Сварка цветных металлов. Применяемые ГОСТы. Особенности процесса, основные виды и технология их сварки

Требования, типы соединений и другая информация, относящаяся к процессу сварки цветных металлов, содержится в ГОСТах, обязательных для выполнения.


ГОСТы

Дуговая сварка алюминия и сплавов в инертных газах:

Дуговая сварка трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава:


Отличительные черты

Сварочный процесс (тип соединения и технология) цветных материалов зависит от их свойств, а именно:

  • плотности;
  • температуры плавления;
  • химической активности;
  • механических показателей;
  • температуры кипения;
  • теплопроводности.

Некоторые особенности поведения цветных металлов и сплавов при сварке отражены в таблице.

 

Свойства Возможные проявления и действия Материалы
Невысокая температура плавления и кипения
  • перегрев и испарение металла;
  • возникновение пор и изменение состава материала в сплавах
Цирконий, латунь, титан, алюминий, бронза
Легкое окисление с возникновением тугоплавких оксидов
  • затруднение сварочного процесса;
  • снижение физико-механических характеристик сварного шва;
  • загрязнение оксидами сварочной ванны
Повышенная восприимчивость расплавленного сплава или металла к поглощению газов Пористость сварного шва Все, особенно – молибден, титан, ниобий, цирконий, тантал
Большая теплопроводность и удельная теплоемкость Быстротечное охлаждение зоны сварки, что приводит к потребности в предварительном нагреве предмета перед сваркой и повышению теплового режима сварки Магний, медь, алюминий
Высокий коэффициент линейного расширения Возникновение:
  • значимых внутренних напряжений;
  • деформаций;
  • трещин шва и околошовной зоны
Внезапное снижение механических качеств во время нагрева Легкое разрушение металла при ударе
Проваливание сварочной ванны в результате воздействия своего веса Алюминий и бронза

Оборудование

Применяемое оборудование для сварки цветных металлов зависит от их вида и метода сварки.

К сварочным принадлежностям и инструментам относятся:

  • стол сварочный или устройство для сборки и закрепления элементов;
  • источник тока;
  • сварочный прибор;
  • дополнительные элементы и устройства (в зависимости от типа сварки);
  • кабель;
  • вещи сварщика (костюм, маска);
  • различные инструменты;
  • средства пожаротушения.

Технология процессов

Методы сварки цветных металлов выбираются в соответствии с их физико-химическими свойствами. При выборе способа учитывают наличие:

  • необходимой оснастки;
  • сварочных материалов.

Также учитывается экономическая и техническая целесообразность метода и квалификация технологов и сварщиков.

Таблица свариваемых цветных металлов и применяемых типов сварки.

Наименование металла Дуговая Аргонодуговая Электрошлаковая Электронно-лучевая в вакууме Газовая
Алюминий + + + +
Магний + +
Медь + + +
Никель + + +
Титан + +
Тантал + +
Цирконий + +
Гафний + +
Молибден + +
Вольфрам + +
Ниобий + +
Цинк + +
Серебро + +
Ванадий +
Свинец + + +

Подготовка к работе

Процесс подготовки к проведению сварочных работ цветных металлов зависит от вида соединяемых материалов и типа сварки.

Перед началом работы производится подготовка деталей. Выполняется зачистка плоскостей и кромок в соединяемых местах от загрязнений и пленки окиси. В случае необходимости поверхность обезжиривается, промывается и просушивается.

Сварка алюминия

Сложность процесса заключается в наличии на поверхности алюминия и его сплавов оксидной тугоплавкой пленки, которую перед началом работ необходимо удалить.

Виды сварки:

  • дуговая;
  • автоматическая и полуавтоматическая по слою флюса;
  • в инертных газах;
  • газовая;
  • электрошлаковая.

Наиболее часто применяемый вид – ручная и механизированная сварка в защитных газах. Особенности процесса:

  • электродывольфрамовые и плавящиеся;
  • инертные газы: аргон (1 или 2 сорта), высокой чистоты гелий или их смесь.

В соответствии с маркой сплава подбирается присадочная проволока.

Ручной аргонодуговой метод неплавящимся электродом применяется при толщине алюминия до 10 мм и ведется на переменном токе. Способ плавящимся электродом проводится в аргоне или смеси гелия и аргона, ток – постоянный, обратной полярности. Процесс механизированной сварки проводится с фторидно-хлоридными флюсами. Метод автоматической сварки по флюсу одним электродом выбирают при толщине алюминия 5-10 мм. При толщине, превышающей этот диапазон, берут расщепленный электрод, обеспечивающий надежный провар.

При работе с металлами более 10 мм толщиной уместен метод полуавтоматической сварки плавящимся электродом в среде защитного газа. В процессе работы швы большой протяженности разбиваются на небольшие участки.

Метод автоматической сварки вольфрамовым электродом в инертных газах может быть однодуговым (толщина материала до 12 мм) или трехфазным (более 12 мм). С целью получения высококачественных швов работу выполняют одним проходом.

Электрошлаковая сварка производится пластинчатым электродом. Ток – переменный, используют флюсы.

Особенности сварки ручной дуговой покрытыми электродами:

  • толщина алюминия – более 4 мм;
  • ток – постоянный, полярность – обратная.

Необходим предварительный подогрев металла.

Ручная дуговая сварка угольными электродами на постоянном токе прямой полярности применяется для соединения неответственных конструкций. На присадочный пруток и соединяемые кромки накладывается слой флюса.

Газовая сварка выполняется с флюсами, левым способом. Применяется для соединения элементов встык.

Соединение меди и никеля

Медь и никель относятся к тяжелым цветным металлам.


Сварка меди

Плохая свариваемость обусловлена:

  • чрезмерной склонностью к образованию трещин;
  • жидкотекучестью;
  • высокой теплопроводностью.

Поэтому основная сложность – получение сварного шва без трещин, пор и окисных включений.

Наиболее используемые методы сварки:

  1. Ручная дуговая проводится короткой дугой, электрод – плавящийся покрытый. Ток – постоянный, полярность – обратная. Сплавы до 4 мм соединяются без проведения подогрева. Медь толщиной 5-10 мм заблаговременно подвергается подогреву до 250-300° С.
  2. В защитных газах проводится неплавящимся электродом. Ток – постоянный прямой полярности (для меди) и переменный (для бронзы). Дуга при работе защищается азотом, гелием, аргоном или их смесью.
  3. Под флюсом угольными электродами используется для работы с малоответственными деталями, толщина которых менее 15 мм. Графитовые электроды используют при толщине выше 15 мм. Ток – постоянный, прямой полярности.

Сварка никеля

Виды:

  1. Дуговая вольфрамовым электродом (прямой полярности постоянный ток). Защитный газ – аргон 1 сорта, присадочная проволока с содержанием марганца. Сварка никеля толщиной более 4-5 мм проводится плавящимся электродом.
  2. Механизированная под флюсом сварка (ток постоянный, полярность – обратная). Применяемые флюсы – бескислородные или безокислительные, реже – керамические.
  3. Метод ручной дуговой сварки толстопокрытыми электродами (постоянный ток обратной полярности). Работа с тонким металлом производится угольным электродом с флюсом.
  4. Газовая – для сварки деталей небольших размеров до 4 мм толщиной.

Сварка свинца

Основные причины сложности сварки свинца – его низкая температура плавления и образование тугоплавких окислов с высокой температурой плавления. Применяемые типы сварки:

  1. Газовая ацетилено-кислородная. Применяют флюсы и присадочную свинцовую проволоку или полосы листового свинца.
  2. Ручная дуговая угольным электродом в среде защитных газов неплавящимися и плавящимися электродами. Производится короткой дугой. Ток – постоянный, полярность – прямая.

Соединение сплавов из титана

Химическая активность материала к газам при высокой температуре является основной проблемой сварки титана. Поэтому при работе требуется защита от атмосферного взаимодействия всех участков материала, нагретого выше 500° С.

Разновидности сварки:

  1. Дуговая в среде инертных газов неплавящимся и плавящимся электродом. С постоянным током прямой полярности. Газ – аргон или гелий.
  2. Сварка плавящимся электродом проводится за два прохода с постоянным током обратной полярности.
  3. Способ под флюсом производится на оборудовании с постоянным током, полярность – обратная.
  4. Электрошлаковая с использованием бескислородных флюсов применяется для соединения титана толщиной более 40 мм.


Рейтинг
( Пока оценок нет )
Ануфриенок Константин / автор статьи
Сварщик: 7 разряд, опыт ручной дуговой, аргоно-дуговой, газовой сварки — 14 лет, наличие удостоверения НАКС НГДО, ОХНВП, КО.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Elsvarkin.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *