СВАРКА, РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

ГАЗОВАЯ СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Наиболее часто в домашнем хозяйстве возникает не­обходимость в сварке деталей (изделий) из цветных металлов, по­этому начнем с описания технологии именно этих работ. На пер­вом месте по статистике стоят работы с металлами и сплавами мед­ной группы (медь, латунь, бронза). За ними следуют алюминий и его сплавы.

Работы с медью. Первое, что надо помнить, — медь сильно окисляется. Образующийся оксид снижает пластичность и меха­ническую прочность сварного шва. Помимо всего, появляются мелкие трещины в расплавленном металле (упомянутая «водород­ная болезнь»). Это и объясняет необходимость обязательного использования флюсов при работах с медью. Роль флюсов заключа­ется в растворении образующихся оксидов. Оксиды трансформи­руются в легкоплавкие шлаки. А чтобы закиси меди (Си20) не об­разовывались в металле шва, необходимы присадки (марганец, кремний). Для указанных целей рекомендуется и использование меди с пониженным содержанием кислорода (до 0,01%).

Флюсы и присадочные металлы даны в таблицах.

Флюсы для газовой сварки меди

Состав, %

Бура

Борная

Калий

Квар­

Древес­

Пова­

Углекис­

флюса

прокаленная

фосфор­

нокислый

цевый

песок

ный

уголь

ренная

соль

лый

калий

(поташ)

1

100

2

100

3

50

50

4

75

25

5

50

35

15

6

50

15

15

20

7

70

10

20

8

56

22

22

Назначение

Марка меди

Состав

Для ответственных конструкций неболь­шой толщины

М-1

Медь чистая электролитическая

Для ответственных конструкций

МСр-1

Медь с 0,8—1,2% серебра

То же

МНЖ-5-1

Медь с раскислителем — 0,2% фосфора

То же

МНЖКТ-5- 1-0,2-0,2

Медь с раскислителем — 0,2% фосфора и 0,3% кремния, 0,2% марганца

Для слабонагружен - ных конструкций

М-0

Медь для раскислигелей

Дополнительные трудности возникают при газовой сварке меди из-за ее уникальных теплофизических свойств. Медь обладает вы­сокой теплоемкостью и теплопроводностью (в 6—7 раз выше, чем у стали), повышенным коэффициентом линейного расширения при нагревании (в 1,5 раза выше, чем у стали).

Эти свойства обусловливают большую, чем при сварке стали, зону термического влияния и приводят к появлению значительных тепловых деформаций, которые могут вызывать при охлаждении сварного шва значительные напряжения.

Некоторыми технологическими приемами можно устранить нежелательные последствия при сварке меди. К примеру, сварку можно вести на увеличенных скоростях. Это уменьшит время со­прикосновения пламени с жидким металлом. Для этого надо пред­варительно подогреть свариваемые кромки. Наконечник для свар­ки меди всегда будет на 1—2 номера больше, чем наконечник для сварки стали. Это общее правило и его надо знать без обращения к специальным источникам. Разрушить оксидные прослойки после сварки можно путем проковки шва в горячем состоянии. Обычно медь сваривается в виде стыковых и угловых соединений. Сварка впритык (тавровое соединение) и сварка в кромку применяется только при ремонте. Внахлестку медь не сваривается. И последнее — медь сваривается только в один слой. При накладывании второ­го слоя большая вероятность появления трещин. При сварке меди надо соблюдать технологическую последовательность операций. В противном случае полученный сварной шов не будет со­ответствовать предъявляемым требованиям. Опишем все стадии процесса сварки.

Первое — подготовка свариваемых деталей. Для этого надо зачистить как кромки свариваемых изделий (деталей), так и при­легающую к ним поверхность металла. Очищать можно как меха­ническим, так и химическим путем. Затем надо собрать сваривае­мые детали, закрепить их (лучше всего в кондукторе) и сделать прихватки.

Прихватки — это короткие швы (не более 5 мм) с интервалом между ними в 70—100 мм. Если свариваются детали, имеющие значительную толщину, то длина прихваток составит не менее 20 мм при интервале между ними в 400—500 мм.

Второе — установка свариваемой детали (свариваемых дета­лей). Свариваемые детали надо располагать под углом 7—10° к горизонтальной плоскости, чтобы лучше заполнялись зазоры кро­мок (разделка кромок).

Третье—установка. режима сварки. Мощность горелки регу­лируется, исходя из следующего расчета, — 155— 175 л/ч ацети­лена на 1мм свариваемой толщины (при толщине 3—4 мм). Если толщина больше, порядка 8— 10 мм, — 175—225 л/ч на 1 мм тол­щины. Пламя должно быть нормальным, мягким.

Четвертое — сам процесс сварки. Свариваемые кромки на­греваются, на них в виде пасты наносится флюс. Флюсом покры­вается и присадочный пруток.

Расплавить присадочный пруток, расположив его над местом сварки близко от сварочной ванны, для уменьшения ее оксидиро­вания.

Установить горелку под углом наклона к свариваемому изде­лию 30—40°, присадочной проволоки — 30— 40% расположить гядро пламени на расстоянии 6—10 мм от расплавленного металла и выполнить сварку восстановительной зоной пламени в один прр - ход снизу вверх: левым способом при толщине листов до 5 мм, а

при большей толщине — правым способом.

Во время сварки периодически добавлять флюс непо­средственно в зону сварки на кончике присадочной проволоки, непрерывно перемешивая жидкий металл присадкой, извлекая ее возможно реже из ванночки.

Пятое — завершение процесса сварки.

После сварки шов проковать: при толщине листов до 4 мм — в холодном состоянии, при больших толщинах — при температуре до 500°С, принять меры предосторожности против резкого охлаж­дения сварного соединения под воздействием сквозняков или при­тока холодного воздуха.

Очистить шов 2% раствором серной или азотной кислоты и промыть водой для удаления остатков флюса.

Работы с латунью. Латунь, как уже упоминалось, это сплав меди с цинком (цинка может быть до 55%). Если речь идет о спе­циальных латунях, то это означает, что в сплав включаются допол­нительно различные легирующие добавки (свинец, никель, оло­во). Как и медь, латунь является труцносвариваемым сплавом. Ос­новные трудности процесса—это выгорание цинка и поглощение газов расплавленным металлом. Последствия — образование пор и снижение механической прочности соединения. К тому же, сплав с содержанием цинка более 20% очень часто растрескивается пос­ле деформации в холодном состоянии. Чтобы добиться устране­ния этого, применяются особые технологические приемы. По­пытаемся объяснить это в доходчивой форме. Обратимся к табли­це.

Обработка сварных соединений из латуни после сварки про­изводится так же, как при сварке меди. Однако, в отличие от меди, температура проковки латуни зависит не от толщины свариваемой детали, а от содержания цинка в основном металле.

Холодную проковку латуней алюминиевым молотком или пнев­момолотком применяют для латуней, содержащих менее 40% цин­ка.

Латуни, содержащие более 40% цинка, подвергают проковкел npji температуре 650°С, что соответствует нагреву металла до тем­но-красного цвета.

Дефект

Методы устранения

Результат

1

2

3

Образование

трещин

Производить многослой­ную сварку методом сту­пенчатой и обратносту­пенчатой сварки Легировать шов кремнием и бором применением со­ответствующих марок присадочного металла (ЛК62-0,5иЛКБО) Подвергать сварное соеди­нение после сварки низко­температурному отжигу при температуре 270— 300°С

Уменьшение горяче лом­кое ти лат}ии

Уменьшение горячелом - кости латуни в интервале температур 200— 600°С

Снятие остаточных напря­жений, возникающих при изготовлении сварных кон­струкций

Предохранение латуни от Коррозионного растекания

Выгорание

цинка

Использовать присадочные проволоки типов ЛК и ЛКБО, содержащие добав­ки кремния и бора

Выполнять сварку левым способом

Вести сварку окислитель­ным пламенем с соотно­шением кислорода к aife - тилечу 1,3—1,4 Применять специальные флюсы на основе бористых соединений с добавками кремния, алюминия, олова и т. д. Нагревать металл не ядром пламени, а с расположе­нием его на расстоянии 7 — 10 Мм от сварочной ванны

На поверхности сварочной ванны образуется пленка шлакового покрова, кото­рая затрудняет испарение цинка, но не является пре­пятствием для выделения газов га расплава Уменьшается перегрев ме­талла шва, а следователь­но, и испарение цинка, так как пламя не направ­лено на свареннутЬ часть шва

На поверхности расплав­ленного металла образует­ся пленка оксидов, кото­рая уменьшает угар цинка На поверхности жидкой ванны образуется защит­ная пленка, предохраня­ющая металл от испарения цинка

Уменьшается перегрев жидкого металла и испаре­ние га него цинка

1

2

3

Образование

пор

Применять присадочные металлы и флюсы на основе бористых соединений

Производить сварку окис­лительным пламенем

На поверхности расплав­ленного металла образуется шлаковый покров, который не является пре­пятствием для выделения водорода и других газов из расплава при кристал­лизации шва Избыточный кислород связывает свободный водород пламени и способствует уплотнению металла шва

Не следует забывать, что пары цинка, содержащиеся в латуни, ядовиты и это требует принятия мер для защиты органов дыхания. Лучше всего применять респиратор или постараться обеспечить бездымный технологический процесс. В заключение данной темы — о порошкообразных флюсах, применяемых при сварке латуни: флюс № 1 состоит исключительно из прокаленной буры; флюс № 3 состоит из 80% борной кислоты и 20% прокален­ной буры;

флюс № 200 состоит из 70% борной кислоты, 21% прокален­ной буры и 9% фтористого кальция.

Работы с бронзой. Бронза — это сплав меди с оловом (оло­вянные бронзы) алюминием (алюминиевые бронзы), кремнием (кремнистые бронзы) и т. д. В состав бронзы могут входить и дру­гие элементы.

Процесс газовой сварки применим преимущественно для оло­вянной бронзы, алюминиевые и кремнистые бронзы свариваются в основном дуговой или аргонодуговой сваркой.

Есть необходимость подробнее остановиться на су­ществующих марках различных бронз и изложить в виде таблицы способы их сварки.

Группа

Марка

Применение

Способы сварки

Оловянные бронзы с содержанием олова до 20%

БрОЦ8-4

БрОЦЮ-2

БрОЦС6-6-3

Фасонное литье и арматура

Газовая сварка

Алюминиевые бронзы. Состав алюминий до 10%, легированный марганцем, железом, никелем

БрАМ10-3-7-5 БрАЖ9-4 БрАЖН - 10-4-4 БрАЖН-11-6-6

Фасонное литье и арматура

Из-за пониженной свариваемости сварку лучше вести угольным электродом. Газовая сварка применяется редко

Кремнистые брон­зы кремнемарган - цевистые, бронзы легированные кремнием и мар­ганцем, с добавкой железа, никеля и ДР-

БрКМцЗ-1

Применяются в химической и пищевой про­мышленности (возможно при­менение и в других отраслях)

Хорошая сва­риваемость. Хорошо соединяются дуговой сварной Газовая сварка применяется крайне редко

Практика показывает, что хорошее знание технологических подробностей всегда дает хороший результат при выполнении сва­рочных работ. В быту и в объеме работ небольших сварочных мас­терских большое место занимают оловянные бронзы. Поэтому есть необходимость глубже вникнуть в вопрос газовой сварки оловян­ных бронз.

Первое, что мы делаем, готовясь к сварке — готовим соединя­емые детали. Это очистка поверхности от окалины, от остатков формовочной смеси (если таковые имеются), других отложений. Зачистку надо проводить металлической щеткой до появления блес­ка металла. Затем следует этап разделки кромок V-образного про­филя под 70—90°. После этого, учитывая вредность испарений оло­вянных бронз, закрепить соединяемые детали в зоне действия вы­тяжной вентиляции в нижнем положении, т. к. бронза обладает боль­шой текучестью в расплавленном состоянии. Под будущий шов необходимо подвести подкладки из графита или асбеста. Сварку производить лучше всего ацетиленом, но можно применить и га­

зы-заменители (бутан, пропан). На горелке отрегулировать мягкое нормальное пламя из расчета 70—120 литров в час на 1 мм свари­ваемой толщины. На кромки деталей и на присадочный металл нанести флюс. Флюсы используются те же, что и при сварке меди. Если металл холодный, подогреть его до температуры 250—300°С. Затем располагаем мундштук горелки под прямым углом к поверх­ности металла и расплавляем соединяемые кромки и присадочный материал. Ядро пламени горелки должно находиться на расстоя­нии 7—10 мм от уровня расплавленного металла (сварочной ван­ны). Это необходимо для того, чтобы сварочная ванна не перегре­лась и не началось выгорание олова. Хорошо перемешивать сва­рочную ванну присадочным прутком и периодически добавлять в жидкий металл флюс, который будет удалять образующиеся окис­лы. В качестве присадочного материала при сварке оловянных бронз надо использовать проволоку БрОФб,5-0,4 или БрОЦ4-3 с добав­кой фосфора. Если таковых нет под рукой, можно использовать бронзовые полоски, но только обязательно той же марки, что и свариваемый металл.

По окончании сварочных работ произвести термообрабопу детали (изделия) и удалить остатки флюса путем промывки шва 2% раствором серной или азотной кислоты.

Работы с алюминием и его сплавами. Уже упоминалось, что сварка алюминия затруднена из-за того, что на расплавленном уча­стке сразу образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Для устранения этого явления используется присадочная проволока со специальными флюсами, которые растворяют пленку, преобразуя ее в шлак.

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: деформируемые и литейные.

Наиболее распространенные деформируемые сплавы — это сплавы алюминия с марганцем (АМц) и магнием (АМг), а также термоупрочняемые сплавы с медью типов Д1 и Д6 (дюралюми­ний). Из литейных сплавов чаще всего применяются различный виды силумина (сплава алюминия с кремнием) типов Ал2. Ал4 й Ал9.

В последние годы сварка деформируемых алюминиевых спла­вов производится преимущественно дуговыми методами и, в част -

ности, аргонодуговой сваркой. Газовая сварка используется при отсутствии такой возможности.

Литейные алюминиевые сплавы хорошо поддаются газовой сварке и этот метод, наравне с аргонодуговой сваркой, широко при­меняется при заварке дефектов литья и при ремонте.

Еще одна особенность, которую проявляют алюминиевые спла­вы при сварке, — это наличие высокого коэффициента линейного расширения (почти в два раза больше, чем у низкоуглеродистой стали). Следствием является то, что возникающие при сварке на­пряжения и деформации при сочетании с чрезмерно быстрым охлаждением ведут к появлению трещин. Поэтому всякое от­клонение от правильного режима сварки и охлаждения может при­вести к браку всего изделия. Итак, еще раз о правильном режиме охлаждения.

Укрыть отливку асбестом или засыпать песком и обеспечить после сварки медленное ее охлаждение, не оставляя ее на сквозня­ке или в холодном помещении. Произвести проковку отливки, со­вмещая ее с отжигом при температуре 300—350°С и с выдержкой в печи в течение 2—5 ч для снятия остаточных напряжений и улуч­шения механических свойств сварного соединения

Наконец, при сварке алюминиевых сплавов необходимо учи­тывать их склонность к порообразованию из-за растворения водо­рода, содержащегося в пламени. Для уменьшения вероятности воз­никновения пористости необходимо уменьшить скорость сварки и использовать предварительный подогрев свариваемых деталей.

При газовой сварке алюминия и его сплавов чаще всего при­меняют ацетилен, но может быть применен и водород (для толщин до 1,2 мм), пропан-бутан (для толщин до 3 мм) и другие газы-заме­нители.

Сварка должна производиться мягким (при давлении кисло­рода 0,15—0,2 МПа) нормальным пламенем. Использование пла­мени с избытком ацетилена приводит к увеличению пористости сварного соединения, а применение окислительного пламени не­допустимо, так как оно благоприятствует образованию оксида алю­миния.

Основной вид соединений алюминия и его сплавов при газо­вой сварке — стыковой. Разделка кромок может быть самая раз-

личная. Нахлесточные и тавровые соединения не рекомендуются, т. к. из них трудно устранять флюсы и шлаки.

Если свариваются пластины, то начало сварки надо произво­дить, отступив от края на 80 мм. Сварочный процесс при этом вес­ти обратноступенчатым методом. Это значит, что пропущенный участок надо сваривать в обратном направлении.

Если деталь достигает толщины 10 мм и более, надо прогреть ее перед сваркой до температуры 300°С.

Заканчивая тему газовой сварки алюминия и его сплавов реко­мендуем внимательно ознакомиться стремя таблицами по режиму сварки, по применяемым присадочным материалам, по степени свариваемости газом.

Таблица режимов сварки сплавов алюминия

Способ сварки

Толщина

детали

Номер

наконеч­

ника

горелки

Диаметр присадоч­ной про­волоки

Давление

кислорода

(МПа)

Расход ацетилена (литр в час)

Правый

5,0-10,0

3-5

4,0-6,0

0,25-0,3

400-700

-»-

10,0-15,0

3-6

5,0-8,0

0,3-0,35

700-1200

15,0-25,0

5-6

5,0-8,0

0,35-0,4

900-1200

-»-

более 25,0

5-6

8,0-10,0

0,4-0,6

900-1200

Левый

до 1,5

0-1

1,5-2,5

0,15

50-100

-»-

1,5-3,0

1—2

2,5-3,0

0,2

100-200

-»-

3,0-5,0

2-3

3,0-4,0

0,2

200-400

Свариваемые материалы

Основное назначение присадки

Марка присадки

При сочетании сплавов АМц и АМгЗ, а также сплавов АМгЗ с алюминием А13

Для сварки деформиру­емых сплавов

Св-АмгЗ

Чистый алюминий типов А1, А2, АЗ

Для сварки шестого алю­миния

Св-АГ

Чистый алюминий типов А1, А2, АЗ

То же

Св-АВОО

Деформируемые сплавы системы

Для сварки деформиру­емых сплавов

Св-АМг5

То же

То же

Св-Амгб

То же

То же

Св-АМг7

Св-АКЗ

Литейные алюминиевые сплавы системы

Для сварки литейных сплавов

Cb-AKS

То же

То же

Св-АКЮ

Св-АК12

Степень свариваемости газом алюминия и его сплавов

Группа

Марка

Характеристика

свариваемости

Литейные сплавы

Алюминиево-кремнистые (типа

Ал2

Удовлетворительная

силумин) с содержа-нием от 4

Ал4

Удовлетворительная

до 13% кремния

Ал9

Удовлетворительная

Деформируемые сплавы

Алюминиево-марганцевые с содержанием от 1 до 1 ,6 % марганца

АМц

Хорошая

Алюминиево-магниевые с

AMrl

Удовлетворительная

содержанием от 2 до 6% магния

АМгЗ

Хорошая

АМг5

Удовлетворительная

Амгб

Удовлетворительная

Алюминиево-медные (типа

Д1

Плохая

дюралюминия)

Д16

Плохая

Термоупрочняемые сплавы

АВ

Плохая

АК

Плохая

В95

Плохая

Прежде всего разграничим чугуны в зависимости от их струк­туры на три вида — белые, серые и ковкие. Все три вида в свою очередь делятся на легированные и нелегированные.

Теперь подробнее о каждом из видов.

Белый чугун. Работа с ним (имеются в виду газосварочные работы) может быть только в части исправления брака литья, на­плавки, наварки. Сам по себе белый чугун очень твердый металл, практически не обрабатываемый в машиностроении. Белый чугун — трудносвариваемый металл, очень жидкотекуч при сварке. Из­лом у него светло-серый.

Серый чугун. Применяется как конструкционный металл. Степень свариваемости (газовая сварка) может быть как хорошей, так и плохой, в зависимости от его структуры. Есть простая прак­тика определения свариваемости чугуна. Если излом у серого чу - іуна черный, — свариваемость плохая.

Излом крупнозернистый, с крупными включениями графита— ограниченная свариваемость. При светло-сером изломе сваривае­мость будет хорошей.

Ковкий чугун. Наиболее применим в промышленности по причине хорошей обрабатываемости. Сам по себе ковкий чугун — это результат переработки белого чугуна. Суть этой переработки в том, что белый чугун подвергается медленному нагреву (томле­нию) в течение нескольких суток при температуре 900—1000°С. Затем такими же медленными темпами происходит охлаждение.

Все три вида чугуна для конкретных целей могут быть леги­рованы различными добавками для повышения их прочности и улучшения технологичности.

Переходя к вопросу газовой сварки чугунных изделий, сразу оговоримся, что основной объем сварочных работ — это ремонт поврежденных или изношенных деталей или же исправление бра­ка литья, обработки термической или механической.

Способов сварки чугуна достаточно много. Прежде всего, свар - ка может проводиться как с расплавлением основного металла, так и без этого. В свою очередь, сварка с расплавлением металла де­лится на холодную и горячую сварку. А сварка без расплавления

основного металла предполагает пайкосварку с чугунным присадоч­ным материалом и латунным припоем.

Холодная сварка. Холодная сварка не потребует пред­варительного нагрева деталей. Применима она в тех случаях, когда детали имеют возможность свободно расширяться без возникно­вения внутренних напряжений при нагревании (и охлаждении). Подготовку кромок можно выполнить как механическим, так и тер­мическим способом (расплавить кромки вдоль шва). При терми­ческом способе жидкий чугун должен быстро удаляться приса­дочным прутком и тут же на кромки наносится флюс. Пламя, рас­плавляя кромки, удаляет жиры, которые могут глубоко проникнуть в пористый чугун. Сама газовая сварка осуществляется ацетилен кислородным пламенем. Горелки, которые используются при этом, —универсальные Г2 и ГЗ (или их прототипы). Если применяются газы-заменители ацетилена, то используются уже специальные го - релки ГЗУ. Можно использовать и горелки Г2 и ГЗ, но они должны быть обязательно укомплектованы наконечниками, которые на один номер больше, чем те, которые использовались при ацетиленкис - лородной сварке.

Что надо знать при использовании газов-заменителей ацети­лена:

1. Газы-заменители дают, менее концентрированное и более мягкое пламя, что дает меньший нагрев.

2. Ядро пламени будет менее различимым, чем у ацетиленового. Это значит, что работа с газами-заменителями ацетилена требует опыта, а если его нет, — то обязательна консультация со специали­стами или с практиками, имеющими достаточный опыт сварки с применением заменителей ацетилена.

3. Увеличится в 2—3 раза расход кислорода, что потребует его дополнительных запасов.

Эти три момента относятся как к холодной, так и к горячей сварке. Сама сварка производится нормальным пламенем или пла­менем с небольшим избытком ацетилена. Если ацетилена будет много, это приведет к образованию пор. Если же процесс сварки будет вестись медленно и пламя при этом будет окисляющим, то в шве будет большое количество оксидов и шлаковых включений.

Присадочным материалом будет служить чугунный пр>ток длиной от 400 до 700 мм. Мощность пламени и диаметр присадоч­ного прутка выбирают с учетом толщины свариваемой детали. Есть определенная зависимость диаметра присадочного прутка, номера наконечника горелки и площади дефекта которая сведена в таб­лице:

Диаметр прутка (в мм)

Площадь дефекта (в см2)

Номер наконечника

6

5

5

6-8

5-20

6

8-10

20-30

6

12

больше 30

7

Следующая таблица посвящена флюсам, которые применяются при сварке (холодной и горячей) чугуна.

Флюсы

Номер флюса

Содержание флюса (в %)

1

100 плавленой буры

2

100 прокаленной буры

3

100 техшгческой буры

4

56 прокаленной буры. 22 углекислого натрия, 22 углекислого калйя

5

50 технической буры. 50 двууглекислого натрия

6

23 плавленой буры, 27 углекислого натрия, 50 натриевой селитры

п

50 прокаленной буры, 50 натриевой селитры, 4 керосина (сверх 100)

В зависимости от того, какие детали свариваются и какова структура наплавленного металла, марки и составы прутков будут различными, что видно из следующей таблицы.

Чугунные присадочные прутки для газовой сварки

Свариваемые

детали

Наплавлен­ный металл (структура)

Марка

прутков

Состав прутков

Детали сложного профиля с тонки­ми стенками

Ферритная

структура

Б

Кремний до 4 — 5% при невысоком со­держании углерода

Крупногабаритные

отливки

(предв арите льно

под огретые)

- »-

А

Кремний 3 — 3,5% при невысоком содержании углерода

- » -

Перлитная

структура

большой

плотности

I

(з-д

«Станко-

лит»)

Кремний 4—5%, не­высокое содержание углерода, легирова­ние хромом (0,10%), никелем (0,10%), титаном (0,10%), оловом (0,3—0,5%)

Детали сложного профиля с тонки­ми стенками (при наличии местного подогрева)

Перлитная

структура

большой

плотности

II

(з-д

«Станко-

лит»)

То же, но с легированием медью вместо олова. Меди — 1,0 -2,5%.

Горячая сварка. При горячей сварке обязателен пред­варительный подогрев свариваемых деталей. Детали при нагреве должны находиться в жестком закрепленном каркасе, что позво - литустранить возникающие при нагреве напряжения, которые впос­ледствии, при сварке, моїуг привести к образованию трещин. Если нагрев носит местный характер, то жесткий каркас можно не при-

менять. Крупные детали нагреваются до температуры 500—700°С, а мелкие (небольшие) до 300—400°С. Каким способом нагреть деталь, сварщик решает в зависимости - от имеющихся условий. Конечно, лучше всего осуществить нагрев установками индукци­онного нагрева с применением токов промышленной частоты. Если есть возможность подогреть в горнах, тоже прекрасно. Но чаще всего нагрев осуществляется пламенными горелками, паяльными лампами и, конечно же, горелками индукционного типа ЛГК-15 и ЛГК-25.

Горячая сварка осуществляется по тем же правилам, как и хо­лодная сварка. Действительны и все таблицы, приведенные для холодной сварки.

При горячей сварке чугуна обязательно применение флюсов, действие которых трояко. Попадая в сварочную ванну, они предот­вращают окисление кромок твердого металла, извлекают оксиды и неметаллические включения из расплавленного металла, а так­же способствуют образованию пленки, защищающей его от воз­действия газов пламени и воздуха. Положительное влияние флю­сов сказывается также в улучшении смачивания поверхности твер­дого металла жидким присадочным металлом.

Кроме того, при сварке чугуна можно применять газообразный флюс БМ-1, который представляет собой смесь метилбората (70— 75%) с метанолом (25—30%). Эта смесь в виде жидкости залива­ется в специальный флюсосмеситель типа КГФ-3, через который пропускается горячий газ для сварки.

1 Іоскольку флюс легко испаряется, пары его извлекаются го­рючим газом и подаются с ним по рукаву в горелку, где они сгора­ют в пламени. Процесс с использованием газообразного флюса называется газофлюсовой сваркой. Флюс БМ-1 обеспечивает по­лучение густого, вязкого шлакового покрова на поверхности сва­рочной ванны.

Хотя, как уже было сказано, правила для горячей и холодной сварки одни и те же, надо остановиться на вопросе последователь­ности технологических операций при проведении горячей сварки.

Первое, что надо делать, — это подготовить детали к сварке. Для этого надо очистить поверхность пламенем горелки или ме­таллическим скребком (щеткой), а если потребуется, то и зубилом.

Кромки надо разделать под углом 70°.

Второе — подогреть детали. Мало - и среднегабаритные дета­ли надо подогревать до температуры 300— 400°С, а крупногаба­ритные— до 500—600°С (до появления коричнево-красного цве­та).

Третье — процесс установки детали.

Установить деталь в зоне действия вытяжной вентиляции с расположением дефекта в нижнем положении и горизонтатьной плоскости (продолжительность перерыва между окончанием по­догрева и началом сварки для небольших отливок несложной кон­фигурации не должна превышать 3—5 мин во избежание охлаж­дения детали ниже 400°С).

Четвертое — нагрев и обработка поверхности.

Отрегулировать нормальное пламя удельной мощности 100— 120 л/ч на 1 мм толщины металла и восстановительной ее частью (на расстоянии 2—3 мм от ядра), равномерно прогреть кромки де­фекта до расплавления с одновременным нанесением флюса и рав­номерным распределением его по поверхности дефекта с помо­щью присадочного прутка.

Пятое — заполнение места сварки присадочным металлом.

Расплавить пруток наиболее горячей частью пламени (ближе к ядру) и заполнить дефект (трещину, ржавчину) расплавленным присадочным металлом, добавляя периодически флюс на кончике прутка.

Вести сварку ванным способом (отдельными сварочными ван­нами длиной 20—50 мм каждая) с поддержанием металла в жид­ком состоянии до полного заполнения дефекта присадочным ме­таллом; при заварке краевых дефектов поддерживать ванну в по­лужидком состоянии (для исключения стекания металла) за счет периодического отведения пламени от места дефекта для охлаж­дения ванны и изменения угла наклона горелки к поверхности из­делия с 80 до 10°.

Удалять неметаллические включения из ванны в процессе свар­ки с помощью флюсования жидкого металла и интенсивного его перемешивания присадочным прутком.

Шестое— это окончание процесса сварки. Сначала надо мед­ленно отвести горелку от поверхности ванны на 50—60 мм и на­

плавленный металл подогреть пламенем в течение 0,5—1,5 мин, накрыть деталь листовым асбестом для замедленного охлаждения металлашва и обеспечения свойств сварного соединения, равноцен­ных со свойствами основного металла.

Последним следует этап термообработки. Детали на­греваются, мелкие — до 300—400°С, крупные—до 500—600°С с последующим медленным охлаждением.

Низкотемпературная сварка чугуна. Это способ сварки без расплавления основного металла, поэтому он применяется в ос­новном на последних стадиях обработки детали. Более низкая тем­пература сварки уменьшает возможность появления деформаций, трещин, структур отбела (при охлаждении).

При этом способе образуется такое же соединение, как и при пайке, т. е. жидкая ванна не образуется. Плавке подвергается толь­ко присадочный пруток.

Низкотемпературная сварка чугуна осуществляется двумя способами: с латунными припоями и с чугунными присадочными прутками. Рассмотрим их.

Сварка с латунными припоями. Основное преимущество этого способа — в низкой температуре нагрева — до 650—750°С. Эго достигается путем применения специальных флюсов и припо­ев (присадочных прутков), характеристики которых даны в пред­лагаемых ниже таблицах.

Ведется сварка ацетиленокислородным пламенем. Допускается и использование газов-заменителей ацетилена. Мощность пламе­ни в общем и целом должна соответствовать расходу ацетилена в пределах 60—75 литров в час и бутана (пропана) 50—60 л/ч на 1 мм толщины металла. В зависимости от мощности пламени выбирается и номер наконечника горелки. Присадочные прутки, припои и флюсы для низкотемпературной пайкосварки чугуна да­ются в двух предлагаемых таблицах.

Технология пайкосварки. В завершение темы пайкосварки чугуна подробно осветим вопрос последовательности технологи­ческих операций от начала до конца процесса. Первым, конечно же, будет процесс подготовки к пайкосварке. Будущее место на­плавки и прилегающая поверхность очищаются от грязи, оксидов, других загрязнений. Очистка производится пламенем горелки и 110

Назначение

Марка

Температура сварки, °С

Для низкотемпературной сварки чугуна чугунными прутками

ФСЧ-2

900-950

Для низкотемпературной сварки чугуна латунными припоями

ФПСН-1

650-750

То же

ФПСН-2

650-750

Для низкотемпературной сварки чугуна чугунными прутками

МАФ-1

750-800

Присадочные прутки и припои

Марка

Назначение

Область применения

НЧ-2

Низкотемпературная пайкосварка чугуна чугунными прутками

Для заварки дефектов в тонко­стенных отливках

УНЧ-2

То же

Для заварки дефектов в толсто­стенных отливках с получением плотного металла шва

ЛОК-59-1-03

Низк отемпературная пайкосварка чугуна латунными припоями с «бензинным» про­цессом плавления

Для заварки дефектов, когда к наплавке не предъявляются требования одноцветности и одинаковой твердости с чугуном

ЛОМНА-49-

05-10-4-0,4

(ТУЦМО-03-

9362)

Низкотемпературная пайкосварка чугуна латунными припоями

Для заварки дефектов, когда к наплавке предъявляются тре­бования одноцветности с чугуном

металлической щеткой.

Второе — разделка будущего места наплавки (дефекта). Здесь могут бьггь задействованы: зубило, сверло, фреза, другие механи­ческие способы обработки поверхности. Схематично разделка де­фекта под пайкосварку изображена на рис. 30а.

ГАЗОВАЯ СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Рис. 30 Схема процесса низкотемпературной пайкосварки чугуна t чугунным присадочным материалом при исправлении дефектов: а — с продольной разделкой; б— с дефектом типа раковин

Третье—установка и нагрев детали. Сама деталь должна быть установлена в зоне действия вытяжной вентиляции с расположе­нием дефекта в нижнем положении и горизонтальной плоскости.

Нагреть поверхности разделочного дефекта и металл в зоне дефекта до 300—350°С.

Нанести на поверхность дефекта флюс и нагреть его факелом пламени, а не ядром, во избежание выдувания. Горелку наклонить под углом 50—60°. На рис. 31 представлена пайкосварка правым способом.

Продолжить нагрев кромки дефекта до температуры 750— 800°С при использовании прутков УНЧ-2 и флюса МАФ-1 или до 900—950°С при применении прутков НЧ-2 и флюса ФСЧ2.

Одновременно нагреть конец прутка до оплавления и обмак­нуть его во флюс.

Равномерно распределить флюс на поверхности дефекта кон-

цом прутка. Расплавить конец прутка трением его о нагретую по­верхность.

Четвертое—заполнение места разделки расплавленным ме­таллом. Для этого расплавить пруток наиболее горячей частью факела пламени (на 2—3 мм от ядра). Заполнить объем разделки каплями жидкого присадочного металла и ванным методом, пере­мещая горелку и пруток по винтовой восходящей линии или круговыми движениями, в зависимости от видадефекта—см. рис. 30 6.

ГАЗОВАЯ СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Рис. 31. Правый способ пайкосварки.

1 — движение горелки; 2 — движение прутка; 3 — движение горелки

и прутка

Производить наплавку за один проход при толщине металла до 6 мм и в два прохода при толщине 8—12 мм.

Периодически добавлять флюс в расплавленный металл и не­прерывно перемешивать металл прутком, касаясь стенок дефекта.

И, наконец, пятое, завершающее действие, от правильности которого может зависеть весь результат предыдущей работы — правильное охлаждение места напайки (заварки). Заваренный уча­сток медленно охлаждается под пламенем горелки в течение 1,5— 3 мин. После этого, обеспечивая замедленное охлаждение, медленно отвести горелку. Очистить шов от остатков флюса и, в заключение, промыть его водой.

СВАРКА, РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Магнитная дефектоскопия

Физические основы магнитной дефектоскопии. Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов, в на­магниченных изделиях из ферромагнитных материалов (железа, никеля, кобальта и некоторых сплавов). …

Ультразвуковая дефектоскопия

Получение и свойства ультразвуковых колебаний. Аку­стическими вшпама называются механические колебания, рзспро - страняющиеся в упругих средах. Если частота акустических коле­баний превышает 20 кГц (т. е. выше порога слышимости для чело­веческого …

Радиационная дефектоскопия

Природа рентгеновского и гамма-излучения. Как и видимый свет, рентгеновское и гамма-излучения представляют собой элект­ромагнитные излучения. Они отличаются длиной волны: длина волны видимого света (4—7)в10‘7м, рентгеновского излучения 6 •Ю13— 10*9 м, …

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.