дяет получать качественные сварные соединения |
тугоплавких |
И химически активных сплавов толщиной от 0,5 |
до 20 мм (и |
более). Применение этого способа сварки имеет определенные металлургические преимущества, так как способствует удале нию газов из расплавленного металла. Содержание газов в ме талле шва примерно такое же, а иногда и меньше, чем при электронно-лучевой сварке.
Сварка дугой, управляемой магнитным полем. Магнитное управление дугой позволяет увеличить скорость сварки, умень шить зону перегрева и повысить пластичность металла, воз действовать на микроструктуру путем электромагнитного пере мешивания сварочной ванны. Управление дугой при помощи магнитного поля облегчает сварку деталей малых толщин. При сварке в пульсирующем режиме или в знакопеременном маг нитном поле титана, а также алюминиевых и магниевых спла вов отмечено измельчение структуры в шве и околошовной зоне.
Сварка с принудительным формированием шва. Вертикаль ные швы на металлах большой толщины на практике свари вают в защитных газах с принудительным формированием с помощью охлаждаемых ползунов. В зависимости от толщины металла сварку ведут одной или несколькими электродными проволоками. Защитный газ подается в зазор через специаль ное сопло в ползуне. Помимо принудительного формирования, водоохлаждаемые ползуны позволяют обеспечить благоприят ный термический цикл металла шва и околошовной зоны, не смотря на повышенные значения погонной энергии процесса.
Сварка электрозаклепками. Дугой с плавящимся электро дом в среде защитных газов можно приваривать к деталям листы толщиной до 8 мм. Для сварки в верхнем листе про сверливают или пробивают отверстие. Сварку ведут с пода чей электродной проволоки, время горения дуги задают в со ответствии с условиями сварки.
2.3. Особенности сварки разных металлов и сплавов
2.3.1. Сварка сталей
Сварка Малоуглеродистых и низколегированных сталей в инертном газе при меняется редко, так как эти стали хорошо свариваются под флюсом и в углекислом газе.
Высокие технологические свойства при сварке сталей обеспечиваются при добавке к аргону до 1—5 % кислорода. Кислород способствует увеличению плотности металла шва, улучшению сплавления, уменьшению подрезов и уве личению производительности процесса сварки.
Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей может также применяться аргон с добавкой 10—20 % углекислого газа. Углекислый газ способствует устранению пористости в швах и улучшению формирования шва.
РЕЖИМЫ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
O.U |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
а х |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
0 X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« К |
|
|
|
|
|
Расход |
И |
|
|
|
Тип |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
^св* |
'ев- А |
исв’ |
о. |
Примечание |
|||
|
соединения |
газа, |
с |
||||||
|
мм |
|
м/ч |
л/мнн |
о |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р* |
|
|
|
|
Ручная сварка неплавящимся электродом |
|
|
|
||||
2 |
С отбортовкой |
|
75—120 |
|
5—7 |
1 |
Присадочная |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
проволока |
|
3 |
Встык без раз |
|
120—160 |
|
6—8 |
1 |
0 1,6 мм |
||
|
|
Ток |
постоян |
||||||
|
делки с |
при |
|
|
|
|
|
ный прямой по |
|
|
садкой |
|
|
|
|
|
|
лярности |
|
|
Автоматическая сварка неплавящимся электродом |
|
|||||||
4 |
Встык с при |
— |
200—250 |
25—27 |
6—8 |
1 |
|
|
|
4 |
садкой |
|
— |
130—250 |
25—28 |
6—8 |
1 |
|
|
Встык без при |
|
|
|||||||
|
садки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматическая сварка плавящимся электродом |
|
|
||||||
5 |
Разделка |
V- |
1,0 |
260—275 |
36—38 |
8—9 |
1 |
Ток |
постоян |
|
образная |
|
|
|
|
|
|
ный |
обратной |
10 |
Разделка |
V- |
2,0 |
320—400 |
14—16 |
12—18 |
2 |
полярности |
|
Ток |
постоян |
||||||||
|
образная |
|
|
|
|
|
|
ный |
обратной |
|
|
|
|
|
|
|
|
полярности |
|
Высоколегированные стали успешно свариваются в инертных газах и их смесях. При этом обеспечивается высокая стабильность дуги и минимальный угар легирующих элементов. Химический состав металла шва регулируется за счет применения проволоки нужного состава. Стали, в состав которых входят элементы с высокой активностью к кислороду (алюминий, титан, цирконий и т. п.), свариваются в среде инертных газов. Ориентировочные режимы автома тической и полуавтоматической сварки стыковых соединений толщиной 4— 10 мм на постоянном токе приведены в табл. 2.11.
2.3.2. |
Сварка меди и медных сплавов |
|
|
|
Медь |
хорошо сваривается в аргоне, |
гелии |
и азоте, а |
также |
в смеси аргона с гелием и азотом. С |
целью |
экономии |
аргона |
|
и повышения производительности целесообразно использовать смесь аргона с азотом (70—80 % аргона и 30—20 % азота). Азот способствует увеличению глубины проплавления меди.
Из-за высокой теплопроводности меди для получения на дежного провара в начале сварки и хорошего сплавления по кромкам детали подогреваются до 470—770 К. При сварке
Т А Б Л И Ц А 2.IS
РЕЖИМЫ СВАРКИ МЕДИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ
Толщина металла, мм
1.0
2—3
5—6
8,0
12
12—14
d9, мм
0,8—1,2
0,8—1,6
0,8—1,2
1,0—1,6
1,0—1,4
2,0—3,0
1,6—3,0 2,0-4,0
|
Сл |
СО о |
|
1 |
Защитный |
' « • а |
ик в |
° с - м/ч |
V |
|
газ |
|||||
|
|
л /м ИИ |
|||
Аргон, азот |
80—110 |
18—20 |
30—45 |
7—9 |
|
Аргон |
140—210 |
19—23 |
25—35 |
8—10 |
|
Азот |
140—200 |
20—35 |
25—35 |
8—10 |
|
Аргон |
250—300 |
23—26 |
20—25 |
10—12 |
|
Азот |
250—300 |
24—27 |
20—25 |
10—12 |
|
Аргон |
350—550 |
32—37 |
18—22 |
14—18 |
|
Гелий |
300—500 |
32—38 |
18—22 |
30—40 |
|
Аргон |
350—650 |
32—38 |
_ |
14—18 |
|
Гелий |
350—620 |
34—42 |
18 |
30—45 |
|
Аргон |
300—500 |
28—36 |
16—18 |
14—18 |
|
Гелий |
270—500 |
32—38 |
18—22 |
30—40 |
|
Азот |
280—500 |
32—39 |
18—22 |
— |
П р и м е ч а н и е . |
d3 — диаметр электродной проволоки; / св — сварочный ток; |
(/д — напряжение дуги; |
t»CB — скорость сварки; Vr — расход газа. |
в |
аргоне подогрев |
необходим при |
толщине меди более 4 мм, |
а |
в азоте — более |
8 мм. Величину |
сварочного тока выбирают |
исходя из диаметра вольфрамового электрода, состава защит ной смеси и рода тока. При этом сварка может выполняться как на переменном, так и на постоянном токе обратной по лярности.
При сварке латуней, бронз и медноникелевых сплавов пред почтительнее использовать вольфрамовый электрод. При этом испарение цинка и олова будут значительно меньше, чем при сварке плавящимся электродом. Присадочный металл, а ино
гда и кромки, |
подлежащие сварке, очищаются травлением. Для |
||||
этого применяют раствор, состоящий |
из |
75 см3/л |
HNO3, |
||
100 см3/л H2SO4 и) 1 см3/л НС1. |
стыковых |
соединений |
меди |
||
Некоторые |
режимы сварки |
||||
в нижнем положении приведены |
в табл. |
2 .12. |
|
|
|
2.3.3. Сварка алюминиевых и магниевых сплавов
Эти сплавы обладают высокими значениями электропроводно сти, теплопроводности, а также скрытой теплоты плавления. Трудность сварки этих сплавов заключается в наличии на их поверхности тугоплавкой оксидной пленки, которая препятст вует сплавлению металла сварочной ванны с основным метал лом и, кроме того, остается в шве в виде неметаллических включений. При сварке на токе обратной полярности происхо дит катодная очистка свариваемых поверхностей в зоне воз действия дуги. Однако действием разрядного тока может быть
разрушена лишь сравнительно тонкая пленка оксида. Толстую пленку оксида алюминия перед сваркой необходимо удалять механическим или химическим путем. Особо важно удалять оксидную пленку с поверхности электродной проволоки малого диаметра (из алюминиевых и магниевых сплавов). Это объяс няется тем, что на поверхности оксидной пленки хорошо сор бируется влага, которая, диссоциируя в дуге, приводит к на сыщению металла шва водородом и увеличению его пористо сти. Характер образования пористости зависит также и от химического состава сплава. При сварке алюминиймагниевых сплавов пленка оксидов имеет большую, чем у чистого алюми ния, толщину и удерживает больше влаги.
Термически упрочняемые сплавы системы А1—Mg-^Si (ма рок АВ, АК6, АКВ) обладают повышенной склонностью к об разованию горячих трещин, что определяется наличием легко плавких эвтектик, расширяющих температурный интервал твердожидкого состояния. Для уменьшения склонности к го рячим трещинам этих сплавов целесообразно применять при садки, содержащие 4—6 % Si.
Влияние на качество сварных соединений оказывает выбор конструктивных элементов разделки кромок, которые опреде лены ГОСТ 23949—80.
|
|
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А |
2.13 |
||
|
|
РЕЖИМЫ СВАРКИ В АРГОНЕ ВОЛЬФРАМОВЫМ |
|
|
||||||
|
|
ЭЛЕКТРОДОМ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ |
|
|
|
|||||
Тип соединения |
Н, |
d3, мм |
им |
'«> А |
V |
п |
Примечание |
|||
|
|
|
мм |
|
|
л/мин |
|
|
|
|
Отбортовка кро |
1,0 |
1,0 |
Ручная сварка |
4—5 |
1 |
|
|
|||
— |
40—50 |
— |
|
|||||||
мок |
без |
раз |
2,0 |
2,0 |
— |
80-90 |
7—8 |
1 |
— |
|
Встык, |
3,0 |
3,0—4,0 |
2,0—3,0 |
100—130 |
8—10 |
I |
|
|
||
делки, |
односто |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
роннее |
без |
раз |
5,0 |
4,0—5,0 |
3,0—4,0 |
200—240 |
8—10 |
2 |
|
|
Встык, |
|
|
||||||||
делки, |
двухсто |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
роннее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматическая сварка |
|
|
|
|
||
Встык, |
без |
раз |
3,0 |
4,0 |
2,5 |
180—200 |
14—16 |
1 |
VCB = |
18"*- |
делки |
без |
раз |
6,0 |
5,0 |
2,5 |
250—290 |
16—18 |
1 |
-т-20 м/ч |
|
Встык, |
^св = |
95*т- |
||||||||
делки |
|
|
|
|
|
|
|
|
-7-100 |
м/ч |
П р и м е ч |
а н и е , h — толщина свариваемого металла; </э — диаметр |
электрода; |
rfn. n ™ Диаметр |
присадочной проволоки; / св — сварочный ток; Vp — расход |
газа; п — |
число проходов. |
|
|