Сварка алюминия и чугуна
Обновлено: 19.05.2024
В процессе сварки однородных деталей взаимная диффузия и растворение материалов, а также образование жидких и твердых растворов происходит без каких-либо ограничений и сложностей. Однако совсем иначе дело обстоит со сваркой разнородных металлов. В данном случае приходится сталкиваться с металлургической несовместимостью деталей, которые имеют принципиальные отличия в характеристиках кристаллической решетки, а также разные температуры плавления и показатели теплопроводности. Именно поэтому прежде чем начнется работа и осуществится, например, сварка алюминия со сталью, необходимо рассмотреть совместимость используемых металлов и учесть трудности, которые могут возникнуть в процессе их соединения.
Практически невозможно сварить металлы, неспособные взаимно раствориться между собой в расплавленном состоянии: железо и свинец, железо и магний, свинец и алюминий. Эти пары в жидком состоянии практически не смешиваются и создают слои, которые при дальнейшем затвердевании могут быть без особого труда отделены друг от друга. Что касается легко поддающихся сварке разнородных металлов, то их количество довольно ограничено. К ним можно отнести титан и железо, медь и железо, титан и ванадий, алюминий и серебро.
На данный момент самыми востребованными являются конструкции, получаемые путем сплава стали с алюминием, чугуном или медью. Сварка этих металлов широко используется в авиационном строении, радиоэлектронике, производстве бытовых приборов. Оптимальные свойства некоторых конструкций возможны только благодаря применению деталей из комбинированных материалов, ведь именно в этом случае изделие будет совмещать в себе преимущества сразу двух металлов. Однако приступая к работе с разнородными металлами, важно учитывать особенности их взаимодействия.
Процесс соединения алюминия со сталью
Сварка алюминия и стали сопряжена с серьезными трудностями, которые возникают в связи с большой разницей температур плавления металлов и различиями в уровне их теплопроводности. На практике это выражается в том, что алюминий становится жидким еще до того, как сталь успевает прогреться, кроме того, шов получается недостаточно прочным. Чтобы соединить металлы с такими разными характеристиками и получить приемлемый результат, нередко используется диффузная, ультразвуковая, а также контактная с оплавлением и холодная сварка металла.
Покрытия для улучшения свариваемости
Проблемы, которые возникают при сварке плавлением алюминия и стали, вполне удачно решаются с помощью применения специальных покрытий. На сталь гальваническим или горячим погружением наносится металл, который обладает хорошей совместимостью со сталью. Чаще всего для этих целей используется слой цинка, который улучшает растекание алюминия. Кроме того, для сварки алюминия и стали применяется переходная вставка из тех же материалов, которая получается с помощью другого метода соединения, например, путем холодной ковки.
Теплофизические свойства материалов значительно затрудняют процесс сварки, при этом даже использование специальных покрытий и вставок не решает всех возможных проблем. Дело в том, что при соединении разнородных металлов на стыке могут образовываться интерметаллиды, которые отличаются чрезмерной хрупкостью. Чтобы избежать ненужных проблем, необходимо выбрать правильный режим сварки, который позволит избежать перегрева поверхности металлов. Если процесс произведен с учетом всех особенностей алюминия и стали, в результате проведенных сварочных работ появится надежное и долговечное соединение, которое, однако, лучше не использовать для конструкций, часто подвергающихся механическому воздействию.
Свариваемость чугуна и стали
Несмотря на то, что чугун и сталь обладают схожестью химического состава, процесс сварки этих металлов также характеризуется определенными трудностями. Дело в том, что чугун содержит большое количество углерода, а потому достаточно плохо поддается плавлению. Чтобы сварить эти разнородные материалы, используются специальные электроды. Для получения надежного и прочного шва перед обработкой детали следует тщательно зачистить, особенно это касается заготовки из чугуна, который легко впитывает различные технические жидкости.
Подогрев изделия в процессе работы
Чтобы соединить чугун и сталь, как правило, используется сварочный ток обратной полярности. Однако обратите внимание, что в случае применения аппаратов с высоким током холостого хода, необходимо использовать переменный ток. В процессе работы детали необходимо прогреть до 600 градусов по Цельсию. Такая температура позволит избежать чрезмерного расширения металла, которое нередко приводит к необратимой деформации материала. В результате сварочных работ, проведенных по описанной технологии, прочный герметичный шов образуется всего за один проход.
В случае, если подогрев заготовок невозможен, сварка чугуна со сталью производится несколько иначе. Когда необходимо соединить слишком большие детали или металл имеет легкоплавкие вкрапления, процесс сварки осуществляется с помощью коротких валиков, каждый из которых необходимо охлаждать перед использованием следующего. Стоит отметить, что данный метод сварки не обеспечивает должную прочность шва, поэтому для соединения чугуна и стали более предпочтителен метод, предусматривающий предварительный подогрев деталей.
Свариваемость меди со сталью
Определенные трудности в процессе соединения данных металлов возникают в связи с различием в уровне их теплопроводности, а также из-за низкой температуры плавления меди. Именно поэтому прежде чем приступать к процессу, следует учесть все особенности материалов и подобрать наиболее оптимальный способ сварки. Только в этом случае можно получить качественное соединение, которое будет обладать всеми необходимыми характеристиками.
Применение защитных газов
На самом деле медь и все ее сплавы довольно неплохо сваривается со сталью. Пожалуй, самым высоким качеством обладает соединение, которое производится путем аргонодуговой сварки. С ее помощью образуется шов, который характеризуется хорошей герметичностью и прочностью. Аргонодуговая сварка производится с применением вольфрамовых электродов либо плазменной струи и специальной присадочной проволоки. Обратите внимание, что в процессе работы дугу следует немного смещать к меди, что поможет предотвратить перегрев стали.
Сварка меди и стали также может быть произведена с помощью флюсов в среде защитных газов. В этом случае используют плавящиеся либо неплавящиеся электроды и проволоку. При наплавлении меди на сталь вполне эффективен дуговой метод сварки керамических флюсов, который позволяет добиться требуемой износостойкости и твердости материала. Данный вид работы предполагает использование плоских электродов.
Мангал из металла — это занятие, которое по силам каждому сварщику. Как сделать его своими руками, читайте в этой статье.
Соблюдение технологии — гарантия качества
Сварка разнородных металлов — достаточно трудоемкий процесс, который осложняется существующими различиями в свойствах материалов. Однако если грамотно подойти к процессу и учесть все рекомендации, связанные с особенностями металлов, можно получить прекрасный результат в виде качественного и надежного соединения, которое будет обладать преимуществами всех его компонентов.
Вопрос №4 Ручная электродуговая сварка и наплавка стальных, чугунных деталей, деталей из алюминиевых сплавов
В качестве источников питания электроэнергией при электродуговой сварке и наплавке применяют сварочные трансформаторы типа ТДМ-30У2, ТДЭ-30У2. Первое число в обозначении трансформатора указывает величину рабочего сварочного тока в десятках Ампер. Последующие за цифрой буквы означают климатические условия применения трансформатора: У – умеренный климат; УХЛ – умеренно холодный. Последняя цифра конкретизирует условия эксплуатации трансформатора: 1 – эксплуатация на открытом воздухе; 2 – под навесом; 3 – в закрытом помещении; 4 – в отапливаемом помещении; 5 – в помещениях с повышенной влажностью.
Кроме сварочных трансформаторов используют сварочные агрегаты и выпрямители. Сварочный агрегат состоит из сварочного генератора и двигателя (в том числе внутреннего сгорания), вращающего генератор. Наибольшее распространение имеют сварочные агрегаты типа АДБ-30У1, АДД-30У1.
Выпрямители, по существу, также являются агрегатами, куда объединены трехфазный понижающий трансформатор и блок выпрямителей (селеновых, кремниевых, германиевых). Для ручной электродуговой сварки (наплавки) применяются выпрямители типа ВД-30У3.
При сварке трещин, поломок обычно применяют сварочные электроды, которые подразделяются на ряд типов от Э-34 до Э-145. Например, электроды типа Э-42 дают соединение, имеющее временное сопротивлению разрыву, равное 420 кПа (42 кГС/мм 2 ).
К каждому типу может относиться несколько марок электродов. К типу Э-42 относятся электроды ЦМ-8; УОНИ-13/45П, ОЗС-3. К типу Э-46 – электроды ОЗС-4, ОЗС-6; АНО-3; АНО-4. К типу Э-50 – электрод УОНИ-13/55 и т. д.
Перечисленные типы электродов применяют для сварки конструкционных мало- и среднеуглеродистых и малолегированных сталей. Стержни всех электродов изготовлены из проволоки (Св-08) диаметром от 1,6 до 12 м. Типы и марки электродов отличаются друг от друга покрытием. Электроды с тонким (0,15–0,30мм на сторону) меловым покрытием, состоящим из 70…80% молотого мела и 20…30% жидкого стекла, относятся к типу Э-34. Остальные типы и марки электродов имеют качественное толстое покрытие (0,25–0,35)d, которое кроме стабилизирующих содержит защитные шлако- и газообразующие, раскисляющие, а иногда и легирующие элементы.
Условные обозначения типов составов толстых покрытий: А – кислые; Б – основные; Р – рутиловые; Ц – целлюлозные; П – прочие.
Полное обозначение электрода содержит последовательно марку и тип электрода, его диаметр, вид состава покрытия и номер ГОСТа.
Например, электрод (ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75) имеет следующие обозначения: Э-46А – тип электрода по ГОСТ 9467-75; УОНИ – марка электрода; 3,0 – диаметр стержня; У – предназанчены для сварки углеродистых и низколегированных сталей по ГОСТ 9466-75; Д – с толстым покрытием; 2 – вторая группа точности.
В знаменателе обозначения электрода указана группа индексов: Е-43 2(5) по ГОСТ 9467-75, конкретизирующих следующие характристики: временное сопротивление разрыву металла шва не менее 430 ; относительное удлинение не менее 22%; ударная вязкосмть 3,5 при минимальной температуре – 40 0 С; Б – с основным покрытием; 1 – для сварки во всех пространственных положениях; 0 – на постоянном токе обратной полярности.
По свариваемости стали делят на четыре группы: хорошо свариваемые – стали с малым содержанием углерода; удовлетворительно свариваемые – углеродистые и низколегированные стали с содержанием углерода 0,3…0,4%; ограниченносвариваемые углеродистые и низколегированные стали с содержанием углерода 0,45….0,50%; плохо свариваемые с содержанием углерода более 0,55%.
При сварке деталей из удовлетворительно, ограниченно и плохо свариваемых сталей их предварительно нагревают соответственно до температуры в 0 С: 100…150; 150…250; 250…400. При сварке таких сталей возможен отпуск при температуре 600…650 0 С в течение 2 ч. Существует ряд типов наплавочных электродов, обозначаемых буквами ЭН, например ЭН-14Г2Х-30, что означает: электрод наплавочный, содержащий 0,14% углерода, 2% марганца, 1% хрома, твердость наплавляемого слоя 30 HRC. Сварку тонкостенных деталей ведут на токе обратной полярности («–» на деталь), т. к. температура на «+» на 500…600 0 С выше, чем на «–». Массивные детали сваривают переменным током.
Сварка и наплавка чугунных деталей связана со значительными трудностями. Из-за быстрого охлаждения шва происходит отбел чугуна, т. е. значительная часть углерода не успевает выделиться в виде графита и чугун кристаллизуется в виде белого чугуна-цементита, представляющего собой химическое соединение углерода с железом (Fe3C). Это придает шву высокую твердость и хрупкость и способствует образованию трещин.
Горячий способ сварки чугуна обеспечивает наилучшее качество сварного шва, применяется для ответственных деталей. Сварку деталей с предварительным подогревом до 500–700 0 С условно называют горячей; при подогреве до 250–450 0 С – полугорячей, а без подогрева – холодной; при этом детали нагревают в горнах или печах (муфельных, электрических). При горячем способе соблюдают условие равномерного нагрева всей детали; при полугорячем осуществляют местный нагрев. После сварки деталь снова нагревают до 870–920 0 С и медленно охлаждают вместе с печью.
При электросварке с подогревом применяют специальные электроды, например марки ОМЧ-1, а также чугунные прутки с флюсами ФСЧ-1 или ФСЧ-2.
Холодная сварка чугунных деталей может производиться постоянным и переменным током. Во время сварки постоянным током дуга горит более устойчиво, причем на положительном полюсе выделяется больше тепла, чем на отрицательном. Если необходимо увеличить глубину плавления и количество расплавленного металла, то процесс ведут на прямой полярности. Деталь небольшой толщины сваривают при обратной полярности.
При переменном токе на электродах выделяется примерно одинаковое количество тепла.
Холодная сварка чугуна может производиться электродами из малоуглеродистой стали с меловой обмазкой.
Применяют биметаллические электроды, состоящие из медного сердечника, обернутого жестью толщиной 0,25–0,30 мм, покрытого меловой обмазкой.
Холодную сварку чугуна рекомендуется вести на постоянном токе при обратной полярности, применяя электроды малого диаметра ( мм). Величину тока устанавливают пониженную, принимая .
Холодную сварку чугуна следует вести короткими швами длиной 40…50 мм с промежуточным охлаждением швов до 50…60 0 С.
Холодную электросварку чугунных деталей можно вести следующими присадочными материалами и электродами: а) чугунными прутками и электродами марок Б, НЧ-1, НЧ-2, ОМЧ-1, МСТ и др.; б) стальными электродами из проволоки Св-08 с меловым покрытием или УОНИ-13/55 и др.; в) комбинированными и пучковыми электродами – ОЗЧ-1 (медный стержень с покрытием УОНИ-13/55, в которое добавлен железный порошок), АНЧ-1 (проволока из хромо-никелевой стали 04Х18Н9 с медной оболочкой и защитным покрытием); г) монелевыми прутками или электродами; монель-металл – это медно-никелевый сплав: медь 30%, никель 65%, марганец 1,5…2,0% и железо 3,0…3,5%; электроды МНЧ-1 имеют монелевый стержень с покрытием УОНИ-13/55.
Сварка деталей из алюминия и его сплавов
Затруднена тем, что алюминий плохо сплавляется с присадочным металлом из-за наличия на поверхности тугоплавкой пленки Al2O3, которая плавится при температуре 2050 0 С, в то время как температура плавления алюминия 658 0 С. Кроме того, сварка алюминия и его сплавов затруднена из-за большой жидкотекучести расплавленного металла, трудности определения начала плавления, а также склонности к образованию трещин.
Разрушение окисной пленки при сварке алюминия достигается применением флюсов либо механическим путем. Самый распространенный из применяемых флюсов является флюс АФ-4А, который содержит 28% хлористого натрия, 50% хлористого калия, 14% хлористого лития и 8% фтористого натрия. Флюс разрыхляет окисную пленку и переводит в шлак. Флюс в виде покрытия толщиной 0,5…1,0 мм наносится на электродные прутки.
Для сварки чистого алюминия применяются электроды ОЗА-1, а для сварки его сплавов – ОЗА-2. Электросварку алюминия следует проводить на постоянном токе обратной полярности короткой дугой без перерыва. Силу тока выбирают в зависимости от диаметра электрода (для диаметров 4, 5, 6 мм – соответственно 110…140; 140…170; 180…240 А).
Сваривать алюминий и его сплавы можно также угольным или графитовым электродом с присадочным материалом.
В качестве присадочного материала применяют проволоки СВ-АВ00, Св-1А, Св-АК5, СВ-АМЦ, Св-АМг5 и др.
Деталь после очистки нагревают до 200…300 0 С (чтобы избежать коробление) и на кромки трещин насыпают слой флюса. Присадочный материал рекомендуется также подогреть. После сварки детали из алюминия и его сплавов следует медленно охлаждать в термосе, а потом тщательно очистить от остатков флюса, шлака горячей или подкисленной водой.
Чтобы избежать проплавления («проваливания») металла при заварке трещин в пустотелых деталях, их набивают песком.
Существуют методы сварки в среде защитного газа – например, аргоне, т. е. без использования флюсов. При этом могут использоваться неплавящиеся вольфрамовые электроды, может использоваться как постоянный ток обратной полярности, так и переменный ток.
Особенности сварки деталей из чугуна и алюминиевых сплавов
Сварка и наплавка деталей из чугуна. Многие корпусные детали автомобильной техники изготавливают из серого, ковкого и высокопрочного чугуна. Так, из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров, картера коробок передач и раздаточных коробок, корпуса насосов и другие детали. Из ковкого чугуна - ступицы колес, картера редукторов ведущих мостов, рулевых механизмов и т.д. Коленчатые, распределительные и др. детали изготавливают из высокопрочного чугуна.
Характерными дефектами этих деталей являются трещины, пробоины, отколы, повреждение резьбы в отверстиях, износ рабочей поверхности. Они устраняются в основном сваркой и наплавкой.
Наличие в чугуне значительного содержания углерода и низкая его вязкость вызывают определенные трудности при восстановлении деталей из этого материала:
- отбеливание шва в результате быстрого охлаждения наплавленного металла;
- возникновение больших внутренних напряжений и трещин в зоне сварки;
- возникновение пор и раковин;
- высокой жидкотекучестью чугуна в расплавленном состоянии.
Во избежание появления трещин и отбеливания чугуна при сварке применяют следующие технологические меры:
- выбор оптимальных температурных режимов;
- снижение внутренних напряжений в зоне сварки;
- правильный выбор способа сварки.
Для получения качественного шва необходимо правильно подготовить под сварку (наплавку) дефектное место детали – поверхность в зоне трещины очистить до блеска, концы трещины при толщине детали более 5 мм засверлить сверлом диаметром 3…4 мм.
Сварка чугунных деталей может выполняться без подогрева (холодным способом), с местным или общим подогревом и горячим способом, предусматривающим нагрев детали (в печи или другим способом) до температуры 650…680 0С. Горячий способ обеспечивает высокое качество сварки, но он сложен и применяется главным образом при восстановлении сложных корпусных деталей на авторемонтных предприятиях. Холодный способ проще и широко применяется для восстановления деталей.
Электродуговая сварка чугунных деталей производится постоянным током обратной полярности (деталь соединяется с отрицательным полюсом сварочного генератора, а электрод – с положительным), короткими участками, обратноступенчатым способом.
Заварку трещин в тонкостенных деталях ведут предельно короткой дугой участками длиной 30…40 мм от середины трещины к концам, не допуская нагрева детали более 70 0С. Если трещина имеет разветвления, то сначала завариваются они, а затем основная.
При сварке толстостенных деталей накладывается несколько слоев. Перед наложением каждого последующего валика необходимо с предыдущего удалить шлак и окалину.
Неглубокие отверстия завариваются с одной стороны, глубокие с двух. При этом под отверстие устанавливают подкладку из меди или стали 08.
Швы, требующие герметичности, проковываются или замазываются эпоксидными пастами.
Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал – латунь Л62. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880…950 0С), поэтому ее можно применять для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволяет получать сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке.
Обработка швов ведется напильниками или абразивными кругами с использованием механизированного инструмента.
Сварка и наплавка деталей из алюминиевых сплавов. Блоки цилиндров, картера сцеплений, головки блоков, впускные трубопроводы, корпуса масляных насосов и другие детали машин изготавливают из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9.
Характерными дефектами этих деталей являются трещины, отколы, пробоины, раковины. Сложность их сварки обуславливается следующими причинами:
- алюминиевые сплавы обладают большой теплопроводностью, теплоемкостью и скрытой теплотой плавления;
- низкая удельная плотность и температура плавления алюминия по сравнению с тугоплавкой пленкой, образующейся на поверхности шва;
- высокий коэффициент линейного расширения;
- высокий коэффициент усадки;
- повышенная склонность к образованию пор, вызываемых выделением водорода, требует предварительного подогрева детали до 100…130 0С;
- алюминиевые сплавы при плавлении не меняют цвета, что затрудняет определение начала плавления металла, результатом чего может быть проваливание стенки детали под силой тяжести расплавленного металла.
Для восстановления деталей из алюминиевых сплавов в подвижных ремонтных мастерских войскового звена применяют газовую и электродуговую сварку, а на авторемонтных предприятиях кроме этого применяют аргонодуговую и другие способы сварки.
Газовая сварка деталей из алюминиевых сплавов ведется строго нейтральным пламенем.
Подготовка деталей к сварке включает механическую обработку трещины (зачистка, разделка), химическое обезжиривание ацетоном и каустической содой, промывку водой, осветление 20 % раствором азотной кислоты и повторную промывку водой.
Сварка ведется непрерывно, без отрыва пламени от сварочной ванны, концом присадочной проволоки размешивается расплавленный металл. После сварки деталь медленно охлаждают, сварочный шов освобождают от шлака и промывают горячей водой от остатков неиспользованного флюса.
Электродуговая сварка алюминиевых деталей осуществляется постоянным током при обратной полярности. Катод, присоединенный к детали, способствует разрушению окисной пленки. На катоде возникает ярко светящиеся и кипящее на поверхности катодное пятно, в котором окисная пленка алюминия быстро разрушается и оттесняется к краям пятна. Кроме того, сварка обратной полярностью позволяет увеличить скорость процесса и уменьшить коробление детали.
Для сварки используют электроды ОЗА-2, изготовленные из проволоки Cв-АК5 с покрытием, в состав которого входит флюс АФ-4А. Это покрытие очень гигроскопично, поэтому электроды перед применением необходимо просушить при 200…300 0С в течение 1,0…1,5 ч.
В процессе сварки электрод устанавливается перпендикулярно шву и перемещается без поперечных колебаний со скоростью 0,4…0,6 м/мин. Длина дуги не должна быть больше диаметра электрода. В связи с трудностью повторного зажигания дуги из-за образования шлака сварка ведется непрерывно. Повторное зажигание дуги производится за кратером.
Основные идеи славянофильства: Славянофилы в своей трактовке русской истории исходили из православия как начала.
Особенности сварки чугуна и алюминия.
Из чугуна изготовляются многие базисные детали строительно-дорожных машин, тракторов, автомобилей и технологического оборудования. При эксплуатации этих машин у чугунных деталей появляются трещины, изломы, износы, которые необходимо устранять.
Сварка чугуна затруднена вследствие следующих причин:
1-склонности чугуна к отбеливанию;
2-трещинообразования при сварке;
3-резкого перехода при нагреве из твердого состояния в жидкое .
Чугун называется отбеленным, если большая часть углерода в нем находится в химически связанном состоянии, т.е. в виде цементита Fe3C. Отбеливание происходит при быстром охлаждении расплавленного чугуна, Углерод не успевает выделится в виде графита, а выделяется в виде цементита, ледебурита и мартенсита; чугун становится твердым и не поддается механической обработке.
В сером чугуне углерод находится в виде графита. Графитизация чугуна происходит не только при переходе чугуна из жидкого состояния в твердое, но и при дальнейшем охлаждении, причем чем медленнее охлаждается деталь, тем полнее происходит графитизация. Холодная масса чугунной, чаще всего большой по массе детали, ускоренно отводит тепло сварки, поэтому происходит интенсивное отбеливание сварного шва, а вследствие различия коэффициентов расширения серого и белого чугунов возникают внутренние трещины.
Избежать этих затруднений при сварке чугуна можно двумя способами:
1. Выполнять горячую сварку металла с последующим медленным охлаждением после сварки;
2. Выполнять холодную сварку чугуна, но вводить в шов элементы, препятствующие образованию цементита, или использовать способы упрочнения швов.
Горячая сварка чугуна проводится на предварительно нагретых до 600 …. 650° С деталях. После сварки происходит охлаждение всей массы нагретой детали, поэтому скорость охлаждения сварного шва будет ниже, чем при холодной сварке. В сварном шве успевает произойти графитизация, скорость усадки уменьшается и поэтому не образуется трещин в околошовной зоне.
При заварке трещин в конструктивно сложных деталях с целью устранения возможного трещинообразования проводится 2-х ступенчатый нагрев: сначала до температуры 200 …250° С нагревают с относительно не высокой скоростью до 600 ° / час, а далее с большей скоростью до 1600 ° / час. Сварка выполняется электродами типа ОМЧ-1, состоящих из чугунных прутков со специальным покрытием, или при газовой сварке чугунными прутками без покрытия.
Горячая сварка позволяет получить наилучшие результаты, но процесс технологически сложный и очень трудоемкий, поэтому широкого распространения не получила.
Чаще применяется холодная сварка чугуна, выполняемая следующими способами:
1.Стальным малоуглеродистым электродом.
2. Специальными электродами ПАНЧ-11, МНЧ-1, МНЧ-2, ОЗЧ-1 и др.
3. Биметаллическим электродом или пучком электродов.
Для повышения надежности сварки стальными малоуглеродистыми электродами в разделанные кромки шва ставят резьбовые шпильки или используется способ отжигающих валиков (рис. 2. 24). При наложении второго и последующего валиков первые сварные швы вновь нагреваются и уже остывают с меньшей скоростью, поэтому значительная часть цементита распадается, получается более мягкий сплав с меньшей степенью отбеливания. Структура различных зон сварки получается неодинаковой, однако в среднем она лучше, чем при обычной сварке. Эффективно использовать способ отжигающих валиков в комплексе со шпильками.
Для устранения продолжения трещины на ее оси сверлятся отверстия диаметром 2..3 мм, зубилом или шлифовальным кругом проводят V-образную разделку трещины и сверлят по ее длине отверстия, нарезают в них резьбы и заворачивают шпильки, которые сначала обваривают кругом, а затем наплавляют весь сплошной шов.
Однако эти способы холодной сварки малопроизводительны, поэтому, чаще всего, используются другие способы сварки чугунных деталей.
Если требуется хорошая обрабатываемость шва и допускается невысокая прочность, то используются электроды МНЧ-1, МНЧ-2. Никель, входящий в состав электродов, не образует соединений с углеродом, поэтому шов имеет невысокую твердость, но хорошо механически обрабатывается. Хорошие результаты при сварке чугуна дает использование сварочной проволоки ПАНЧ-11.
Электроды ОЗЧ-4, изготовляемые из медной проволоки с фтористо-кальциевой обмазкой, обеспечивают прочный, но труднообрабатываемый шов, представляющий собой медь, насыщенную железом.
При отсутствии специальных электродов изготовляются биметаллические электроды (рис. 2.25) намоткой медной проволоки или надеванием медной трубки (меди до 70% от железа) на стальной стержень или малоуглеродистый стальной электрод. Сварной шов также представляет собой медь с вкраплениями железа, прочность его составляет до 60 ….70% от прочности основного металла.
Для сварки толстостенных чугунных деталей используют пучок электродов: стальной электрод диаметром 3 … 4 мм с обмазкой УОНИ-13/55, медный стержень диаметром 4… 5 мм и латунный пруток диаметром 1,5 … 3 мм. Электрическая дуга автоматически перемещается с одного электрода не другой, поэтому тепло распространяется на большую площадь, шов медленнее охлаждается и поэтому меньше отбеливается. Пучок может также состоять из одного медного и одного стального, или двух медных и одного стального электродов.
Газовую ацетилено-кислородную сварку чугуна ведут нейтральным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. Присадочный материал — чугунные прутки диаметром 6 …8 мм. При газовой сварке используются флюсы:
2 - смесь 50 % буры, 47 % двууглекислого натрия и 3 % окиси кремния;
3 - смесь 56 % буры, 22 % углекислого натрия и 22 % углекислого калия.
Трудность сварки алюминия заключается в следующем:
На поверхности детали образуется тугоплавкая окись алюминия, высокая температура (2050…2060 ° С) плавления которой препятствует образованию сварочной ванны и соединению кромок свариваемого материала, который расплавляется при более низкой температуре(650 …660 ° С).
Алюминий и его сплавы жидкотекучи, не меняют своего цвета, оставаясь серебристо-белыми. Это затрудняет сварку и визуальное определение момента сварки и заплавления шва.
Высокая теплопроводность алюминия и быстрый отвод тепла приводят к большим внутренним напряжениям, к короблению деталей и к появлению трещин.
Несмотря на эти затруднения можно получить качественные сварные швы одним из способов:
1-газовой сваркой как без флюса, так и с флюсом;
2-электродуговой сваркой плавящим электродам;
3-электродуговой сваркой неплавящим угольным электродом;
Газовую сварку без флюса проводят восстановительным пламенем с небольшим избытком ацетилена. Внутренние полости детали набивают песком, на деталь, подогретую до 250 … 300° С , укладывают куски припоя (металл однородный с деталью) и пламенем горелки одновременно подогревают припой и деталь, а с помощью стального крючка удаляют окисную пленку и пододвигают расплавленные куски припоя к трещине, перемешивают крючком, добиваясь надежного сваривания.
При безфлюсовой сварке качество сварки хуже, чем при сварке с флюсом. Для разрушения окисной пленки чаще всего используется флюс АФ-4А, представляющий собой смесь хлористых и фтористых солей натрия, калия и лития. Флюс сильно разъедает металл, поэтому после сварки необходимо тщательно удалять остатки флюса и промывать деталь. Сварку детали ведут алюминиевым прутком, предварительно покрытым флюсом, или флюс насыпают на кромки трещин и водят по нему прутком, или пруток во время сварки обмакивают во флюс. Для улучшения структуры шва и снятия внутренних напряжений деталь при сварке желательно нагревать до 300 …350 ° С.
Электродуговую сварку алюминиевых деталей проводят на постоянном токе обратной полярности. Используются электроды типа ОЗА-1 и ОЗА-2, изготовляемые из алюминиевой проволоки с нанесенной обмазкой, аналогичной по составу флюсу АФ-4А.
Сварка алюминия угольным электродом применяется реже, чем другими способами. Процесс выполняется аналогично газовой сварке с флюсом.
Аргонно-дуговая сварка (рис. 2.26) обеспечивает самое лучшее качество сварки, выполняется с помощью вольфрамового электрода и стационарных установок УДАР-300, УДАР-500, состоящих из сварочного трансформатора с дросселем насыщения и осциллятором или с помощью передвижных установок УДГ-301 и УДГ-501. Имеются установки для сварки алюминия различными токами: постоянным или импульсным (УДГ-161); постоянным, импульсным или переменным (УДГ - 251, УДГ-351).
В зону электрической дуги между деталью и вольфрамовым электродом через специальную горелку подается аргон, который предохраняет металл от окисления и вводится алюминиевый пруток. Разрушение окисной пленки происходит под действием дуги. Состав электродной проволоки выбирается близким по составу основному металлу.
Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился .
Читайте также: