Хорошие результаты при холодной сварке чугуна дают электроды АНЧ1 со стержнем из аустенитно хромоникелевой проволоки. СВ – 04Х19Н9 или СВ – 06Х19Н9Т, снабженным медной оболочкой и фтористокальциевым покрытием.
Сварка цветных металлов и сплавов.
Медь и ее сплавы удовлетворительно свариваются электродами марок «Комсомолец – 100», МН – 5 и ОЗБ – 1, а также угольным электродом на постоянном токе прямой полярности и достаточно хорошо свариваются аргонно – дуговой сваркой вольфрамовым электродом.
При сварке латуни и других медно – цинковых сплавов применяют прутки с повышенным содержанием цинка. При сварке выделяются ядовитые пары цинка поэтому необходимы хорошая вентиляция рабочего места сварщика и применение респираторов.
Алюминий и его сплавы.
Легко окисляются на воздухе, и поверхности деталей всегда покрыты плотной пленкой оксида алюминия Al2O3, температура плавления которого 2050 С (в то время как температура плавления чистого алюминия 660С). Тугоплавкая и механически прочная пленка оксида алюминия создает основные трудности при его сварке. Кроме того, при нагревании алюминий и сплавы не изменяют цвета, а в расплавленном состоянии характеризуются большой жидкотекучестью что также затрудняют сварку.
В качестве электродов или присадочного материала при сварке чистого алюминия и его сплавов используют прутки или проволоку, по химическому составу близкие к свариваемому металлу. В покрытия электродов или в флюс вводят хлористые и фтористые соли лития, калия, энергично растворяющиеся и отшлаковывающие оксид алюминия. Сварку ведут постоянным током обратной полярности, при которой в результате катодного распыления улучшается условия разрушения оксидной пленки. После сварки во избежание разъединения металла шлак со шва удаляют, промывая горячей или подкисленной водой и тщательно протирая стальными щетками. Перед сваркой поверхность детали обезжиривают бензином или ацетоном и подвергают очистке механическим или ручным способом.
Для сварки чистого алюминия используют электроды ОЗА – 1. Алюминиево – кремнистые сплавы (типа слуин) сваривают электродами ОЗА – 2. Чтобы избежать коробления, образования трещины и его сплавов перед сваркой подогревают до температуры 200…300°С. Концы трещин в деталях засверливают, а кромки разделывают под углом 60…90°. Для получения мелкозернистой структуры металла шва деталь после сварки медленно охлаждают, а шов слегка проковывают. Внутренние напряжения снимают нагревом до температуры 300…350°С с последующим медленным охлаждение.
Аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом дает возможность поучать хорошие результаты сварки алюминия и его сплавов без применения флюса. Однако оксидную пленку и загрязнения с поверхности детали перед сваркой требуется удалять более тщательно, чем при использовании флюса.
Аргонно-дуговая сварка - разновидность сварки в инертных газах. Сущность ее заключается в том, что зону сварки в электрод защищают от воздуха аргоном, гелием или их смесями. Инертные газы хорошо ионизируются и создают условия для устойчивого горения дуги. Преимущества такой сварки: надежная защита зоны сварки от действия кислорода и азота окружающего воздуха, более высокая производительность сварки из-за большей тепловой мощности дуги и, самое главное, возможность сварки многих трудносваривающихся металлов и сплавов, в том числе разнородных. Этим способом сваривают нержавеющие стали, алюминий и его сплавы, магнитные и жаропрочные сплавы, титан, медь, латунь, бронху и другие металлы. При данной сварке используют неплавящиеся и плавящиеся электроды.
В качестве неплавящихся электродов применяют вольфрамовые стержни диаметром от 0,8 до 6 мм или также стержни с добавлением оксида циркония, лантана или тория, которые более стойкие, чем чисто вольфрамовые.
Для сварки цветных металлов и легированных сталей толщиной до 2,5 мм используют горелки ЭЗР-З-66 с естественным воздушным охлаждением. Для сварки крупных деталей из чугуна и легированных сталей применяют горелки с водяным охлаждением типа ГНР-100, ГНР-315 и др.
3.2.2. Газоплазменная сварка и наплавка.
К газоплазменной сварке и наплавке относятся процессы нагрева и расплавления металлов пламенем, получаемых от горения различных горючих газов (ацетилена, метана, пропана и др) в технически чистом кислороде. Способ разработан в конце 19 столетия.
Недостатки газовой сварки – это меньшая, чем при дуговой сварке, скорость нагрева и расплавления металла, большая зона теплового воздействия в связи с этим большая возможность коробления свариваемого изделия. При сварке крупных изделий толщиной более 6…8мм. производительность по сравнению с дуговой сваркой значительно ниже, поэтому газовую сварку применяют преимущественно для соединения и наплавки тонких деталей. Себестоимость сварки выше.
Преимущества газовой сварки – сравнительно простое и недорогое оборудование. Для газовой сварки – сравнительно простое и недорогое оборудование. Для газовой сварки и наплавки в большинстве случаев используется, ацетилен, при сгорании в кислороде он дает температуру пламени до 3150С, а другие газы 2000…2300С.
Ацетилен получают при взаимодействии карбида кальция с водой в генераторе. Однако применение ацетилена ограниченно дороговизной (он в 15…20 раз дороже других горючих газов) и взрывоопасностью. Ацетилен и другие горючие газы смешивают с кислородом в необходимых количествах с помощью газовых горелок. Для полного сгорания ацителена кислорода требуется несколько больше (по объему), примерно на 10…30%. Ацетиленокислородное пламя имеет три ярко выраженные зоны с различной температурой и легко регулируется по внешнему виду. В зависимости от изменения подачи кислорода преобразуется форма пламени и всех трех его частей. Изменяя соотношение ацетилена и кислорода можно получить три основных вида пламени: нормальное, или восстановительное (кислорода 1.1…1.2), окислительное (с избытком кислорода более 1,3) и науглероживающее (с избытком ацетилена, соотношение менее 1,1). Наиболее ярко выражены все три части нормального пламени. Обычно этим пламенем и ведут сварку.
Особенности технологии газовой сварки и наплавки. Газовую сварку в основном используют для стыковых соединений и некоторых видов наплавочных работ. Особо удобное соединение для газовой сварки – стыковое с отбортовкой кромок, его выполняют без применения присадочной проволоки. Металл толщиной менее 4мм. можно сваривать без скоса кромок. При сварке металла толщиной 5 – 15мм. необходим скос кромок под V – образный шов с общим углом раскрытия 70 - 90º, а при толщине более 15мм. по Х – образный шов с таким же углом раскрытия по обе стороны.
Сварка и наплавка сталей большинства марок осуществляется нормальным пламенем. Наплавленный шов проковывают в горячем состоянии при температуре 850 - 900ºС (светло – красные) и затем нормализуют, то есть нагревают до 900ºС и охлаждают на воздухе. Малоуглеродистые стали сваривают пр. Углеродистые стали сваривают проволокой СВ – 08А и СВ – 08ГА. Для сварки высокоуглеродистых и легированных сталей, а также для получения шва наплавки повышенной твердости применяют проволоки СВ – 08Г2С, СВ – 12ГС, СВ – 18ХГСА и флюсы. В качестве флюсов используют буру, кремневую и борную кислоты и другие вещества. Перед сваркой детали нагревают до температуры 250 - 300ºС.
Сварка чугуна. При газовой сварке медленнее и равномернее нагревается и охлаждается деталь. В результате этого в наплавленном металле и на его границах создаются лучшие условия для графитизации углерода, уменьшается вероятность отбеливания чугуна, возникновения внутренних напряжений и появления трещин. Обычно газовую сварку сопровождают общим и местным подогревом детали. В качестве присадочного материала используют чугунные стержни диаметром 4, 6, 8, 10, 12мм. Для сварки мелких деталей применяют чугунные стержни марки Б, а для крупных стержней марки А. Сваривают чугун нормальным или науглероживающим пламенем при расходе ацетилена на 1мм. толщины металла 100 – 120 дм3/ч.
Для удаления из сварочной ванны оксидов кремния, железа и марганца используют флюс из смеси: буры 56%, соды и поташа по 22% или прокаленной буры 23%, углекислого натрия 27% и азотнокислого натрия 50%. Флюсы подсыпают в сварочную ванну, а пруток в процессе сварки чаще погружают в флюс. Хорошие результаты дает сварка чугуна газовым пламенем с применением прутка из латуни Л62, флюса из буры или смеси буры (50%) и борной кислоты (50%).
Сварка меди и ее сплавов. Медь и бронзу сваривают только нормальным пламенем. В качестве присадочного материала при сварке меди используют проволоку из чистой меди или меди, содержащей до 0,2% фосфора и до 0,3% кремния, а при сварке бронзы – проволоку, близкую по составу к свариваемой бронзе. Для раскисления оксидов применяю флюсы, содержащие чистую буру или смесь буры (50%) и борной кислоты (50%). Чтобы улучшить структуру наплавленного шва, его проковывают при температуре 200 - 300ºС, затем отжигают при температуре 500 - 550ºС и быстро охлаждают водой.
Латунь сваривают пламенем и избытком кислорода до 30 – 40%. Для удаления оксидов меди и цинка используют флюсы следующих составов: борная кислота – 35%, фосфорнокислый натрий – 15%, остальное – плавленая бура или борная кислота 80% и плавленая бура – 20%, или специальные жидкие флюсы БМ – 1 и БМ – 2. Последние через специальный сосуд – флюсопитатель – подают в горелку вместе с ацетиленом. Пары флюсов ядовиты, поэтому сварщик должен работать в респираторе, а место сварки следует оборудовать местной вытяжкой. В качестве присадочного материала используют проволоки ЛК62 – Ф5, ЛОК59 – 1 – 03,содержащие в своем составе раскислители – олово и кремний.