или с двух сторон под углом не менее 30°.
| Таблица 16. Размеры прихваток в зависимости от толщины металла при сварке магниевых сплавов | |||
| Толщина металла, мм | Размеры прихватки, мм | Расстояние между прихватками, мм | |
| Длина | Высота | ||
| До 1,5 | 5 … 10 | 1 … 2 | 20 … 40 |
| 1,5 … 3,0 | 5 … 10 | 1,5 … 2,5 | 30 … 60 |
| 3 … 5 | 6 … 12 | 2,0 … 3,5 | 50 … 80 |
| 5 … 10 | 8 … 15 | 3 … 5 | 80 … 120 |
| Более 10 | 10 … 30 | 4 … 6 | 120 … 200 |
Концы трещин необходимо предварительно засверлить сверлом диаметром 2 … 3 мм. Раковины и шлаковые включения разделывают до полного удаления дефектного металла. Если дефектный участок находится вблизи от кромки отливки, то его разделывают с выходом на кромку.
Режимы сварки. Расход газов при сварке магниевых сплавов составляет 75 … 100 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемых деталей. Основные параметры режима газовой сварки магниевых сплавов те же, что и сварки алюминиевых сплавов. Характер пламени горелки — строго нейтральный. Избыток кислорода или ацетилена не допускается. Пламя горелки во время сварки должно быть расположено таким образом, чтобы конец его ядра находился на расстоянии 3 … 5 мм от поверхности расплавленного металла. Сварка ядром пламени не допускается. Конец прутка должен быть погружен в ванну расплавленного металла.
Выбор способа газовой сварки зависит от толщины деталей: до 5 мм рекомендуется левый, более 5 мм — правый. Сваривать следует только в нижнем положении. Предельный угол наклона свариваемой детали из деформируемых сплавов к горизонтальной плоскости не должен превышать 45°. При заварке дефектных участков на отливках угол наклона должен быть не более 30°. Выполнение вертикальных и потолочных швов недопустимо.
Характер движения горелки и присадочного материала определяется толщиной свариваемых деталей. При толщине до 3 мм стыковые соединения выполняют при поступательном движении горелки и присадочного материала без каких-либо поперечных колебаний. При сварке деталей большей толщины горелке и присадочному материалу сообщают колебательные движения, направленные в противоположные стороны.
Для выполнения шва за один проход сварку необходимо вести быстро и непрерывно. При перерывах и при окончании сварки горелку следует отводить медленно, чтобы не допустить резкого охлаждения шва. В то же время следует избегать перегрева околошовной зоны.
Детали из деформируемых магниевых сплавов толщиной более 5 мм обычно сваривают с предварительным нагревом до температуры 300 … 350 °С (местным горелками или общим в печи). В горелках для местного подогрева используют ацетилен с кислородом или природный газ с воздухом. Пламя горелок должно быть нейтральным, расстояние от ядра пламени до подогреваемой поверхности — не менее 10 мм.
Дефектные места на отливках можно заваривать без предварительного нагрева, а также после местного или общего подогрева. Заварку выполняют при температуре не ниже 10 °С в помещении, в котором не должно быть сквозняков. Без предварительного нагрева заваривают дефектные участки в малонагруженных или тонкостенных зонах отливок, расположенных около края последних. Местный подогрев применяют перед подваркой дефектных участков, расположенных на значительном расстоянии от ребер жесткости и при толщине завариваемой части детали более 6 мм. Область местного подогрева должна охватывать часть поверхности, удаленную на 20 мм от края разделки. Общий подогрев применяют перед подваркой дефектных участков, расположенных вблизи от зон повышенной жесткости и при толщине завариваемой части детали менее 6 мм. Заварка считается законченной после получения шва с выпуклостью (усилением) высотой 3 … 6 мм.
Обработка после сварки. Непосредственно после сварки (не более чем через 3 ч после ее окончания) с наружной и внутренней поверхностей сварных швов металлическими щетками и дробеструйной обработкой удаляют остатки флюса и шлака. Промывка деталей после сварки в воде и их травление не допускаются. В тех случаях, когда остатки шлака не опасны для paботы изделия, их можно не удалять. Избыток наплавленного металла удаляют механической или слесарной обработкой. После выполнения всех перечисленных операций детали из