СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

СВАРКА ЧУГУНА

Сварка чугуна является трудной задачей. Трудности его сварки объясняются следующими причинами. По химическому составу чугун сильно засорён различными примесями. Большая часть угле­рода в сером чугуне находится в структурно свободном состоянии в виде пластинчатых включений графита.

Серый чугун, наиболее применяемый в машиностроении, пред­ставляет собой не сплошной металл, а пористую металлическую губку, поры которой заполнены рыхлым неметаллическим веще­ством— графитом. Такая структура крайне неблагоприятна для сварки; она не встречается ни в одном другом металле. Чугун весьма хрупок. Его относительное удлинение при разрыве практи­чески равно нулю. Он разбивается на куски ударом. Поэтому чу­гун, больше чем какой-либо другой металл, склонен к образованию трещин при сварке, и борьбе с трещинами приходится уделять осо­бое внимание при сварке чугуна.

Весьма часто в процессе сварки происходит отбеливание чугуна, что придаёт ему высокую твёрдость и хрупкость в зоне сварки и делает его совершенно непригодным для механической обработки после сварки. К этому следует добавить, что чугуны неоднородны по составу и структуре, и может оказаться, что процесс сварки, давший хорошие результаты на одной детали, следующий раз даст результаты отрицательные на такой же детали вследствие значи­тельного отличия свойств чугуна. Поэтому при ответственных рабо­тах по сварке чугуна рекомендуется производить химический анализ и металлографическое исследование металла. Встречаются сорта чугуна, практически совершенно не поддающиеся сварке, например, не поддаётся сварке так называемый горелый серый чугун, подвер­гавшийся длительному воздействию высокой температуры, кислот, пара и т. п. Вследствие пористости чугуна в подобных случаях окисление проникает во - всю толщину металла, обволакивая метал­лические зёрна плёнкой окислов и делая металл рыхлым и механи­чески непрочным. При расплавлении такой чугун даёт больше шлака, чем металла и не позволяет получить доброкачественное сварное соединение.

Трудность сварки чугуна вызвала появление многочисленных способов сварки чугуна и их разновидностей, но ни один из спосо­бов не является вполне удовлетворительным для всех случаев, встречающихся на практике. Рассмотрим в первую очередь дуговую электросварку чугуна, как наиболее дешёвый и сравнительно хо­рошо изученный способ.

Горячая дуговая сварка чугуна. Дуговой сваркой чугуна много занимался ещё Славянов, изобретатель способа дуговой электро­сварки, в конце прошлого столетия. Он применял способ так на­зываемой горячой сварки чугуна, остающийся наиболее совершен­ным способом до настоящего времени. При этом способе сварочная ванна жидкого металла имеет большой объём — до нескольких со­тен кубических сантиметров, поэтому сварка возможна только

в нижнем положении, и место сварки должно быть предварительно

Фиг. 189. Заформовка чугун­ной детали:

/ — коробка из листового железа; 2 — графитные или угольные пластины; 3 — формовочная масса.

заформовано для устранения утечки жидкого металла и возможности полу­чения необходимого усиления места сварки и припуска на последующую ме­ханическую обработку. Место сварки предварительно разделывается для воз­можности доступа дуги и проплавления металла по всей толщине сечения.

По окончании разделки, которая производится обычно посредством вы­рубки металла пневматическим зубилом или вручную, место сварки заформовы - вается, т. е. ограждается снизу и с бо­ков графитными или угольными пласти­нами. Пластины, в свою очередь, снару­жи заформовываются кварцевым пе­ском, смоченным жидким стеклом, для уплотнения места сварки и устранения возможности утечки жидкого металла. Заформовка удерживается металличе­ской формой из тонкого листового желе­за, в котором пробиваются отверстия для облегчения сушки заформовки и удаления газов при сварке. Пример заформовки изделия под сварку показан на фиг. 189.

Заформовка позволяет также производить приливку небольших частей, утерянных до сборки. По окончании формовки и её про­сушки производится подогрев детали.

При регулярном производстве горячей сварки чугуна более или менее однотипных деталей, например при исправлении брака чугун­ного литья, пользуются различными нагревательными печами. Осо­бенно удобны печи с газовым отоплением и со съёмными боковыми стенками и сводом, позволяющими выполнить сварку детали прямо в печи и производить медленное охлаждение изделия, по окончании сварки, вместе с печью.

Для отдельных эпизодических работ по горячей сварке крупных чугунных изделий, например цилиндров паровых машин, двигателей и т. п., прибегают к нагреву деталей во временных горнах, выкла­дываемых по размерам и форме изделия. Временный горн склады­вается насухо из кирпича на открытом воздухе или под вытяжным зонтом. Если горн находится в помещении, то для него часто устраи­вается в полу яма, выложенная кирпичом. Изделие укладывается
в горн и засыпается древесным углём. В нижней части кладки горна вынимаются отдельные кирпичи и создаются продухи, через которые поджигается древесный уголь и в дальнейшем поступает воздух для горения угля, происходящего при естественной тяге. Нагрев на древесном угле, сгорающем при естественной тяге, обес­печивает медленное и равномерное повышение температуры всего изделия без перегрева отдельных частей и опасности оплавления острых кромок, тонких рёбер и т. п.

Фиг. 190. Выполнение горячей сварки чугуна.

Для уменьшения повреждения нагревом обработанных поверх­ностей, резьбы и т. д. их обмазывают перед нагревом раствором огнеупорной глины и т. п. Нагрев ведётся до температуры красного каления 600—700°, тогда расчищают места сварки, выдувают из них золу и другие загрязнения и приступают к выполнению процес­са сварки. Сварка ведётся чугунными электродами длиной 700— 900 мм, диаметром от 8 до 20 мм. Чугунные стержни отливаются из чугуна с повышенным содержанием кремния (3,5—4%).

Сила тока берётся от 400 до 1200 а в зависимости от толщины металла,, размеров изделия и диаметра электродного стержня. При отсутствии достаточно мощного источника сварочного тока приме­няют параллельное соединение нескольких сварочных агрегатов или трансформаторов. Сварка ведётся таким образом, чтобы вся по­верхность места сварки находилась одновременно в жидком состоя­нии. Для этого стараются вести процесс по возможности без пере­рыва (фиг. 190).

Если поверхность сварки слишком велика и её не удаётся удер­живать одновременно в расплавленном состоянии при имеющейся силе тока, то при заформовке объём наплавки делят на несколько частей угольными или графитными перегородками. При заварке од­ной части удаляют соответствующую перегородку и заваривают следующий участок и т. д. Уголь или графит применяется для за­формовки при сварке чугуна вследствие неплавкости этого мате­риала, а также и потому, что пластина, соприкасаясь с жидкой ванной, науглероживает металл.

При сварке чугуна происходит потеря углерода, и введение - в ванну дополнительного его количества всегда желательно. На­плавка металла в заформовку ведётся до тех пор, пока поверхность наплавленного металла не будет выше поверхности основного ме­талла на припуск, необходимый для последующей механической об­работки. В процессе сварки, по мере разогрева ванны, в неё забра­сывают кусочки чугуна и ферросилиция.

По окончании заполнения ванны прекращают наплавку, закры­вают продухи в кладке горна для прекращения тяги воздуха, до­бавляют в горн древесного угля, засыпают место сварки золой и сухим песком и закрывают листами асбеста для медленного ох­лаждения, которое продолжается от 3 до 40 час. в зависимости от размеров и веса заваренного изделия. По охлаждении разбирают горн, очищают изделие от золы и направляют на механическую об­работку мест сварки, если таковая требуется. Благодаря надлежа­щему составу чугунных электродов, добавлению в ванну ферроси­лиция и замедленному охлаждению изделия получают наплавлен­ный металл высокого качества, имеющий структуру серого чугуна, хорошо поддающийся механической обработке.

Несмотря на высокое качество наплавленного металла, полное устранение внутренних напряжений, отсутствие образования тре­щин, горячая сварка чугуна в настоящее время применяется до­вольно редко. Процесс трудоёмок, обходится дорого, длительный нагрев повреждает изделие, ухудшая состояние механически обработанных поверхностей и нередко вызывая так называемый рост чугуна, связанный с увеличением размеров изделия, вслед­ствие структурных изменений в металле при продолжительном нагреве.

Холодная дуговая сварка чугуна. Холодная сварка отличается отсутствием предварительного подогрева изделия. Всё изделие, за исключением зоны, прилегающей к сварочной ванне, остаётся прак-‘ тически холодным на всём протяжении процесса сварки. Наиболее распространена холодная сварка чугуна стальными электродами с тонкой стабилизирующей обмазкой. Электродная проволока реко­мендуется с наименьшим содержанием углерода, не свыше 0,10%, марки Св-I по ГОСТ 2246-51. Сварка ведётся электродами неболь­ших диаметров — обычно 3 или 4 мм на пониженных токах 80—120 а. Металл наплавляется узкими короткими валиками, отдельными участками, распределёнными по поверхности сварки, с тем, чтобы избежать сколько-нибудь значительного разогрева изделия.

На фиг. 191 схематически показано строение зоны наплавки ва­лика на чугун стальным электродом по холодному способу, в попе­речном разрезе. Наплавленный металл валика 1 представляет со­бой высокоуглеродистую сталь с содержанием углерода 0,7—0,9%, со значительным содержанием марганца, кремния, а часто и с по­вышенным содержанием серы, фосфора и других загрязнений, пе­решедших из чугуна. Наплавленный металл образован сплавле­нием основного металла — чугуна — с малоуглеродистой сталью электрода. По окончании сварки вследствие быстрого охлаждения наплавленный металл обычно находится в закалённом состоянии и обладает высокой твёрдостью. К валику наплавленного металла прилегает полоска 2 отбеленного чугуна шириной около 1 мм. Зона

з

Фиг. 192. Строение металла много­слойной холодной сварки чугуна.

Фиг. 191. Строение металла зо­ны холодной сварки чугуна.

отбеленного чугуна обладает высокой твёрдостью, хрупкостью и практически не может быть смягчена даже высокотемпературным отпуском. Устранение этой зоны может быть достигнуто лишь труд­но выполнимым продолжительным отжигом при высоких темпера­турах.

К зоне отбеленного чугуна прилегает более широкая зона 3 закаленного чугуна, в которой металл нагревается в процессе сварки выше точки начала аустенитного превращения и затем за­каливается ввиду наступающего быстрого охлаждения. Эффект за­калки зависит от состава металлической основы чугуна и скорости охлаждения. Твёрдость зоны закалки, как и наплавленного валика, может быть уменьшена отпуском или низкотемпературным отжигом.

На фиг. 192 показана схема строения 3-слойной наплавки чугу­на малоуглеродистым стальным электродом холодным способом. Первый слой имеет рассмотренные выше состав и структуры. Вто­рой слой имеет умеренное содержание углерода 0,3—-0,4%. Третий слой представляет собой обычный малоуглеродистый наплавленный металл; влияние основного металла на третьем слое практически не сказывается.

Хрупкость наплавленного металла, переходных зон, а также и основного металла ведёт к весьма частому образованию сети микро - и макротрещин при холодной сварке чугуна стальными элек­тродами.

Крупным недостатком холодной сварки чугуна стальными элек­тродами является чрезмерная хрупкость и твёрдость переходных зон. Хрупкость уменьшает надёжность сварки и может привести к

её разрушению, їв особенности при ударной или переменной на­грузке. Высокая твёрдость вызывает большие затруднения при ме­ханической обработке заваренных мест, а на обработанных поверх­ностях вызывает неравномерный износ металла в работе.

Таким образом, холодная сварка стальными электродами не гарантирует полностью ни плотности, ни прочности соединения чугуна, однако, несмотря на это, благодаря простоте и дешевизне способа, холодная сварка широко распространена в промышлен­ности.

Холодная сварка производится простыми в изготовлении и дешё­выми стальными электродами с тонкой обмазкой. Процесс сварки весьма прост и не требует особой подготовки, кроме обычной раз­делки кромок. Сварка может быть вы­полнена в любом пространственном по­ложении. Нагрев незначителен и не по­вреждает изделия: сохраняется даже краска на поверхности изделия на рас­стоянии 1—2 см от места сварки, на электрических машинах не снимаются обмотки, из подшипников не выпу­скается масло и т. д. Поломанная чу­гунная деталь машины может быть восстановлена за два-три часа.

Недостатки холодной сварки ослаб­ляются различными методами. Для по­вышения надёжности и плотности хо­лодной сварки чугуна иногда приме­няют постановку шпилек или шуру­пов перед сваркой. Кромки изделия (фиг. 193) засверливают; отверстия на­резают и в них завёртывают стальные шпильки или шурупы, высту - . лающий конец которых срезается на расстоянии 3—4 мм от поверх­ности чугуна.

По окончании постановки шпилек приступают к сварке. Сна­чала обваривают кольцеобразно головки шпилек, затем заполняют пространство между ними, покрывая всю поверхность кромок на­плавленным металлом, затем заполняют остальной объём раз­делки шва. Шпильки обеспечивают некоторый минимум прочности сварного соединения, кроме того, они придают соединению извест­ную эластичность, уменьшающую возможность образования трещин.

Для уменьшения твёрдости наплавки и переходных зон при хо­лодной сварке чугуна с успехом применяют никелевые электроды. Эти электроды имеют стержень из различных никелевых сплавов; обычно применяется сплав никеля с медью, так называемый монель - металл, содержащий около 70% никеля, 28% меди и небольшие ко­личества железа и марганца. Наплавленный никелевым электродом валик имеет малую твёрдость, так как никель не образует соединений с углеродом, отбеленная зона чугуна отсутствует или слабо выра­
жена. Закалённая зона чугуна остаётся, но она обычно имеет не очень высокую твёрдость, которая легко может быть снижена от­пуском или небольшим подогревом перед сваркой. Таким образом, место сварки никелевыми электродами легко поддаётся механиче­ской обработке.

Недостатком никелевых электродов является их высокая стои­мость и дефицитность, а также низкая прочность наплавленного металла. Во время войны в Советском Союзе были предложены оригинальные медные электроды, заменяющие никелевые, но более дешёвые и менее дефицитные. Медный электрод представляет собой кусок медной проволоки диаметром 3—4 мм, обвёрнутый полоской лужёной или чёрной жести, образующей наружную трубку на мед­ном стержне. После нанесения жестяной оболочки электрод покры­вается стабилизирующей обмазкой.

Взаимная растворимость железа и меди весьма ограничена, по­этому металл, наплавленный медным электродом, представляет со­бой медь, насыщенную железом, в которую вкраплены многочислен­ные включения стали, насыщенной медью, закалённой и обладаю­щей высокой твёрдостью. Размеры включений различны — от микро­скопических до довольно крупных и целых прослоек. Отбеленная зона не является сплошной и расположена отдельными участками по границе расплавления. Медные электроды показали положитель­ные результаты при сварке чугуна и прочно вошли в практику.

Делались неоднократные попытки разработать метод сварки чу­гуна стальными или чугунными электродами с толстой качествен­ной обмазкой без применения предварительного подогрева изде­лия. Предполагается, что значительное количество шлака от рас­плавления обмазки замедлит охлаждение зоны сварки и устранит процесс отбеливания. Образованию серого чугуна будут способство­вать также различные легирующие присадки, например кремний или алюминий, которые могут быть введены в ванну через каче­ственную обмазку. Результаты опытов в этом направлении не полу­чаются устойчивыми. Успех во многом зависит от состава чугуна изделия, его размеров, толщины металла, объёма наплавки и дру­гих факторов, трудно поддающихся предварительному учёту. Луч­шие и более однородные результаты можно получить, объединяя применение электродов с толстой обмазкой и подогрев изделия до температур 200—400° с замедленным последующим охлаждением заваренного изделия. Для замедления охлаждения изделие засы­пается золой, сухим песком, накрывается асбестовыми листами и т. п.

Газовая сварка чугуна. Газовая сварка является удобным и гиб­ким методом ремонта чугунных изделий, особенно при небольшом объёме наплавки. Сварка ведётся ацетилено-кислородными горел­ками, размер которых принимается на один номер ниже, чем для сварки стали той же толщины. Пламя регулируется на некоторый избыток ацетилена для уменьшения обезуглероживания ванны. Присадочным материалом служат литые чугунные прутки с повы­шенным содержанием кремния (3—3,5%).

Перед сваркой изделие подогревается до температуры 300—400°; при небольших размерах изделий подогрев часто осуществляется самой сварочной горелкой. По окончании сварки изделию дают замедленное охлаждение, для чего засыпают его сухим песком, за­крывают асбестовыми листами, помещают в специальные камеры с тепловой изоляцией и т. п. Особенно удобно охлаждение изделия вместе с печью, в которой производился подогрев его перед свар­кой. Удобство и простота процесса газовой сварки чугуна и высо­кие результаты, получаемые при этом методе (наплавленный ме­талл при нём обычно имеет структуру серого чугуна, хорошо под­даётся механической обработке, и в нём отсутствуют твёрдые пере­ходные зоны), ведёт к тому, что газовая сварка чугуна имеет широ­кое производственное применение, особенно при ремонте чугунных изделий небольших размеров.

Чугун достаточно хорошо поддаётся твёрдой пайке медными припоями посредством ацетилено-кислородной сварочной горелки. В качестве припоя для чугуна может быть использована стандарт­ная латунь с содержанием меди 57—62%, остальное — цинк и при­меси.

Процесс пайки выполняется следующим образом. Разделываются и подготовляются кромки для возможности прогрева всей толщины металла. Кромки обрабатываются пламенем горелки с избытком кислорода для выжигания графита на поверхности кромок, для улучшения смачивания чугуна припоем и сцепления между ними. Разогретые кромки посыпаются жжёной бурой, затем производится облуживание кромок медным припоем. Участок кромки разогре­вается горелкой до красного каления (700—800°), в пламя горелки вводится конец присадочного прутка, и капли расплавленного при­поя растираются тонким слоем по разогретой поверхности кромки концом того же прутка.

По окончании облуживания кромок заполняют разделку шва медным припоем. Процесс занимает среднее положение между сваркой и пайкой. Отсутствие плавления основного металла — чугуна — заставляет признать этот процесс пайкой, с другой сто­роны, припоем заполняется вся разделка шва значительного объ­ёма, как это делается при сварке, вместо обычного тонкого слоя припоя, вводимого между кромками, при нормальном процессе пай­ки. К преимуществам способа относится отсутствие расплавления основного металла, что позволяет сохранить достаточно высокими его качества. Медный припой прочнее чугуна и отличается высокой пластичностью, при испытаниях разрушается чугун у границы соединения, но не припой. К недостаткам способа от­носятся довольно высокая стоимость медного припоя, некото­рая кропотливость работы и пониженная производительность, резкое различие припоя и основного металла по цвету, коэф­фициенту теплового расширения и другим физическим свой­ствам, возможность коррозии в активных средах вследствие обра­зования гальванической пары между припоем и основным ме­таллом.

Количество цветных металлов и их сплавов, применяемых в тех­нике, чрезвычайно велико. Рассмотрим особенности лишь тех цвет­ных металлов и сплавов, со сваркой которых приходится встре­чаться наиболее часто.

Температура плавления технически чистой меди равна 1083°. Медь имеет наивысшую теплопроводность среди металлов, широко применяемых в технике. Теплопроводность меди примерно 'В шесть раз выше теплопроводности малоуглеродистой стали. Медь весьма пластична в холодном состоянии и становится очень хрупкой при высоких температурах, теряя одновременно и прочность. Медь даёт большую литейную усадку и плохую пористую отливку, поэтому отливки из технически чистой меди в технике почти не приме­няются. Для улучшения литейных качеств меди достаточно неболь­шой присадки к ней олова, цинка и т. п. Расплавленная медь хо­рошо растворяет газы, выделяя их при затвердевании, что может служить причиной пористости литого металла. В нагретую медь легко диффундирует водород, служащий причиной так называемой водородной болезни меди. Сущность этого явления заключается в том, что частицы водорода легко проникают в нагретую медь на значительную глубину; встречаясь внутри металла с закисью меди, водород восстанавливает её по реакции Си20 + Н2 = 2Си-|-Н20 с обра­зованием паров воды. Молекулы паров воды, имеющие значитель­ные размеры, уже не могут диффундировать сквозь металл, накап­ливаются в больших количествах в местах скопления окислов, куда продолжается непрерывный приток водорода, вызывают значи­тельное повышение давления и в конечном счёте разрывают металл, образуя сеть микротрещин и делая металл хрупким и механически непрочным.

Медь образует с кислородом два окисла: закись меди Си20 и окись меди СиО. Закись меди хорошо растворяется в больших ко­личествах в расплавленной меди и выпадает при затвердевании металла, образуя эвтектику медь — закись меди с температурой плавления 1064°, т. е. ниже температуры плавления металла. По­этому, при затвердевании расплавленной меди кислородная эвтек­тика выпадает в последнюю очередь, располагаясь преимуществен­но по границам зёрен металла. Достаточно содержания кисло­рода в меди всего несколько сотых долей процента, чтобы эвтек­тика вызвала заметное уменьшение Прочности и вязкости литой меди.

Обычные сорта меди, в том числе и самая чистая электролити­ческая медь со степенью чистоты более; 99,9%, по условиям произ­водства никогда не освобождаются полностью от кислорода и со­держат его в количестве нескольких сотых долей процента. Это содержание в большинстве случаев не имеет особого практического значения, поскольку отливки чистой мещи в технике почти не при­меняются, а при прокатке или протяжке меди для изготовления труб, листов, проволоки и т. п. включения эвтектики раздробляются и распределяются вдоль вытянутых волокон металла. В этом со­стоянии кислородные включения не - оказывают большого влияния на механическую прочность и пластичность меди. Но достаточно расплавить металл медного прокатанного листа, как это происхо­дит при сварке, и в наплавленном металле получаются приблизи­тельно равноосные крупные кристаллические зёрна металла, по границам которых снова собирается кислородная эвтектика, пони­жая прочность и пластичность наплавленного металла.

Восстановить механические свойства металла можно лишь меха­нической обработкой давлением, прокаткой или проковкой, раз­дробляющей включения и уменьшающей их вредное влияние. Весьма желательно иметь для изготовления сварных изделий спе­циальную медь, свободную от кислородных включений, так назы­ваемую раскисленную медь, которая получается введением в металл небольшого количества сильных раскислителей, связывающих кислород.

Раскислители, которыми могут служить, например, фосфор, кремний, вводятся в металл при выплавке в таком количестве, что­бы по окончании процесса раскисления остаток раскислителя в ме­талле не превышал нескольких сотых долей процента. Раскислен­ная медь с небольшой присадкой раскислителей сваривается всеми способами значительно лучше, чем обычная не раскисленная медь.

Ввиду плохих литейных свойств меди важное значение при свар­ке меди плавлением имеет присадочный материал. В качестве при­садочного материала для сварки меди рекомендуются сплавы меди, содержащие избыток раскислителей, и присадки, способствующие получению плотного и прочного литого металла. В качестве раскис­лителя для присадочного металла чаще всего применяется фосфор; для улучшения литейных свойств применяются олово, цинк, иногда серебро и т. д.

Медь чаще всего сваривается ацетилено-кислородным пламенем. Существенное значение для сварки меди и медных сплавов имеют флюсы, растворяющие окислы меди, очищающие поверхность ме­талла и защищающие его от окисления. Наиболее важной состав­ной частью флюсов для сварки меди являются соединения бора: бура Na2B407, борная кислота В(ОН)3, борный ангидрид В203. Часто применяется также смесь прокалённой безводной буры и борной кислоты.

Флюс применяется в виде сухого порошка или пасты, замешан­ной на спирте. Часто применяется флюс следующего состава (в про­центах по весу): бура — 70; борная кислота — 10; поваренная

соль — 20. Некоторые затруднения вызываются высокой теплопро­водностью меди. При сварке меди, несмотря на её сравнительно низкую температуру плавления, приходится применять значи­тельно более мощный источник нагрева, чем для стали той же толщины.

Рекомендуется при ацетилено-кислородной сварке подбирать го­релку, исходя из расхода ацетилена 150—200 л/час на I мм тол­щины металла, г. е. в 1,5—2 раза больше, чем при сварке стали. При сварке меди толщиной свыше 5 мм часто приходится прибе­гать к предварительному подогреву основного металла. При сварке медных листов толщиной свыше 5—6 мм иногда прибегают к вы­полнению сварки двумя горелками, работающими одновременно: одной горелкой подогревается, а другой расплавляется металл и производится сварка.

В качестве присадочного материала не рекомендуется пользо­ваться обычной проволокой из электролитической меди. Лучшие результаты дают специальные присадочные прутки с небольшим со­держанием олова, иногда цинка, фосфора, кремния, или же с до­бавкой около 1% серебра. При отсутствии специального присадоч­ного металла можно получить удовлетворительный результат, вводя в состав флюса раскислители, например фосфористую медь, и поль­зуясь присадочным прутком из обычной электролитической меди. Медь достаточно хорошо сваривается и дугой. Сварка меди чаще производится угольной дугой на постоянном токе. В качестве при­садочного материала рекомендуются прутки из фосфористой брон­зы с содержанием олова от 4 до 10%. Сварку меди рекомендуется вести угольной дугой, длиной не менее 10—12 мм, дающей хоро­шие результаты. Поверхность основного металла в зоне сварки по­крывается порошкообразным флюсом того же состава, что и для газовой сварки. Возможна сварка меди и медными электродами с обмазкой, по составу близкой к флюсам для сварки меди.

Сила тока при сварке меди медным электродом берётся, при­мерно, такой же, как для сварки стали стальными электродами. Поскольку сварка меди, как газовая, так и дуговая, связана с за­труднениями, часто прибегают к пайке меди серебряными или медно-цинковыми припоями; при этом флюсами обычно служат бура и борная кислота. Электрическая контактная сварка меди, ввиду её высокой электро - и теплопроводности, даёт по­средственные результаты и поэтому применяется сравнительно редко.

Большие трудности представляет сварка плавлением латуни, т. е. медно-цинковых сплавов. Основным затруднением в этом слу­чае является лёгкая испаряемость цинка, содержащегося в латуни. При температуре плавления около 420° цинк имеет температуру кипения 907°, что близко к температуре плавления латуни. При расплавлении основного металла и неизбежном его перегреве в сва­рочной ванне наблюдается значительное испарение цинка, пары которого сгорают под действием кислорода воздуха, образуя обиль­ный густой белый дым, служащий характерным признаком нали­чия цинка в сплаве. Дым, состоящий из частиц окиси цинка ZnO, ядовит и отравляет сварщика при вдыхании. Отравление окисью цинка при сварке меди вызывает у работающих характерное забо­левание, называемое литейной или медной лихорадкой, прояв­ляющееся в кратковременном повышении температуры заболев­шего, сопровождаемом ознобом, через несколько часов по оконча­нии работы. Поэтому при сварке меди необходима хорошая венти­ляция рабочего места, а в более тяжёлых условиях работы — при­менение респираторов.

Латунь сваривается газом или угольной дугой: металлическая дуга даёт неудовлетворительные результаты. Газовая сварка лату­ни ведётся окислительным ацетилено-кислородным пламенем со зна­чительным избытком кислорода, при этом на поверхности ванны появляется плёнка тугоплавкой окиси цинка, уменьшающая даль­нейшее испарение и выгорание цинка. При достаточном навыке сварщика и осторожной работе можно свести выгорание цинка к минимуму и получить наплавленный металл, по составу, цвету и механическим свойствам достаточно близкий к основному.

При сварке угольной дугой применяют присадочный пруток из фосфористой или кремнистой бронзы, не содержащих цинка. Дуга направляется не на основной металл, а на конец присадочного прутка, касающийся сварочной ванны. Ввиду пониженной электро - и теплопроводности латуни, приближающейся в этом отношении к малоуглеродистой стали, латунь хорошо сваривается на контактных сварочных машинах и даёт качественные прочные соединения при точечной и шовной сварке. Несколько хуже получается стыковая сварка, но и она может быть получена вполне удовлетворительной. Затруднения при сварке латуни часто заставляют прибегать к пайке латунных деталей. Наилучшие результаты даёт пайка легкоплав­кими серебряными припоями.

Достаточно хорошо свариваются оловянистые бронзы, которые обладают хорошими литейными свойствами. Чаще всего прихо­дится иметь дело с восстановлением изношенных поверхностей или исправлением поломок бронзовых отливок. Сварку рекомендуется вести по возможности быстро, ограничивая до минимума разогрев основного металла, размеры сварочной ванны и ускоряя охлажде­ние и затвердевание металла ванны. Бронзы чаще всего сваривают дугой. Возможна сварка угольной дугой с прутками присадочного металла из фосфористой бронзы; применение флюсов и подогрева не обязательно. Хорошие результаты даёт также сварка металли­ческим электродом, в качестве которого применяется обычно литой бронзовый стержень. В работах такого рода большого совершен­ства достиг ещё Н. Г. Славянов.

При газовой сварке применяются прутки фосфористой бронзы или латуни; необходим хороший флюс того же состава, что и при сварке меди; пламя применяется нейтральное. При сварке меди и медных сплавов во многих случаях желательна проковка швов, которая ведётся обычно в холодном состоянии.

СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

ПОДВОДНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Не очень большую по объёму применения, но важную по зна­чению отрасль сварочной техники образуют методы огневой резки металла под водой. Возможности выполнения человеком под водой различных технических работ пока весьма …

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ

Обычная кислородная резка, когда режущая струя направлена приблизительно нормально к поверхности металла, прорезает всю толщину металла и имеет целью отделить или отрезать часть ме­талла, может быть названа разделительной резкой. Возможен …

Резка больших толщин

Для кислородных резаков обычного устройства можно считать нормальными толщины разрезаемой стали до 200—300 мм, как не вызывающие особых затруднений и не требующие особых специ­альных приёмов резки. Толщины свыше указанных считаются …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.