Презентации по МДК 02.04. Технология электродуговой сварки и резки металла
Страница содержит презентации по нескольким темам из МДК
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 12_ponyatie_o_svarivaemosti_metallov.pptx | 681.23 КБ |
| 1_tehnologiya_svarki_uglerodistyh_konstruktsionnyh_staley.pptx | 87.58 КБ |
| tehnologiya_svarki_legirovannyh_konstruktsionnyh_staley.pptx | 331.91 КБ |
| 4_svarka_alyuminiya_i_ego_splavov.pptx | 468.46 КБ |
| svarka_medi_i_ee_splavov.pptx | 141.62 КБ |
| tehnologiya_svarki_chuguna.pptx | 1.24 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Основные определения Под свариваемостью металлов понимают их свойство, характеризующее способность образовывать при установленной технологии сварки соединения с требуемым комплексом свойств, обусловленным условиями эксплуатации конструкции (ГОСТ 26001-84).
Различают понятия: физической свариваемости; технологической свариваемости. (1) Физическая свариваемость определяет свойство материалов образовывать монолитное неразъемное соединение с установлением в нем химических связей. Физической свариваемостью практически обладают все однородные металлы и большинство их сочетаний. Совершенно не свариваются некоторые разнородные металлы, например медь со свинцом . Очень затруднительна сварка железа со свинцом, титана с углеродистой сталью и медью.
(2) Технологическая свариваемость металлов, определяет их реакцию на воздействие конкретных условий сварки и способность при этом образовывать соединение с требуемыми свойствами. Свариваемость не является неизменным свойством материала, подобно его физическим характеристикам. Она зависит от способа и режимов сварки, состава присадочного металла, флюса, покрытия, защитного газа и сопровождающих условий (например, подогрев) и т. п.
Основными показателями свариваемости металлов и их сплавов являются: окисляемость металла в условиях сварки, сопротивляемость образованию горячих и холодных трещин, чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, чувствительность металла к образованию пор, соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям.
( II ) Методы оценки свариваемости В зависимости от свойств свариваемого металла, требований, предъявляемых к сварному соединению, оценку свариваемости можно проводить по различным показателям: по данным изменения структуры металла, механических свойств соединения, склонности к образованию определенных дефектов и др.
Для этой же цели используют и специальные технологические пробы, например так называемую валиковую пробу ( ГОСТ 13585-68 ). Для этого на пластины металла толщиной 14 - 30 мм наплавляют валики на режимах с различной погонной энергией.
Оценка свариваемости с помощью валиковой пробы а - образец валиковой пробы, б - разметка образцов для испытаний; 1 - исследование структуры, 2 - на ударный изгиб, 3 – на статический изгиб
Из пластин вырезают поперечные образцы для испытаний на статический и ударный изгиб, определение твердости и структуры . Валиковая проба позволяет оценить влияние технологии сварки на свойства и структуру металла в соединении . Оценку свариваемости проводят и по данным определения механических свойств металла сварного соединения и отдельных его участков по ГОСТ 6996-66 .
Для оценки свариваемости металлов по критерию сопротивляемости горячим трещинам применяют два основных вида испытаний: на машинах сварку технологических проб. (а) При машинных испытаниях свариваемый образец растягивают или изгибают во время сварки. Чем выше скорость деформации или ее величина для образования трещины, тем выше сопротивляемость материала к трещинообразованию при сварке.
Один из вариантов испытаний по методу ИМЕТ-ЦНИИЧМ
( b ) Технологические пробы , имитирующие сварное соединение с угловыми или стыковыми швами. Оценку производят по наличию и протяженности образующейся трещины в контрольном шве. Существуют и другие виды технологических проб.
Технологическая проба для оценки склонности металла к горячим трещинам а - с угловыми швами, б - со стыковыми швами; 1 - контрольный шов
Для оценки свариваемости металлов по критерию сопротивляемости холодным трещинам также применяют два вида испытаний: технологические пробы методы количественной оценки с приложением к образцам внешней механической нагрузки. (а) Технологические пробы представляют собой жесткие сварные соединения. Стойкость материала оценивают качественно по наличию или отсутствию трещин. Примерами проб могут служить крестовая проба и проба Кировского завода .
Крестовая технологическая проба для оценки склонности швов к холодным трещинам 1, 2, 3, 4 - последовательность наложения швов
В крестовой пробе цифрами показана последовательность наложения швов. В наиболее жестких условиях находится последний шов - 4-й , где и возможно образование трещин . Склонность к образованию холодных трещин более толстой стали можно проверять пробой по способу Кировского завода . В середине квадратного ( 130х130 мм ) образца делается выточка диаметром 80 мм . Толщина а оставшейся части образца равняется 2, 4, 6 мм . В выточку наплавляют один или два валика , охлаждая донышко снаружи воздухом или водой.
Если при наплавке валика и охлаждении водой образец не дает трещин, сталь считается хорошо сваривающейся . Если трещины появляются при охлаждении водой, но не возникают при охлаждении на воздухе, то сталь считается удовлетворительно сваривающейся . Сталь считается ограниченно сваривающейся , если образец дает трещины и при охлаждении на воздухе. Такую сталь нужно сваривать с предварительным подогревом до 100—150° С . Плохо сваривающейся считается сталь, образец которой дает трещины даже при предварительном подогреве до 100—150° С . Такая сталь требует при сварке предварительного подогрева до 300° С и выше.
Образец для пробы Кировского завода
( b ) Количественными показателями оценки сопротивляемости сварного соединения образованию холодных трещин являются минимальные внешние нагружения , при которых начинают возникать холодные трещины при выдержке образцов под нагрузкой, прикладываемой сразу же после сварки. В качестве показателя сопротивляемости служит минимальная нагрузка, при которой происходит разрушение с образованием трещины.
( III ) Расчетный метод определения свариваемости Технологическая свариваемость металлов и их сплавов зависит от многих факторов - химической активности металлов, степени легирования, структуры и содержания примесей. Чем химически более активен металл, тем больше его склонность к взаимодействию с окружающей средой, в первую очередь к окислению, тем выше в этом случае должны быть качество защиты и возможность металлургической обработки при сварке. К наиболее активным металлам относятся титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден
Высокой химической активностью при сварке отличаются и другие цветные металлы: алюминий, магний, медь, никель и сплавы на их основе. Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. С увеличением содержания углерода, а также ряда других легирующих элементов свариваемость сталей ухудшается .
Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали известного химического состава является эквивалентное содержание углерода , которое определяется по формуле: или 20 10
В зависимости от эквивалентного содержания углерода и связанной с этим склонности к закалке и образованию трещин стали по свариваемости делят на четыре группы.
Классификация сталей по свариваемости Группа свариваемости Эквивалентное содержание углерода, Сэ Условия сварки I. Хорошая Сэ < 0,25% Сваривается без ограничений по температуре окружающей среды, режимам сварки толщине металла, жесткости конструкции. II. Удовлетворительная Сэ = 0,25 - 0,35% Свариваются только в нормальных производственных условиях (температура не ниже -5°С и отсутствие ветра), на ограниченных режимах сварки, при толщине до 20мм. Иначе нужен подогрев 100-150С. III. Ограниченная Сэ = 0,36 - 0,45% Сваривают с предварительным или сопутствующим подогревом до 100-250°С . Часто применяют термообработку после сварки IV. Плохая Сэ > 0,45% Свариваются с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки 350-400С и дальнейшей термообработкой.
Для сварных конструкций в основном применяют конструкционные низкоуглеродистые, низколегированные, а также легированные стали. Температуру подогрева, °С, можно определить по формуле: где С об - общий углеродный эквивалент,
где δ - толщина металла свариваемой детали, мм. Температура сопутствующего сварке или наплавке подогрева зависит от материала изделия и колеблется в среднем от 250 до 400° С .
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Технология сварки низкоуглеродистых сталей Большинство сварных конструкций изготовляются из низкоуглеродистых сталей выпускаемых в виде листов и фасонного проката (уголков, швеллеров, двутавров и др.) Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,2 5 % углерода ( марки: обычного качества ст1, ст2, ст3 ; качественные 10, 15, 20, ) , относятся к первой группе свариваемости – хорошо сваривающиеся стали.
Их сваривают при использовании типовых сварочных материалов. В зависимости от степени ответственности свариваемого изделия пользуются электродами типов Э38, Э42 и Э42А марок МР-3, ОЗС-4, АНО-4 . Электроды типа Э38 применяются для изготовления неответственных изделий, электроды Э42 - для ответственных и Э42А — для особо ответственных изделий ( конструкции работающие в условиях динамических нагрузок (эстакады, подкрановые балки) или эксплуатирующиеся при отрицательных температурах ( -40°С )) .
Для сварки изделий из толстых листов ( S > 15мм ) и в неудобных для сварщика положениях (монтажная сварка в строительстве) следует использовать электроды с повышенной прочностью наплавленного металла типов Э46 и Э46А марок СМ-11, УОНИ13/45 . Это требование объясняется тем, что выполнение многослойных швов больших сечений в неудобных положениях трудно осуществить без дефектов. Гарантия прочности соединений достигается применением электродов, дающих повышенную прочность металла шва .
При сварке толстой стали (стыковыми и угловыми многослойными швами) рекомендуется предварительный подогрев до 120-150°С перед наложением корневых и первых слоев угловых швов для предупреждения кристаллизационных трещин. Газовую сварку применяют при изготовлении не ответственных конструкций , в качестве присадочного металла используют проволоку марок св-08, св-08А .
( II ) Технология сварки среднеуглеродистых сталей Эти стали применяются для изготовления железобетонных конструкций (арматура) и для рельсовых путей. С увеличением углерода в стали зона термического влияния и шов закаливаются , увеличивается их твердость, сварные соединения становятся более хрупкими и склонными к образованию трещин . Среднеуглеродистые стали, содержащие от 0,25 до 0,45% углерода, сваривают с применением дополнительных технологических приемов так, чтобы при сварке не образовались трещины .
Стали марок Вст4 различной степени раскисления и различных категорий и марки 25 при неправильно выбранном тепловом режиме сварки могут образовать трещины , главным образом в угловых швах или в первом слое многослойного стыкового шва , сваренного с обязательным зазором, в последних швах изделий с большой жесткостью , а также если сварка выполняется при низких температурах окружающего воздуха ( относятся ко второй группе свариваемости – удовлетворительно сваривающиеся ).
Сварку стали ст4 следует выполнять с относительно низкими скоростями охлаждения металла шва. Трещины могут возникнуть в наплавленном металле, тогда как в зоне термического влияния их, как правило, не бывает . Сталь ст5 содержит от 0,29 до 0,37% углерода, поэтому свариваемость этой стали хуже свариваемости стали ст4 ( третья группа свариваемости – ограниченно сваривающаяся ).
Изделия из сталей ст5, 30, 35 нужно сваривать с дополнительным подогревом. Лучше всего дополнительный нагрев изделия производить одновременно по двум сторонам от оси шва на расстоянии 50-70мм до температуры: для листов толщиной до 15мм температура подогрева составляет 100°С ; для более толстых листов - 200°С .
Высокую стойкость металла шва против трещин и необходимые механические свойства сварочного соединения обеспечивают электроды типа Э46А, Э50А марок УОНИИ-13/45 и УОНИИ-13/55, АНО-7 , АНО-8, АНО-11, АНО-19 и др. Применяются швы с разделкой кромок , многослойные швы , небольшой ток (ограниченный режим сварки) , при этом нужно получить не глубокий провар , чтобы в металле шва было меньше основного металла. Это снижает содержание углерода в металле шва и предупреждает появление трещин .
Высокотемпературный нагрев вреден , т.к. вызывает появление трещин из-за увеличения глубины провара основного металла, следовательно повышение содержания углерода в металле шва.
( III ) Технология сварки высокоуглеродистых сталей Еще более худшей свариваемостью обладают стали марок ст6 и сталь 40, 45, 50, 60, - четвертая группа – плохая свариваемость. Из высокоуглеродистой стали ( С=0,46-0,70% ) сварные конструкции, как правило, не изготовляют . Эта сталь применяется в литых деталях.
Необходимость сварки может возникнуть при наплавке и ремонтных работах . Сварка возможна только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350-400°С и последующей термообработкой в нагревательных печах. При сварке должны соблюдаться правила для среднеуглеродистых сталей.
Самостоятельно 1 вариант Марки низкоуглеродистых конструкционных сталей Сварочные материалы для сварки среднеуглеродистых конструкционных сталей Применение высокоуглеродистых сталей Технология сварки стали марки ст4. Технология сварки стали марки 10 Какие стали относятся к третьей группе свариваемости? Что значит сварка каскадом? 2 вариант Марки среднеуглеродистых конструкционных сталей Сварочные материалы для сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей Применение среднеуглеродистых сталей Технология сварки стали ст3. Технология сварки стали марки ст5 Какие стали относятся ко второй группе свариваемости? Что значит – ограниченный режим сварки?
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I )Технология сварки низколегированных сталей Содержание углерода в низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталях не превышает 0,22% . Низколегированные низкоуглеродистые стали применяют в транспортном машиностроении, судостроении, гидротехническом строительстве, в производстве труб и др.
Низколегированные теплоустойчивые стали должны обладать повышенной прочностью при высоких температурах эксплуатации. Наиболее широко теплоустойчивые стали применяют при изготовлении паровых энергетических установок. Для повышения жаропрочности в их состав вводят молибден ( М ), вольфрам ( В ) и ванадий ( Ф ), а для обеспечения- жаростойкости— хром ( X ), образующий плотную защитную пленку на поверхности металла.
В зависимости от легирования стали подразделяют на: марганцовистые ( 14Г, 14Г2 ), кремнемарганцовистые ( 09Г2С, 10Г2С1, 14ГС, 17ГС и др.), хромокремнемарганцовистые ( 14ХГС и др.), марганцовоазотнованадиевые ( 14Г2АФ, 18Г2АФ, 18Г2АФпс и др.), марганцовониобиевая ( 10Г2Б ); хромокремненикельмедистые ( 10ХСНД, 15ХСНД ) и т. д.
Особенности сварки низколегированных сталей Низколегированные стали сваривать труднее , чем низкоуглеродистые конструкционные. Низколегированная сталь более чувствительна к тепловым воздействиям при сварке. В зависимости от марки низколегированной стали при сварке могут образоваться закалочные структуры или перегрев в зоне термического влияния сварного соединения.
Для предупреждения образования при сварке закалочной мартенситной структуры необходимо применять меры, замедляющие охлаждение зоны термического влияния - подогрев изделия и применение многослойной сварки. В некоторых случаях в зависимости от условий эксплуатации изделий допускают перегрев, т.е. укрупнение зерен в металле зоны термического влияния сварных соединений, выполненных из низколегированных сталей.
При высоких температурах эксплуатации изделий для повышения сопротивления ползучести (деформирование изделия при высоких температурах с течением времени) необходимо иметь крупнозернистую структуру и в сварном соединении . Но металл с очень крупным зерном обладает пониженной пластичностью и поэтому размер зерен ограничивают.
При эксплуатации изделий в условиях низких температур ползучесть исключается и необходима мелкозернистая структура металла, обеспечивающая увеличенную прочность и пластичность .
Покрытые электроды и другие сварочные материалы при сварке низколегированных сталей подбираются такими, чтобы содержание углерода, серы, фосфора и вредных элементов в них было ниже по сравнению с материалами, предназначенными для сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей. Этим удается увеличить стойкость металла шва против кристаллизационных трещин, так как низколегированные стали в значительной степени склонны к их образованию.
Технология сварки низколегированной стали Низколегированные низкоуглеродистые стали 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1 и 10Г2Б при сварке покрытыми электродами не закаливаются и мало склонны к перегреву ( I гр. свариваемости ). Сварку этих сталей производят аналогично сварке низкоуглеродистой стали. Для обеспечения равнопрочности соединения ручную сварку выполняют электродами типа Э50А с фтористо-кальциевым (основным) покрытием марок УОНИ 13/55, ОЗС-28, АНО-7 и др. Твердость и прочность околошовной зоны практически не отличаются от основного металла.
Низколегированные низкоуглеродистые стали 12ГС, 14Г, 14Г2, 14ХГС, 15ХСНД, 15Г2Ф, 15Г2СФ, 15Г2АФ при сварке могут образовывать закалочные микроструктуры и перегрев металла шва и зоны термического влияния ( II гр. свариваемости ). Количество закаливающихся структур резко уменьшается, если сварка выполняется с относительно большой погонной энергией, необходимой для уменьшения скорости охлаждения сварного соединения. Однако снижение скорости охлаждения металла при сварке приводит к укрупнению зерен (перегреву) металла шва и околошовного металла вследствие повышенного содержания углерода в этих сталях
Это особенно касается сталей 15ХСНД, 14ХГС. Стали 15Г2Ф, 15Г2СФ и 15Г2АФ менее склонны к перегреву в околошовной зоне, так как они легированы ванадием и азотом. Поэтому сварка большинства этих сталей ограничивается более узкими пределами тепловых режимов, чем сварка низкоуглеродистой стали.
Режим сварки необходимо подбирать так, чтобы не было большого количества закалочных микроструктур и сильного перегрева металла. Тогда можно производить сварку стали любой толщины без ограничений при окружающей температуре не ниже — 10°С . При более низкой температуре необходим предварительный подогрев до 120— 150°С . При температуре ниже — 25°С сварка изделий из закаливающихся сталей запрещается .
Для предупреждения большого перегрева сварку сталей 15ХСНД и 14ХГС следует проводить на пониженной погонной тепловой энергии (при пониженных значениях тока электродами меньшего диаметра) по сравнению со сваркой низкоуглеродистой стали. Для обеспечения равнопрочности основного металла и сварного соединения 'при сварке этих сталей надо применять электроды типа Э50А или Э55 .
Низколегированные среднеуглеродистые (более 0,22% углерода) конструкционные стали применяют в машиностроении обычно в термообработанном состоянии . Технология сварки низколегированных среднеуглеродистых сталей 17ГС, 18Г2АФ, 35ХМ и других подобна технологии сварки среднелегированных сталей.
( II ) Технология сварки среднелегированных сталей Хромокремнемарганцевая конструкционная ( 20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГСА ), хромокремнемарганцевоникелевая конструкционная ( ЗОХГСНА ), хромоникелемолибденованадиевая конструкционная ( ЗОХН2МФА ), хромомолибденовая жаропрочная ( 12Х5МА ), хромоникелемолибденовая жаропрочная ( 20Х2МА ) и другие среднелегированные стали с содержанием углерода до 0,5% поставляются в основном по ГОСТ 4543-71 и разделяются на качественные и высококачественные .
Они относятся к перлитному классу. Временное сопротивление разрыву 60-200кгс/мм 2 . Эти стали характерны высокой стойкостью против перехода в хрупкое состояние; поэтому их применяют для конструкций, работающих при низких или высоких температурах, при ударных или знакопеременных нагрузках, в агрессивных средах и других тяжелых условиях.
Среднелегированные стали весьма чувствительны к нагреву, при сварке они могут закаливаться, перегреваться, образовывать холодные трещины , что затрудняет их сварку. Чем выше содержание углерода и легирующих примесей и чем больше толщина металла, тем хуже свариваемость этих сталей.
Для обеспечения требуемого качества сварных соединений выполняют следующие технологические приемы: Предусматривают в деталях плавные переходы при изменении сечений, для устранения концентрации напряжений. Минимальные зазоры и смещения кромок (менее 10-15% толщины) Сборку производят в сборочных приспособлениях, обеспечивающих свободную усадку швов; Технология сварки должна предусматривать низкие скорости охлаждения металла шва. Для обеспечения требуемой скорости охлаждения применяют подогрев до t =200-300°С .
Уменьшение содержания водорода в сварном шве, т.к. он способствует образованию холодных трещин (тщательная очистка кромок, прокалка электродов, электроды с основным покрытием типа Э85 марки УОНИ 13/85 , типа Э100 марки ВИ-10-6 ). Сварка электродами с основным покрытием должна производиться на постоянном токе при обратной полярности. Рациональная последовательность наложения швов с целью уменьшения остаточных напряжений и деформаций ( выполнением многослойных швов каскадным и блочным способами) .
После сварки , для предотвращения холодных трещин незамедлительно соединение подвергают высокому отпуску для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры.
( III) Технология сварки с.л. теплоустойчивых сталей Теплоустойчивые стали по микроструктуре подразделяются на стали: 1) перлитного класса ( молибденохромовая 12МХ , хромомолибденованадиевая 12Х1М1Ф , хромомолибденованадиевотитановая с бором 20Х1М1Ф1ТР , хромомолибденованадиевая с повышенным содержанием углерода 25Х2М1Ф, 20ХЗМВФ, 20Х1М1Ф1БР и др.) 2) мартенситного класса (хромистая 15Х5 , хромистомолибденовая 15Х5М , 15Х5ВФ , 12Х8ВФ и др.).
Рабочая температура эксплуатации изделий из теплоустойчивых сталей не превышает 600°С ( трубы пароперегревателей, детали цилиндров газовых турбин, трубы высокого давления для химической аппаратуры и т.п. ) Изделия, эксплуатирующиеся при температуре выше 600°С, изготовляются из высоколегированной жаростойкой и жаропрочной стали. Все теплоустойчивые стали поставляются потребителю в состоянии после термической обработки (закалка плюс высокий отпуск; отжиг).
Для дуговой сварки теплоустойчивой стали ГОСТ 9467-75 предусматривает девять типов электродов : Э-09М , Э-09МХ , Э-09Х1М , Э-05Х2М , Э-09Х2М1 , Э-09Х1МФ , Э-10Х1М1НФБ , Э-10ХЗМ1БФ , Э-10Х5МФ25Х1МФ . Марки электродов : ЦЛ-14 , ЦЛ-26М-63 , ЦЛ-17-63 , ЦЛ-30-63 , ТМЛ-1 , ТМЛ-3 , УОНИИ13/45МХ и др. Большая часть электродов требует сварки на постоянном токе обратной полярности .
Технологией сварки теплоустойчивой стали любой марки предусматривается предварительный или сопутствующий местный или общий подогрев свариваемого изделия, обеспечение по возможности структурной однородности металла шва с основным и термическая обработка сварного изделия. При сварке необходимо полностью проваривать корень шва , для чего первый слой выполняют электродом диаметром 2-3 мм . Многослойную сварку выполняют каскадным способом (без охлаждения каждого выполненного слоя шва).
Подогрев свариваемого изделия необходим для устранения в металле трещин от сварки Химическая однородность металла шва с основным нужна для исключения диффузионных явлений, происходящих при высоких температурах во время эксплуатации сварных изделий , так как перемещение химических элементов в процессе диффузии приводит к снижению длительности эксплуатации изделий.
С помощью термической обработки удается улучшить во всем сварном изделии микроструктуру металла . Такой металл обладает повышенными механическими свойствами и способностью длительно работать в условиях нагрева. Лучшая термическая обработка сварных изделий из теплоустойчивой стали - закалка и высокий отпуск . На практике часто применяют только высокий отпуск или отжиг с нагревом до температуры около 780°С .
Необходимый подогрев свариваемого изделия, а также термическая обработка сварных изделий в монтажных условиях производятся индукционным током промышленной или повышенной частоты. Время выдержки при максимальной температуре нагрева при отпуске берется из расчета 4-5 мин/мм толщины стенки; охлаждение сварного изделия до температуры предварительного подогрева ( 200-450°С ) должно быть медленным.
Для сварки теплоустойчивых сталей в монтажных условиях при невозможности подогрева и последующей термообработки применяются электроды АН-ЖР-2 , в этом случае в металле шва содержание никеля будет не менее 31% и металл шва получит аустенитную структуру. Электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях.
При газовой сварке теплоустойчивых сталей мощность пламени составляет 100дм 3 ацетилена/ч на 1 мм толщины металла ; сварку ведут только нормальным (восстановительным) пламенем . Присадочным металлом служит сварочная проволока марок Св-08ХМФА, Св-10ХМФТ, Св-10Х5М, Св-18ХМА и другие в зависимости от марки свариваемой стали.
Вначале кромки деталей « пролуживают », для чего расплавляют металл деталей по поверхности кромок и в корне шва, заполняя его расплавленным металлом. Этот прием применяют для деталей толщиной до 15-20 мм . Пролуживание кромок деталей на большую величину приводит к образованию микротрещин на участках, расположенных к вершине шва, этому способствует быстрое охлаждение металла.
Для уменьшения выгорания хрома, молибдена и других легирующих элементов из металла деталей и присадочной проволоки сварочная ванна поддерживается в жидком состоянии по возможности более короткое время. Присадочный металл должен находиться все время в сварочной ванне; пользоваться капельным приемом сварки нельзя во избежание выгорания легирующих элементов.
Газовая сварка стыков труб производится с предварительным подогревом всего стыка. Стык по периметру трубы можно нагревать той же горелкой, которой пользуются при выполнении шва. Термообработка сварного стыка необходима; ее удобно выполнять той же сварочной горелкой, а еще лучше-дополнительной , в зависимости от диаметра, толщины трубы и других условий.
( IV) Технология сварки с.л. термоупроченных сталей Термической обработкой (чаще всего закалка плюс отпуск) повышают механические свойства как углеродистых, так и легированных конструкционных, теплоустойчивых, жаропрочных и других сталей, например, марок 10Г2С1, 09Г2С, 14Г2, 15ХСНД, 12Г2СМФ, 15Г2СФ, 15ХГ2СФР, 15Г2АФ, 15ХГСА, 15ХГ2СФМР и др.
При содержании углерода более 0,12% термоупрочненные стали в процессе сварки образуют закалочные микроструктуры, а в зоне термического влияния происходит разупрочнение металла , если сварное соединение не подвергается после сварки термической обработке. Кривые изменения твердости сварного соединения термически упрочненной стали
Зона термического влияния при сварке термически упрочненной стали, склонной к закалке, разделяется на следующие участки: 1 -неполного расплавления, 2 -закалки и перегрева с температурами нагрева выше 920-950°С, 3 - неполной закалки с температурами нагрева от 720 до 920° С , 4 -участок разупрочнения с температурами нагрева ниже 720°С (участок отпуска).
На участке закалки твердость металла будет максимальной, на участке неполной закалки твердость снижена. Самая низкая твердость по сравнению с другими участками, а также с основным металлом будет на участке разупрочнения. Участок разупрочнения -самое слабое место сварного соединения при работе его на статическую нагрузку. Ширина участка разупрочнения влияет на работоспособность сварного соединения: она будет тем выше, чем меньше ширина этого участка. Ширина участка разупрочнения зависит от скорости охлаждения.
Для снижения ширины разупрочненного металла , как и всей зоны термического влияния, следует применять режимы сварки с низкой погонной тепловой энергией . Так как газовая сварка термически упрочненных сталей вызывает образование широкого участка разупрочнения, то она не может быть рекомендована, если нельзя выполнить последующую термическую обработку.
( V) Технология сварки высоколегированных сталей Высоколегированными называют стали , содержащие один или несколько легирующих элементов в количестве 10-55%. Высоколегированными называют сплавы на железоникелевой основе (железа и никеля содержится более 65% ) и на никелевой основе (никеля содержится более 55% ). По ГОСТ 5632-72 насчитывается 94 марки высоколегированных сталей и 22 марки высоколегированных сплавов . Несколько марок сталей и сплавов выпускается по различным техническим условиям.
Высоколегированные стали и сплавы классифицируют по различным признакам: 1. По системе легирования высоколегированные стали делят на: хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые, хромоникелемарганцевые , хромомарганцеазотистые . самые распространенные высоколегированные сплавы : никелевые, никелехромистые , никелехромовольфрамовые никелехромокобальтовые .
2. По структуре высоколегированные стали подразделяют на стали мартенситного класса (например, 15Х5. 15Х5М, 15Х5ВФ, 09Х16Н4Б, 11 X11Н2В2МФ-всего по стандарту 20 марок), мартенситно-ферритного класса (15Х6СЮ, 15Х12ВНМФ, 12Х13 и др.), ферритного класса (08Х13, 10Х13СЮ, 12Х17, 15Х25Т), аустенитно-мартенситного класса (такие, как 07Х16Н6, 08Х17Н5МЗ), аустенитно-ферритного класса (например, 08Х20Н14С2, 08Х18Г8Н2Т) и аустенитного класса (ОЗХ17Н14М2, ОЗХ16Н15МЗБ, 08Х10Н20Т2, 08Х16Н13М2Б, 09Н16Х14Б, 09Н19Х14Б2БР, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М). В некоторых аустенитных сталях никель, как дефицитный материал, частично или полностью заменяют марганцем и азотом: 10Х14Г14НЗ, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9Н4А, 10Х14Г15А, 15Х17Г14А; всего по ГОСТ 5632-72 выпускается 27 марок аустенитных сталей.
3.По свойствам высоколегированные стали и сплавы подразделяют на: коррозионностойкие (нержавеющие), обладающие стойкостью против любой коррозии - атмосферной , почвенной, щелочной, кислотной, солевой, межкристаллитной; жаростойкие ( окалиностойкие ), не окисляющиеся при высоких температурах нагрева ( до 1300°С ); жаропрочные , способные работать при температурах свыше 1000° в течение нормированного времени без снижения прочности.
Трудности сварки высоколегированных сталей и сплавов По сравнению с низкоуглеродистыми сталями большинство высоколегированных сталей и сплавов обладают пониженным ( в 1,5-2 раза ) коэффициентом теплопроводности который приводит при сварке к концентрации тепла и вследствие этого к увеличению проплавления металла изделия. Поэтому для получения заданной глубины проплавления следует снижать величину сварочного тока на 10-20%.
Увеличенный ( в 1,5 раза ) коэффициент линейного расширения приводит при сварке к большим деформациям сварных изделий, а в случае значительной жесткости - относительно крупные изделия, повышенная толщина металла, отсутствие зазора между свариваемыми деталями, жесткое закрепление изделия - к образованию трещин в сварочном изделии . Высоколегированные стали и сплавы более склонны к образованию трещин , чем низкоуглеродистые. Горячие трещины появляются большей частью в аустенитных сталях, холодные - в закаливающихся сталях мартенситного и мартенситно-ферритного классов.
Кроме этого, коррозионностойкие стали, не содержащие титана или ниобия или легированные ванадием, при нагревании выше 500 º С теряют антикоррозионные свойства по причине выпадения из твердого раствора карбидов хрома и железа, которые становятся центрами коррозии и коррозионного растрескивания.
Термической обработкой (чаще всего закалкой) можно восстановить антикоррозионные свойства сварных изделий. Нагревом до 850°С ранее выпавшие из раствора карбиды хрома вновь растворяются в аустените , а при быстром охлаждении они не выделяются в отдельную фазу. Такой вид термообработки называют стабилизацией. Однако стабилизация приводит к снижению пластичности и вязкости стали. Получение высокой пластичности, вязкости и одновременно антикоррозийности сварных соединений возможно нагревом металла до температуры 1000-1150°С и быстрым охлаждением в воде ( закалка ).
Содержание углерода в основном металле и металле шва до 0,02-0,03% полностью исключает выпадение карбидов хрома, а следовательно, межкристаллитную коррозию .
Перегрев (укрупнение зерен) металла шва и околошовного металла при сварке высоколегированных сталей и сплавов зависит от химического состава и микроструктуры , температуры нагрева и длительности пребывания металла при высокой температуре. Обычно при сварке больше перегреваются однофазные ферритные стали.
На практике нашли применение следующие пути предотвращения трещин при сварке высоколегированных сталей: создание в металле шва двухфазной структуры (аустенит и феррит); ограничение в шве содержания вредных примесей (серы, фосфора , свинца, сурьмы, олова, висмута ); введение таких элементов, как молибден, марганец, вольфрам; применение электродных покрытий основного и смешанного видов; создание при сварке менее жесткого состояния изделия.
(1) Практикой сварки аустенитной стали установлено, что с увеличением жесткости при выполнении шва необходимо увеличивать содержание феррита от 2 до 10% . В этом случае пластичность металла шва по сравнению с аустенитным швом повышается и усадка даже при жестком состоянии сварного изделия происходит за счет повышенной пластической деформации металла шва без образования трещин.
(3) Применение электродов с основным или смешанным покрытием с легированием металла шва молибденом, марганцем , вольфрамом придает металлу шва мелкозернистое строение. В этом случае пластические свойства металла возрастают и при усадке горячие трещины в нем не возникают.
(4) Электроды берут с основными, рутилоосновными и рутилофлюоритноосновными покрытиями. Дуговая сварка аустенитных сталей электродами с основным покрытием приводит к науглероживанию металла шва, что вызывает снижение стойкости его против межкристаллитной коррозии . Науглероживание происходит за счет разложения мрамора, который содержится в большом количестве в этом покрытии . Науглероживание металла шва исключается при сварке аустенитной стали электродами с рутилоосновным покрытием (например, ОЗЛ-14 ), содержащего мрамора только 10% вместо 35-40% в электродах с основным покрытием ( например , УОНИИ-13/НЖ ).
(5) Для получения сварных соединений без трещины в процессе сварки рекомендуется свариваемые детали собирать с зазором и по возможности применять швы с низким проваром (коэффициент формы провара должен быть менее 2). Швы лучше выполнять тонкими электродами диаметром 1,6-2,0 мм при минимальной погонной тепловой энергии.
Высоколегированные стали, содержащие углерода более 0,12% (31Х19Н9МВБТ, 36Х18Н25С2, 55Х20Г9АН4, 17Х18Н9 и др.), свариваются с предварительным подогревом до 300°С и выше с последующей термической обработкой сварных изделий.
Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами применяют сварочную проволоку, например Св-04Х19Н9, Св-05Х19Н9ФЗС2 , Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19Н10Б , Св-08Х20Н9С2БТЮ, Св-10Х16Н25М6А - всего 41 марка по ГОСТ 2246-70. Сварочные материалы
ГОСТ 10051-75 предусматривает 49 типов покрытых электродов для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами, например Э-02Х19Н9Б , Э-04Х20Н9, Э-07Х20Н9, Э-06Х22Н9, Э-06Х13Н, Э-08Х20Н9Г2Б, Э-08Х14Н65М15В4Г2 , Э-10Х20Н70Г2М2В . Каждый тип электрода включает одну или несколько марок покрытых электродов .
Газовая сварка аустенитных сталей производится пламенем мощностью 70-75 дм 3 ацетилена/ч на 1мм толщины металла . Окислительное пламя не допускается, так как оно влечет выгорание хрома. Для присадки применяют сварочную проволоку марок Св-02Х19Н9Т, Св-08Х19Н10Б и других с минимальным содержанием углерода , легированную ниобием или титаном.
Тем не менее, при газовой сварке титан почти полностью выгорает и не может обеспечить стойкость металла шва против межкристаллитной коррозии. Кроме этого, нержавеющие стали при температурах нагрева 500-850°С с низкими скоростями охлаждения , которые сопутствуют газовой сварке, при распаде твердого раствора выделяют по границам зерен карбиды хрома, являющиеся центрами коррозии металла.
Диаметр проволоки выбирают приблизительно равным толщине основного металла при толщине листов 1-6 мм. При сварке в большинстве случаев пользуются флюсами, например, марки НЖ-8 такого состава : 28 % мрамора, 30 % фарфора, 10 % ферромарганца, 6 % ферросилиция , 6 % ферротитана 20 % двуокиси титана . Флюс разводится на жидком стекле и наносится на кромки деталей в виде пасты. Сварка производится после высыхания флюса.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I )Трудности при сварке алюминия Алюминий обладает низкой прочностью, поэтому его применяют в основном в химическом аппаратостроении , для оконных и дверных переплетов и декоративных изделий в строительстве. Он обладает малой плотностью 2,7г/см 3 , повышенной коррозионной стойкостью и большей пластичностью по сравнению с низкоуглеродистой сталью. Повышенную прочность имеют сплавы алюминия с марганцем, магнием, кремнием, цинком и медью.
Детали из алюминия и его сплавов можно соединять как сваркой плавлением, так и сваркой давлением. Широкое распространение получили следующие виды сварки: ручная или механизированная дуговая сварка неплавящимся электродом в защитном инертном газе; механизированная дуговая сварка плавящимся металлическим электродом в защитном газе; автоматическая дуговая сварка плавящейся сварочной проволокой по слою флюса ; стыковая или точечная контактная сварка . сварка газокислородным пламенем; дуговая сварка неплавящимся угольным или графитовым электродом, алюминиевым электродом с покрытием ; электрошлаковая сварка сварка электронным лучом .
Трудности при сварке алюминия: 1. Сильная окисляемость при высоких температурах с образованием тугоплавкой оксидной пленки А l 2 O 3 ( t пл=2200°С ) с высокой удельной плотностью ( 3,85 г/см 3 ). По сравнению с низкой удельной плотностью ( 2,7г/см 3 ) и температурой плавления алюминия ( 660°С ) тугоплавкий тяжелый окисел затрудняет сплавление, может оставаться в металле шва ( непровары ) и снижать работоспособность сварного соединения.
Следовательно, при сварке алюминия и его сплавов необходимо применять различные способы борьбы с окислом А l 2 O 3 . Во всех случаях поверхность металла должна зачищаться непосредственно перед сваркой , и процесс сварки должен протекать с защитой расплавленного металла от действия газов воздуха. Используют два способа борьбы с окислом алюминия: а) сварка с растворителем окислов (электродные покрытия, флюсы); б) сварка без растворителей, но с так называемым катодным распылением .
Сущность катодного распыления состоит в том, что при дуговой сварке в аргоне на постоянном токе обратной полярности происходит дробление окисной пленки А l 2 O 3 ударами тяжелых положительных ионов аргона с последующим распылением частиц окисла . При этом резко увеличивается нагрев электрода , поэтому чаще применяют сварку на переменном токе. 2. Склонность к образованию горячих трещин из-за большой литейной усадки кристаллизующегося металла и грубой столбчатой структуры сварного шва, а так же из-за наличия примесей . Для борьбы – ограничивают примеси и добавляют в присадочный металл модификаторы – Т i , В и др.
3 . Алюминиевые сплавы обладают повышенной склонностью к образованию пор . Пористость вызывается водородом , источником которого служит адсорбированная влага на поверхности основного металла и особенно проволоки, а так же воздух, подсасываемый в сварочную ванну . В этом случае алюминий в сварочной ванне взаимодействует с влагой по реакции: 2А1 + ЗН 2 О →А1 2 О 3 + 6Н Для получения беспористых швов, металл даже небольшой толщины иногда требует подогрева , снижающего скорость охлаждения сварочной ванны и способствующего более полному удалению водорода из металла при медленном охлаждении.
Но подогрев алюминиево-магниевых сплавов следует применять осторожно ( не выше 100-150°С ). Более высокая температура подогрева может усилить пористость шва за счет выделения из твердого раствора магния и образования при этом водорода по реакции: М g + Н 2 О → М g О + 2Н Кроме того , при подогреве алюминиево-магниевых сплавов снижаются механические свойства сварных соединений.
4. Большая теплопроводность, теплоемкость и скрытая теплота плавления . Теплопроводность алюминия в три раза выше теплопроводности низкоуглеродистой стали; при нагреве от 20 до 600°С разница в теплопроводности еще более возрастает. Следовательно, сварка алюминия и его сплавов должна выполняться с относительно мощным и концентрированным источником нагрева. Термически упрочненные алюминиевые сплавы разупрочняются при сварке.
5. Высокий коэффициент линейного расширения алюминия - в два раза выше, чем коэффициент расширения железа.Это способствует увеличенным деформациям и короблению при сварке алюминиевых изделий. 6. Провал пластичности - в А l отсутсвует пластическое состояние при переходе из твердого в жидкое, при этом А l не меняет своего цвета, что усложняет наблюдение за процессом.
( ll ) Дуговая сварка алюминия и его сплавов 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 .
Форма подготовки кромок под сварку алюминиевых сплавов подобна подготовке при сварке сталей. 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. Непосредственно перед сваркой кромки очищаются от окисной пленки (до металлического блеска) на расстоянии 20-30мм от края. Швы по возможности выполняются однопроходными и на больших скоростях, короткой дугой, без колебания конца электрода, непрерывно в пределах одного электрода. При обрывах дуги кратер и конец электрода покрываются пленкой шлака, препятствующей ее повторному зажиганию.
Применяют электроды марки ОЗА-1 со стержнем из алюминиевой проволоки. Диаметр электродов d = 4 ... 8 мм . Сварка производится в нижнем и вертикальном положениях постоянным током обратной полярности. Силу тока выбирают из расчета : Ic в =( 35 ÷ 50 )d эл Сварку осуществляют с подогревом изделия до температуры 200-250°С при толщине металла 6-10 мм , 300-350°С при 10-16 мм .
Электроды перед употреблением обязательно просушивают при температуре 200°С в течение 2 ч . После сварки шлак немедленно удаляют стальной щеткой с промывкой горячей водой. Для заварки литейных пороков в изделиях применяют покрытые алюминиевые электроды марки ОЗА-2 . Составы электродных покрытий: покрытие 1 – 65% флюса АФ-4а 35% криолита покрытие 2 – 50% хлористого калия, 30% хлористого натрия 20% криолита.
Ручная дуговая сварка угольным электродом применяется только для неответственных конструкций из алюминия, производится на постоянном токе прямой полярности. Диаметр угольного электрода dэ = 10 ... 20 мм. Конец угольного электрода затачивают на конус под углом 60° . Листы толщиной до 3 мм желательно сваривать с отбортовкой кромок без присадочного материала. Сварка более толстых листов требует разделки кромок под углом 60-75° и применения присадки. Желательно применение массивных медных или стальных подкладок под свариваемые листы.
Для защиты и раскисления используют флюс АФ-4а содержащий: 50% хлористого калия, 14% хлористого лития, 8% фтористого натрия 28% хлористого натрия. Флюс АФ-4а разводят дистиллированной водой и наносят на свариваемые кромки в виде пасты или на присадочный пруток наносят слой флюса многократным окунанием в водный раствор.
Подбор присадочного электродного металла . ГОСТ 7871-75 предусматривает для сварки алюминия и его сплавов проволоку 14 марок: из технического алюминия ( Св-А97, Св-А85Т, Св-А5 ), алюминиево-марганцевая ( Св-АМц ), алюминиево-магниевая ( Св-АМгЗ , Св-АМг4, Св-АМг5, Св-АМг6, Св-АМг6З, Св-АМг61 ), алюминиево-кремниевая ( Св-АК5, Св-АК10 ), алюминиево-медистая ( Св-1201 ). Используют присадочный пруток диаметром 2 ... 5 мм .
Обычно сварочную проволоку подбирают из условия однородности с основным металлом или с несколько повышенным содержанием одного или нескольких элементов против основного металла с учетом неизбежного обеднения металла шва элементами ( М g , Zn ) при сварке.
( lll ) Газовая сварка алюминия и его сплавов Газовая сварка алюминия и его сплавов обеспечивает удовлетворительное качество сварных соединений. Мощность газового пламени при сварке подбирается в зависимости от толщины металла от 50 (для толщины до 1,5мм ) до 1200 дм 3 /ч ацетилена (для толщины 50мм ). Номер наконечника выбирают в зависимости от толщины свариваемых заготовок. Диаметр присадочного прутка 1,5 ... 5,5 мм в зависимости от толщины свариваемых заготовок.
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.
Самостоятельно 1вариант Трудности при сварке меди. Оксидная алюминиевая пленка – это? Чем опасна ? Как борются с водородной болезнью меди? Основная трудность при сварке латуни? Как с ней справляются? Как борются с жидкотекучестью ? Причины пористости. Что делают после сварки алюминия? Зачем? Электроды и флюсы для сварки меди. Электроды и флюсы при сварке алюминия. Определить силу тока при сварке меди, если диаметр электрода = 5мм 2 вариант Водородная болезнь – это? Трудности при сварке алюминия. Как борются с оксидной пленкой алюминия? Чем вредна сварка латуни? Как защищаются от вредности? Что делают после сварки меди? Зачем? Как борются с пористостью? Электроды и флюсы для сварки алюминия. Электроды и флюсы при сварке меди. Основная трудность при сварке бронз, как с ней борются? Определить силу тока при сварке алюминия, если диаметр электрода = 3мм
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I )Трудности при сварке меди 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.
Трудности при сварке меди следующие: 1. Высокая теплопроводность. Теплопроводность меди при комнатной температуре в 6 раз больше теплопроводности технического железа, следовательно сварка должна производиться увеличенной погонной тепловой энергией, а во многих случаях с предварительным и сопутствующим подогревом основного металла.
2. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии . Закись меди С u 2 О выпадая по границам зерен способствует образованию горячих трещин, увеличению хрупкости и снижению корозионной стойкости.
3. «Водородная болезнь». Водород проникающий в медь при повышенных температурах сварки реагирует с кислородом закиси меди С u 2 О + 2Н → Н 2 О + С u образует водяной пар , который, стремясь расшириться, приводит к появлению мелких трещин . Это явление при сварке меди называют «водородной болезнью» . Чем больше содержится кислорода в свариваемой меди, тем значительнее проявляется «водородная болезнь».
При сварке с подогревом, создающим условия медленного охлаждения водяной пар до затвердевания металла выходит наружу; небольшая часть водяного пара остается между слоем сварочного шлака и поверхностью металла шва. В результате этого поверхность металла шва после удаления шлака становится неровной с мелкими углублениями (« рябой »), что можно избежать при очень медленном охлаждении шва.
4. Склонность к образованию горячих трещин при наличии в меди мышьяка, свинца, сурьмы, висмута и серы . Они практически не растворяются в меди, но образуют с ней легкоплавкие химические соединения, которые, находясь в свободном состоянии, располагаются по границам зерен и ослабляют межатомные связи. В результате под действием растягивающей усадочной силы в процессе охлаждения сварного соединения образуются горячие трещины. Поэтому содержание каждой из вредных примесей: кислорода, висмута, свинца в меди и в сварочных материалах - не должно быть более 0,03% , а для особо ответственных сварных изделий - 0,01% .
5. Повышенная жидкотекучесть меди в расплавленном состоянии затрудняет ее сварку в вертикальном, горизонтальном и особенно в потолочном положениях. 6. Большой коэффициент линейного расширения меди , следовательно, сварочные деформации при сварке конструкций из меди и ее сплавов несколько больше, чем при сварке сталей. 7. Склонность к росту зерна под влиянием сварочного нагрева, следовательно хрупкость соединения.
( II ) Дуговая сварка меди Дуговая сварка меди производится при повышенной силе сварочного тока , что обусловлено значительной теплопроводностью меди. Кромки свариваемых деталей соединяются с минимальным зазором из-за высокой жидкотекучести меди. Иногда применяют сварку на стальной подкладке.
Сварка угольным электродом. Медные листы толщиной более 6 мм следует сваривать с предварительным подогревом до 150-250°С. Сварку ведут длинной дугой ( 10-15 мм ), при этом удобнее манипулировать электродом и присадочной проволокой. Конец присадочной проволоки должен находиться между концом электрода и расплавленной ванной, не погружаясь в нее .
Для сварки применяют постоянный ток прямой полярности при напряжении дуги 40-50 В . На обратной полярности дуга между угольным (графитовым) электродом и изделием менее устойчива и может поддерживаться только при малой ее длине. В качестве присадочного металла используют проволоку.
При сварке прутками из фосфористой бронзы можно в качестве флюса применять смесь состава: 94-96% буры , 6-4% магния металлического в порошке . Флюс наносится в разделку и на присадочный пруток. Сварку во избежание окисления и большого роста зерна ведут быстро и по возможности в один проход .
Сварка меди покрытыми металлическими электродами дает удовлетворительное качество в случаях, если свариваемая медь содержит кислорода не более 0,01% . При содержании в меди кислорода в количествах более 0,03% сварные соединения имеют низкие механические свойства.
Медные листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10мм 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 в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности. Силу тока выбирают из расчета: Ic в =(50÷60)d эл
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 .
Тонкие листы ( менее 5 мм ) после сварки проковывают в холодном состоянии, а толстые ( 5-20 мм )-при температуре 200-400°С. Нагревать медь для проковки выше 400°С не рекомендуется, так как при высоких температурах она становится хрупкой . Ковка выполняется молотком со сферическим бойком с двух сторон сварного соединения нанесением ударов перпендикулярно шву сначала по зонам сплавления, затем по средней части шва и в конце по зоне термического влияния. Повторять удары по одному месту нельзя , это может вызвать образование трещин от наклепа.
Для придания металлу сварного соединения вязкости и пластичности после проковки рекомендуется нагреть его до температуры 550-600°С и быстро охладить в воде . Эта термообработка гарантирует мелкозернистое строение металла .
( III) Газовая сварка меди Газовая сварка медных листов толщиной до 10 мм выполняется пламенем мощностью 150 дм 3 ацетилена /ч на 1 мм толщины металла. Листы большей толщины сваривают пламенем из расчета 200 дм 3 /ч на 1 мм толщины металла.
Сварку лучше производить одновременно двумя горелками с двух сторон нормальным пламенем , с тем чтобы не допускать образования в сварочной ванне окислов меди. Сварка меди науглероживающим пламенем не допускается , так как при этом образуются поры и трещины в шве вследствие образования СО 2 и Н 2 О по реакциям: СО + С u 2 О → СО 2 + 2С u Н 2 + С u 2 О → Н 2 О + 2С u
Шов заполняется за один слой. Многослойная газовая сварка вызывает перегрев металла и трещины в швах. Чтобы избежать перегрева меди, сварку следует вести с высокими скоростями нагрева и охлаждения сварных соединений. Металл толщиной до 2мм сваривают встык без присадочного материала, при толщине 3мм и более применяют скос кромок с углом разделки 90° и притуплением 1,5-2мм .
Присадочной проволокой служит чистая медь или медь с содержанием раскислителей : фосфора до 0,2% и кремния до 0,15-0,30% . Проволоку подбирают диаметрами от 1,5 до 8 мм в зависимости от толщины свариваемых листов; проволока диаметром 8 мм употребляется для листов толщиной 15мм и более.
Газовая сварка меди производится с флюсами, которыми пользуются при дуговой сварке угольным электродом. Высокое качество сварного соединения получают, применяя газофлюсовую сварку , при которой порошкообразный флюс засасывается ацетиленом и подается непосредственно в пламя горелки от специальной установки КГФ-2-66, разработанной ВНИИавтогенмашем . Применение проковки еще более улучшает механические свойства сварных соединений.
( IV )Сварка латуни Основные трудности и особенности сварки медных сплавов, те же, что и при сварке меди. Латунь представляет собой сплав меди с цинком, температура плавления латуни 905°С. Специфической особенностью при сварки латуни является интенсивное испарение цинка , так как температура его испарения 906°С следовательно снижается его содержание в металле шва и ухудшаются механические свойства соединения. Кроме того пары цинка ядовиты!
Сварка латуней покрытыми электродами находит ограниченное применение, в основном для исправления брака литья. Это объясняется сильным испарением цинка при дуговой сварке по сравнению с газовой сваркой, дуговой под флюсом или дуговой в защитном газе Для уменьшения выгорания цинка применяют сварку на пониженной мощности и применяют присадочный металл, содержащий кремний (он создает на поверхности расплава защитную окисную пленку SiO 2 , препятствующую испарению цинка).
Для дуговой сварки латуни применяют электроды с покрытием ЗТ , разработанные Балтийским заводом в Ленинграде . Состав электрода следующий: стержень из кремнемарганцовистой бронзы БрКМц 3-1 , содержащей 3% кремния и 1% марганца; покрытие из 17,5% марганцевой руды, 13% плавикового шпата , 16% серебристого графита, 32 % ферросилиция 75%-ного , 2,5% алюминия в порошке.
Сварка ведется постоянным током при обратной полярности короткой дугой с целью снижения выгорания цинка. От вытекания металла стык защищают прокаленной асбестовой подкладкой с обратной стороны стыка. При толщине листов до 4 мм сварку ведут без разделки кромок. При толщине листов более 4 мм разделка кромок такая же, как и для стали. После сварки шов проковывают , а затем отжигают при 600-650°С для выравнивания химического состава и придания металлу мелкозернистой структуры.
Сварку латуни можно выполнять угольным электродом на постоянном токе при прямой полярности с применением флюсов. Наибольшее распространение получил флюс БЛ-3 состава: 35% криолита, 12,5 % хлористого натрия, 50 % хлористого калия, 2,5 % древесного угля. Латунь толщиной до 10 мм сваривают без подогрева , более 10 мм - с подогревом до 300-350°С .
Газовая сварка латуней обеспечивает лучшее качество сварных соединений, чем дуговая покрытыми электродами. Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут окислительным пламенем; при этом на поверхности сварочной ванны образуется жидкая пленка окиси цинка , препятствующая его испарению. Избыточный кислород окисляет часть водорода пламени и поглощение жидким металлом водорода уменьшается.
Для удаления окислов меди и цинка при газовой сварке пользуются флюсами того БЛ-3. Для уменьшения испарения цинка и поглощения сварочной ванной водорода ядро пламени должно находиться от свариваемого металла на расстоянии в 2-3 раза большем, чем при сварке стали.
Для газовой сварки латуней ВНИИавтогенмаш разработал присадочную проволоку марки ЛК62-0.5 (ГОСТ 16130-72), содержащую: 60,5-63,5 % меди, 0,3-0,7 % кремния , остальное - цинк. В качестве флюса при сварке этой присадочной проволокой применяют прокаленную буру.
ВНИИавтогенмаш для сварки латуней разработал самофлюсующую присадочную проволоку ЛКБ062-02-004-05 (ГОСТ 16130-72), содержащую: 60,5-63,5 % меди, 0,1-0,3 % кремния, 0,03-0,1 % бора, 0,3-07% олова , остальное -цинк . Бор , входящий в состав проволоки, выполняет функции флюса. Применение другого флюса при сварке этой проволокой не требуется.
Хорошее качество газовой сварки латуней достигается применением флюса БМ-1 , состоящего из 25% метилового спирта и 75% метилбората , или флюса БМ-2 , состоящего из одного метилбората . Эти флюсы вводятся в сварочную ванну в виде паров . Ацетилен пропускается через жидкий флюс, находящийся в особом сосуде ( флюсопитателе ), насыщается парами флюса и подается в горелку.
В пламени флюс сгорает по реакции 2В( СНзО ) з + 9О 2 = В 2 Оз + + 6СО 2 + 9Н 2 О. Борный ангидрид В 2 О 3 является флюсующим веществом. Применение флюса БМ-1 повышает производительность сварки, дает металл шва с высокими механическими свойствами и обеспечивает почти полную безвредность процесса для сварщика.
( V )Сварка бронзы Бронза - это сплавы меди с оловом ( 3-14%- оловянистые бронзы), кремнием (до 1% - кремнистые бронзы), марганцем, фосфором, бериллием и др. Обычно бронзы применяются для изготовления литых деталей.
Сварные соединения марганцовистой бронзы ( 0,2-1% марганца) отличаются высокой пластичностью и прочностью, несколько превышающей прочность сварных соединений меди . Бериллиевые бронзы , содержащие до 0,05% бериллия, образуют сварные соединения с удовлетворительной прочностью.
Содержание более 0,5% бериллия в медном сплаве приводит при сварке к окислению бериллия; образовавшиеся окислы с трудом удаляются из сварочной ванны. Поэтому качество сварных соединений из таких бронз невысокое. Существует несколько десятков марок бронз. По свариваемости бронзы значительно отличаются друг от друга, поэтому и технология сварки бронз разнообразна.
Сварку бронзы можно выполнять угольным электродом с присадочным металлом , покрытыми электродами и неплавящимся (вольфрамовым) электродом в защитной среде аргона. При сварке угольным электродом устанавливается прямая полярность ; напряжение дуги - 40-45 В ; сварочный ток - 25-35 А на 1 мм диаметра электрода. В большинстве случаев требуется предварительный подогрев до температуры 300-400°С.
Обычно присадочный материал подбирают так, чтобы его химический состав был одинаковым с химическим составом свариваемого металла . При сварке угольным электродом оловянистой бронзы применяют присадочный металл в виде прутков с составом : 8 % цинка, 3 % олова, 6 % свинца; фосфора , железа и никеля - 0,2-0,3 % каждого , остальное -медь.
При сварке металлическими покрытыми электродами используют обратную полярность ; сварка на переменном токе производится с осциллятором при повышенном токе . Сварку марганцовистой бронзы ( например , БрМц5 ) выполняют электродами « Комсомолец-100 », обязательно с предварительным подогревом до 400-500°С .
Для сварки алюминиевых и алюминиевоникелевых бронз (исправление дефектов литья) можно применять электроды АНМц /ЛКЗ-АБ с предварительным подогревом до 150-300°С . Сварку выполняют на постоянном токе при обратной полярности короткими участками. Как правило, бронзы сваривают в нижнем или наклонном ( до 15° ) положении.
Газовая сварка бронз ведется нормальным пламенем , так как при окислительном пламени происходит выгорание легирующих элементов (олова, алюминия, кремния). Мощность пламени устанавливают 100-150 дм 3 ацетилена /ч на 1 мм толщины свариваемого металла. При сварке пользуются теми же флюсами, что и для сварки меди и латуни. Газовая сварка бронз дает прочность сварных соединений, равную 80-100% прочности свариваемого металла.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Трудности при сварке чугуна 1. Низкая пластичность приводит к появлению трещин при сварочных напряжениях. Трещины могут образовываться как в основном металле, так и в металле шва в процессе сварки и при охлаждении сварного изделия.
2. Склонность чугуна при высоких скоростях охлаждения закаливаться с образованием закалочных структур ( мартенсита, бейнита , троостита ). В закаленных участках чугун становится твердым ( 800 НВ ) и не поддается механической обработке. Закалочные структуры вредны еще и потому, что их образование сопровождается появлением напряжений и образованием трещин .
3. Способность чугуна к отбеливанию при быстром охлаждении места сварки обычно приводит к образованию тонкой отбеленной прослойки на границе сварного шва и металла изделия. Эта отбеленная прослойка имеет низкую пластичность, она вместе с наплавленным металлом откалывается от основного металла или вызывает трещину по границе отбеленной прослойки с основным металлом.
4. Чугуны не имеют тестообразного состояния при переходе от жидкого к твердому. Это свойство чугуна затрудняет сварку его в наклонном и вертикальном положениях и не позволяет вести сварку в потолочном положении.
5. Склонность к образованию пористости , что объясняется низкой температурой плавления (промышленные чугуны обычно имеют Т пл = 1200-1250°С ) и быстрым переходом из жидкого в твердое состояние. Поэтому газы (в основном СО и СО 2 , образующиеся при окислительной атмосфере) не успевают выделиться из металла.
6. Разнородность чугунных изделий по химическому составу, термической обработке и структуре , что требует разнообразной технологии и приемов сварки. Мелкозернистые серые чугуны свариваются лучше, чем крупнозернистые . Плохо свариваются так называемые черные чугуны , которые в изломе имеют крупнозернистое строение темного цвета. Такие чугуны называют графитными, так как в них весь углерод находится ввиде свободного графита. При сварке чугуна с такой структурой не получается необходимое качество сварного соединения. Высокопрочные и ковкие мелкозернистые, чугуны свариваются лучше, чем серые.
Чугун обрабатывается сваркой, сварко-пайкой и пайкой. Этими видами обработки могут устраняться внешние пороки в отливках, выполняться ремонт чугунных изделий, вышедших из строя при эксплуатации, и соединяться чугунные части при изготовлении сварно-литых конструкций. Однако в промышленности широкое применение нашли только дуговая и газовая сварка. Чугунные изделия сваривают с подогревом ( горячая сварка ) и без подогрева ( холодная сварка ).
( II ) Горячая сварка чугуна Горячую сварку можно применять для изделий ограниченных размеров и массы, практически до 2,5 т , так как при большом объеме нагретого металла производить сварку трудно.
Горячая сварка чугуна выполняется в такой последовательности. 1. Подготовка к сварке . Раковины и шлаковые включения полностью удаляются обычно механическим способом-вырубкой или сверлением. Трещины, подлежащие заварке, вырубаются с разделкой; невырубленным остается притупление в 3-6 мм . Если объем металла, подлежащего наплавке, велик и превышает 60 см 3 , то место, предназначенное к сварке, должно быть заформовано так, чтобы можно было обеспечить заполнение этой части ванны жидким чугуном.
Формовку выполняют графитовыми пластинами или формовочным песком, замешанным на жидком стекле. Формовка должна исключить возможность вытекания жидкого металла из ванны. Объем расплавленной ванны должен обеспечивать возможность поддержания ее в жидком состоянии. После заварки одной секции и затвердения заваренного участка вставка вынимается.
Подготовка чугунного изделия с трещиной под сварку с подогревом: 1- трещина, 2-графитовые пластины, 3- формовочная смесь, 4-графитовая вставка, 5- c свариваемое изделие
2. Подогрев изделий производится в печах или специальных нагревательных ямах. Обычно температура нагрева при газовой сварке поддерживается в пределах 45 0 -600°С и при дуговой сварке-700-850°С . Подогрев чугунных изделий перед сваркой до таких высоких температур требуется для того, чтобы снизить скорость охлаждения металла шва и придать ему относительно высокие пластические свойства и возможность обработки режущим инструментом;
Присадочным материалом при горячей сварке служат чугунные прутки марок А и Б в которых графитизация углерода обеспечивается повышенным содержанием кремния. В результате этого наплавленный металл имеет преимущественно ферритную структуру; прочность его ниже прочности самого чугунного изделия. Заводом « Станколит » предложены специальные низколегированные прутки СТЧ-5а, СТЧ-5б обеспечивающие наплавленный металл перлитной структуры. Литые стержни имеют диаметры 4, 6, 8, 10, 12 мм.
3. Выполнение сварки . Газовая сварка производится нормальным пламенем горелкой с наконечниками № 5-7 . Допускается сварка науглероживающим пламенем. Флюсы предназначены для удаления из сварочной ванны окислов растворением и переводом их в легкоплавкие шлаки. Чаще всего в качестве флюса используют прокаленную буру или смесь из 50% углекислого и 50% двууглекислого натрия.
Флюс ФСЧ-1 (рекомендует ВНИИавтогенмаш ) состоит из 23% прокаленной буры, 27% углекислого натрия и 50% азотнокислого натрия. Защиту сварочной ванны эффективно выполнять газообразным флюсом БМ-1 , состоящим из летучей бороорганической жидкости (он чаще применяется для сварки латуней). При газовой сварке чугунный пруток погружают в сварочную ванну только после нагрева его конца до температуры светло-красного каления. Пруток вынимают из ванны по возможности редко и только для нанесения флюса. Основной металл и присадочный пруток плавятся под флюсом.
Дуговая сварка чугуна выполняется как угольным электродом с применением чугунного присадочного прутка ( А и Б ), так и покрытыми чугунными электродами ( ОМЧ-1 ). Для удаления окислов кремния при сварке угольной дугой используют те же флюсы , что и при газовой сварке чугуна. При диаметре чугунного электрода 6-8 мм (до12мм) сварочный ток: I св= (60-100) · d э Род тока— любой, при постоянном токе применяют прямую полярность.
При дуговой сварке металл сварочной ванны также поддерживают в жидком состоянии до полного заполнения дефекта или заформованного блока . Это обеспечивает наиболее полное удаление газов и неметаллических включений из металла шва и равномерную структуру в металле шва и околошовном металле.
Качество соединения свариваемых частей и температура, от которой оно зависит, определяются формой сварочной ванны . Выпуклая поверхность ванны говорит о плохом соединении. В этом случае сварщик должен увеличить нагрев стенок изделия . Когда ванна чрезмерно горяча , расплавление стенок изделия идет весьма интенсивно, образуется очень характерный подрез стенки , в этом случае требуется пламя или дугу перенести в центр ванны, уменьшить температуру ванны добавлением в нее кусочков стержней электродов или заранее приготовленных мелких кусков чугуна. Правильный процесс сварки характеризуется вогнутой поверхностью сварочной ванны без подреза; жидкий чугун хорошо смачивает стенки детали.
Форма сварочной ванны в зависимости от ее нагрева а -холодная б -перегретая в -нормальная
Многослойная сварка чугуна применяется редко и лишь в тех случаях, когда невозможно поддерживать всю ванну в жидком состоянии. 4. Охлаждение изделий производится с малой скоростью, иногда в течение 3-5 суток . Подготовка к охлаждению заключается в том, что после окончания сварки поверхность металла шва засыпается слоем мелкого порошка древесного угля, а все изделие со всех сторон закрывается асбестовыми листами и сухим песком.
(III) Холодная сварка чугуна При холодной сварке чугуна требуются специальные меры, чтобы получить соединение без трещин и хрупких зон. По этому, технологию холодной сварки чугуна можно разделить на два вида: Сварка с графитизаторами ; Сварка со шпильками;
Главный процесс, формирующий структуру чугуна - это процесс графитизации т.е. процесс выделения углерода в чугуне. Процесс графитизации при сварке является благоприятным т.к. уменьшает хрупкость чугуна.
Все химические элементы в чугуне делятся на две группы: а) графитизаторы (способствующие графитизации ) – С , Si, Al, Ni, Co, Cu б) отбеливающие ( задерживающие графитизацию , способствующие соединению углерода с железом - образованию цементита Fe 3 C ) – S, V, Cr, Sn , Mo, Mn .
Применяя электроды из различных сплавов с покрытиями разного состава, можно получить металл шва с нужной прочностью и вязкостью, но избежать закалки в зоне плавления при сварке без подогрева изделия не удается. Можно лишь несколько уменьшить толщину закаленной прослойки, применяя многопроходную сварку на малых силах тока: применяют электроды диаметром 3-4 мм и малую силу тока: I св= (20-30) · d э Сварку выполняют короткими участками 15-25мм , затем выполняют проковку шва.
Для получения плотного металла требуется послойная проковка швов типа чеканки.
Используют железомедные , железоникелевые и медноникелевые электроды. Такие электроды делают составными – стержень из цветного металла, а железо вводят в виде оплетки, дополнительного стержня или порошка в покрытии. Содержание железа в металле шва не должно превышать 10-15%
Медно-никелевые электроды МНЧ-1 состоят из проволоки монельметалла или из константановой проволоки ( 40% никеля, 1,5% марганца, остальное - медь). Электроды ЦЧ-ЗА имеют железоникелевую основу (проволока Св-08Н50 ). Эти электроды обеспечивают высокую прочность и обрабатываемость сварного соединения и отсутствие трещин.
Холодная сварка чугуна медно-никелевым электродом ОЗЧ-1 1-медный электрод; 2- обмазка с железным порошком;
Полуавтоматическая сварка. Институт электросварки им. Е. О. Патона для заварки дефектов чугунного литья в холодном состоянии предложил порошковую проволоку марки ППЧ-1 . При диаметре проволоки 3 мм сварочный ток устанавливают 250-280 А , напряжение дуги - 28-32 В , скорость подачи проволоки 180 м/ч . Применяется также самозащитная проволока ПАНЧ-11 .
(2) Сварка стальными электродами с применением шпилек . Этот способ сварки широко применяется при ремонте крупногабаритных чугунных изделий. Здесь сварка комбинируется с механическим усилением зоны сплавления ввертыванием в тело изделия стальных шпилек, которые связывают металл шва и основной металл, разгружая хрупкую закаленную прослойку ( механосварное соединение ).
При изломе изделия с толщиной стенки до 12 мм шпильки могут ввертываться без разделки кромок . При толщинах более 12 мм место излома подготавливается с разделкой . Диаметр шпилек зависит от толщины свариваемого изделия: при толщине до 12мм диаметр шпильки должен быть не более 6мм ; диаметр шпилек более 16мм и менее 3мм не рекомендуется. Диаметр шпилек : d = (0,15 — 0,2)· S , где S -толщина детали, мм,
Количество шпилек, которые нужно поставить на одну сторону трещины, зависит от качества чугуна, нагрузки, которую несет деталь, длины трещины и др. Максимальное количество шпилек по их площади не должно превышать 0,25 площади излома детали. Высота шпилек над поверхностью равна 0,5-1 диаметра шпильки , но не более 5-6мм; глубина ввертывания - 1,5 диаметра шпильки
Размещение шпилек в разделке кромок
При сверлении отверстий и нарезании резьбы нельзя применять масло. Шпильки должны быть ввернуты до упора. Лучшие результаты дают электроды марки УОНИИ-13/55 . Электроды любой марки диаметром не более 3мм , сила тока - 90-100А . Уменьшенная сила тока обеспечивает малую глубину расплавления чугуна и минимальный нагрев изделия, что уменьшает отбеливание и предотвращает появление трещин.
Процесс сварки . Сначала кольцевыми швами обвариваются ввернутые шпильки. Обварку нужно производить вразброс для равномерного нагревания детали. Потом заплавляют участки между обваренными шпильками, причем заварка также ведется отдельными участками. Длина каждого валика не должна превышать 100 мм . Второй слой валиков наносится перпендикулярно направлению валиков первого слоя . После нанесения наплавки на каждую сторону поверхностей кромок переходят к заварке разделки и трещины.
Для ускорения заварки трещины в изделии толщиной более 10 мм вводят дополнительные стальные связи . Связи и промежутки между ними провариваются полностью. Сверху вся поверхность сварного соединения покрывается стальным наплавленным металлом. Сварка стальными электродами с применением шпилек может выполняться в любом пространственном положении без демонтажа всего чугунного изделия.
Сварка чугуна со шпильками
( IV ) Сварка-пайка чугуна Пайка представляет собой процесс соединения деталей нагревом до температуры плавления припоя, заполняющего зазор между соединяемыми деталями. Основной металл при пайке не плавится. Пайка чугуна применяется в тех случаях, когда прочность сварного соединения обеспечивается без расплавления основного металла.
В качестве припоев используют специальные материалы: чугунные материалы ( НЧ-1, НЧ-2, УНЧ-2 ) (низкотемпературная заварка литейных дефектов); латунные припои ( ЛОК59-1-03, ЛОМНА-49-08-10-4-04 - цвет припоя как у чугуна), легкоплавкие оловянисто-свинцовые припои ( ПОС-30, ПОС-40 ), а также цинковые припои .
(1) Подготовленная под пайку поверхность подогревается пламенем газовой горелки до температуры плавления чугунного или латунного припоя ( 800-950°С ). Вначале следует образовать отдельные расплавленные капли припоя , которые должны с помощью флюсов-паст ( ФСЧ-1, ФСЧ-2 ) легко растекаться тонким слоем по кромке чугунного изделия.
Присадочный стержень покрывают снаружи флюсом-пастой . Сварку ведут справа налево, после окончания заварки дефекта деталь медленно охлаждают в песке или под слоем асбеста. Т.к. основной металл не доводится до состояния расплавления, то в наплавке отсутствуют зоны отбеленного чугуна, металл шва получается плотным, мягким и хорошо обрабатывается резцом.
При нагреве чугуна до температуры выше 800 º С происходит необратимое увеличение объема чугуна, это может стать причиной изменения размеров уже обработанного изделия, следовательно обработанные изделия ремонтируют более низкотемпературной пайкой латунными припоями.
(2) Пайка латунным припоем производится при меньшей температуре нагрева ( 650-750°С ), чем пайка чугуном. Снижение температуры плавления латуни достигается за счет применения флюсов ФПСЧ-1 или ФПСЧ-2 , которые плавятся при указанных температурах, частично растворяют припой, смачивают поверхность чугуна и образуют низкотемпературную металлическую связь на границе чугун-латунь.
Для лучшего сцепления чугуна с латунью графит с поверхности кромок предварительно выжигают газовым пламенем с избытком кислорода . Деталь подогревают до 300-400 º С. Затем в разделку вносят флюс ФПСН-2 ; после расплавления флюса расплавляют латунный припой, который образует жидкую ванну и заполняет разделку. Наплавленный металл сразу же после сварки при температуре 600-700°С проковывают ручным медным молотком.
(3) Пайка легкоплавкими оловянисто-свин-цовыми и цинковыми припоями находит ограниченное применение при устранении дефектов в чугунных деталях. Этот вид применяют в тех случаях, когда нет возможности использовать другие, более совершенные виды. Пайка чугуна легкоплавкими припоями затруднена плохим смачиванием его поверхности; этот вид пайки дает низкую прочность соединения.
Участок горячей сварки чугуна должен быть оборудован дополнительным к приточно-вытяжной вентиляций специальным отсасывающим устройством для удаления выделяющейся при сварке пыли. Дополнительное отсасывающее устройство должно устанавливаться на расстоянии 1-1,2 м от места сварки и создавать скорость движения загрязненного воздуха в сечении отсоса порядка 8 м/с. При холодной дуговой сварке чугуна покрытыми электродами иметь дополнительную вентиляцию не обязательно. Любой вид сварки чугуна, сопровождающийся выделением ядовитых паров (меди, марганца, цинка и др.), должен выполняться сварщиком в фильтрующем или шланговом противогазе. При пайке чугуна припоем из меди и ее сплавов сварщику нужно работать в респираторе ШБ-1, «Лепесток», «Астра-2» и др.
Самостоятельно 1 вариант Способы сварки чугуна. Какие дефекты возможны при сварке чугуна? До какой температуры подогревают чугун при горячей сварке ? До какой массы изделия возможна горячая сварка чугуна? Рассчитать режим холодной сварки чугуна с графитизаторами , если d эл=4мм. Какая форма сварочной ванны является правильной? Чему должен быть равен объем сварочной ванны? Почему? Для чего нужны шпильки чугуну? Какой припой дает цвет шва, как у чугуна? 2 вариант Сущность ванного способа сварки чугуна. Из чего изготовляют формовочную массу? Как охлаждают чугун после горячей сварки? Какой вид сварки чугуна дает наилучшее качество? Рассчитать режим горячей сварки чугуна с если d эл=12мм. Как определить, что сварочная ванна перегрета? Как снизить температуру? Графитизаторы – это? Например? Как правильно установить шпильки? До какой температуры нагревают чугун при пайке чугунными и латунными припоями?