Тема: «Технология и техника сварки цветных металлов и их сплавов».
Задания:
Изучить лекцию.
Посмотреть видеоролик.
3. Ответить на контрольные вопросы.
Изделия из цветных металлов все чаще применяются во всех сферах промышленности не только в чистом виде, но и в форме разнообразных сплавов. Поэтому газовая сварка цветных металлов на сегодняшний день очень популярна. Сварка цветных металлов и их сплавов довольно сложна в осуществлении.
ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
· Они легко окисляются.
· При плавлении этих металлов появляются тугоплавкие окислы, которые способны заполнить сварочный шов. Из-за этого повышается риск изготовления некачественного шва и возникновения трещин.
· Некоторые цветные металлы требуют применение более мощного источника энергии, так как их остывание происходит очень быстро. Работать в данном случае нужно оперативно.
· Существует вероятность испарения «лёгких» составляющих сплава, так как все они имеют разную температуру плавления.
· Цветные металлы, в отличие от черных, лучше взаимодействуют с газовой средой.
· При сварке на цветных металлах появляется оксидная пленка, которая мешает сварить качественный шов.
· Работы по сварке должны проходить в зоне с ограниченным объемом кислорода.
Встретить какой-то конкретный цветной металл в чистом виде почти невозможно. Обычно они используются в виде различных сплавов. Наиболее популярные составляющие сплавов: медь, никель, алюминий, титан, цинк.
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ: ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Любой сварочный процесс требует подготовки. Особенно, если речь идет о сварке цветных металлов. В первую очередь, детали требуют зачистки, чтобы удалить оксидную пленку. Жиры удаляются с помощью бензина или растворителя. Расположить детали нужно примерно в 2 мм друг от друга. Проводить работу рекомендуется в максимально нижнем положении, так как цветные сплавы отличаются повышенной текучестью.
Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздуха, сварку проводят в среде инертных газов. Чаще применяются азот, гелий или аргон. Электроды для сварки цветных металлов лучше использовать из угля, графита или вольфрама.
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ
После железа алюминий считается самым популярным металлом. Он часто используется в чистом виде. Однако, его сплавы все равно используются чаще. Существует множество сплавов из алюминия. Алюминиевые сплавы используются в пищевой и химической промышленности, в строительстве и машиностроении. Если проводить классификацию по свойствам, то самыми часто применяемыми являются дуралюмин, силумин и авиель.
Перед началом работ алюминий зачищают от окисной пленки и обезжиривают. Затем детали, подлежащие сварке, одну-две минуты протравливают в водном растворе фтористого натра в соотношении 50/50. После этого их примерно на две минуты кладут в раствор азотной кислоты. Затем элементы нужно промыть горячей и холодной водой. С момента подготовительных работ до сварки не должно пройти более четырех часов. Аналогичные подготовительные работы должны производится и с проволокой для сварки. Запрещено зачищать кромки с помощью «наждачки». Элементы для сварки должны быть надежно зафиксированы.
Сборка элементов перед сваркой зависит от толщины свариваемых деталей. Если нужно, перед соединением элементов накладывают прихваточные швы. В таблице ниже указано примерное расстояние между ними.
| Толщина свариваемого металла, мм | Растояние между прихватками, мм | Размеры прихваток, мм | |
| Высота | Длинна | ||
| До 1,5 | 20-30 | 1-1,5 | 2-4 |
| 1, 5-3 | 30-50 | 1,5-2,5 | 4-6 |
| 3-5 | 50-80 | 2,5-4 | 6-8 |
| 5-10 | 80-120 | 4-6 | 8-12 |
| 10-25 | 120-200 | 6-12 | 12-26 |
| 25-50 | 200-360 | 12-20 | 26-60 |
НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
Изделия из сплава никеля используются в устройствах с высокой рабочей температурой, около 700 – 1000 градусов (для деталей ракет, газовых турбин). Никелевые сплавы прочны, вязкие, пластичны, жаростойкие и очень чувствительны к газам. Последний фактор приводит к тому, что сварочный шов может получится пористым. Никель устойчив к коррозии. Для обезжиривания никелевого сплава не рекомендуется применять бензин. В основном, никелевые сплавы используются в химической и электрохимической промышленности. Для сварочных работ с никелем применяют электроды из металла, постоянный ток обратной полярности. Если используется аргонный сварочный аппарат – берут электроды из вольфрама.
Медные сплавы используются в машиностроении. Из них производят трубы, ёмкости различного предназначения, размеров и формы. Используются электроды из угля и графита при токе прямой полярности. Длина дуги примерно 35-40 мм. Если производится ручная дуговая сварка изделий из меди при температуре до 400 градусов, используется ток обратной полярности. Аргон и гелий используется для сварки в защитных газах, проволока из бронзы выступает в качестве присадочного материала. Подготовка к работе должна быть очень тщательной, кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Сварка должна протекать быстро, без перерывов. Присадочным материалом может быть обычная медная проволока.
Соотношение толщин присадочной проволоки и свариваемой детали.
| Толщина меди, мм | До 1,5 | 1,5-2,5 | 2,5-4 | 4-8 | 8-15 | Более 15 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм | 1,5 | 4-5 |
Защита сварочной ванны обеспечивается флюсами, перечень которых изложен в таблице ниже. Флюсы в сварочную ванну вводятся в порошкообразном или парообразном состоянии.
| Компонент | Состав флюса, % | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
| Бура прокаленная | — | |||||||
| Борная кислота | — | — | ||||||
| Поваренная соль | — | — | — | — | ||||
| Фосфорнокислый натрий | — | — | — | — | — | — | ||
| Кварцевый песок | — | — | — | — | — | — | — | |
| Древесный уголь | — | — | — | — | — | — | — | |
| Углекислый калий (поташ) | — | — | — | — | — | — | — |
Флюсы для ацетилено-кислородной сварки.
| Компонент | Состав флюса (по массе), % | |||
| №1 | №2 | №3 | Марки БМ-1 | |
| Бура прокаленная | — | |||
| Борная кислота | — | — | ||
| Фтористый натрий | — | — | — | |
| Метилборат | — | — | — | |
| Метиловый сирт | — | — | — |