Что собой представляет сварка цветных металлов

  • 20 декабря
  • 76 просмотров
  • комментариев
  • 45 рейтинг
Оглавление: [скрыть]
  • Наиболее популярные сплавы
  • Подготовка к проведению сварочных работ
  • Сварка алюминиевых деталей
  • Проведение сварочных работ

Сварка цветных металлов и их сплавов, несмотря на более низкие температуры плавления, не так проста, как кажется на первый взгляд. Все цветные металлы и их сплавы обладают повышенной химической активностью при контакте с кислородом и покрыты оксидной пленкой, препятствующей качественному соединению деталей. При простом нагревании в воздушной среде химическая активность многократно возрастает и вместо сварного шва можно получить оплавленные края с толстым слоем оксидных пленок. Варка цветных металлов для литья тоже должна проводится в среде с ограниченным доступом кислорода.

Схема газовой сварки цветных металлов

Схема газовой сварки цветных металлов.

Наиболее популярные сплавы

В чистом виде цветные металлы применяются относительно редко. Современные технологии позволяют изготавливать огромное количество разнообразных сплавов в различных комбинациях с разнообразными физико-механическими свойствами. Наиболее распространенными, используемыми для изготовления деталей промышленных и бытовых устройств, являются сплавы меди, алюминия, никеля, цинка и титана.

Используемыми с древних времен сплавами из меди являются латунь и бронза. Такая сварка может использовать:

  1. Простую латунь, которая представляет сплав меди с цинком. Медь является основным компонентом сплава, содержание цинка обычно около 30 %, в зависимости от требуемых свойств сплава ее размер может увеличиться до 50 %. Сложные латуни, кроме меди и цинка, содержат дополнительные компоненты.
  2. Бронза представляет сплав меди с оловом. Классическое соотношение 85% меди и 15% олова. Еще используются сплавы с добавками к основному составу цинка, кремния, магния, свинца и других металлов в зависимости от требуемых свойств.
Вернуться к оглавлению

Подготовка к проведению сварочных работ

Схема сварки в среде инертного газа

Схема сварки в среде инертного газа.

Перед началом работ детали необходимо подготовить. Поверхность в местах сварки необходимо зачистить металлической щеткой или шабером для удаления оксидной пленки, затем промыть в бензине или растворителе для удаления жиров. Из-за большой текучести сварку лучше проводить в нижнем положении. Детали необходимо зафиксировать, чтобы ширина шва не превышала двух миллиметров. Можно предварительно сделать прихватывающие соединения, а затем выполнить полную обварку.

Сварку необходимо проводить в среде инертных газов, защищающих сварочную ванночку от контакта с воздушной средой. Наиболее эффективным является азот, но можно использовать гелий, аргон и их смеси. Для создания дуги можно использовать угольные, графитовые и вольфрамовые электроды. Угольные электроды можно используются для сварки неответственных деталей небольших размеров. В остальных случаях нужно использовать вольфрамовые или графитовые электроды. Проволоку для сварки перед работой необходимо тоже протравить в растворе азотной кислоты или смеси соляной и серной кислоты.

Вернуться к оглавлению

Сварка алюминиевых деталей

Алюминий — наиболее распространенный элемент из таблицы Менделеева и самый употребляемый на земном шаре после железа. В отличие от меди, он намного чаще используется в чистом виде и имеет несколько классов чистоты. Но более широкое распространение получили сплавы на основе алюминия. Химический состав сплавов настолько разнообразен, что многие из них проще классифицировать по их свойствам. Наиболее известными и применяемыми сплавами являются дуралюмин, силумин, авиель.

Режимы сварки алюминия

Режимы сварки алюминия.

Детали из алюминия перед сваркой следует зачистить от окисной пленки, обезжирить растворителем или бензином. После механической очистки свариваемые поверхности необходимо протравить в водном растворе натра фтористого и едкого натра в пропорции 50 на 50 в течение 1-2 минут, затем выполнить промывку в горячей воде не ниже 50°С и холодной воде. После отмывки детали нужно поместить на две минуты в раствор азотной кислоты и опять тщательно промыть горячей и холодной водой. Сварка подготовленных деталей должна проводиться не позднее 4 часов после подготовки.

Проволока, используемая для сварки также должна быть обработана аналогичным образом. Для зачистки кромок и прилегающих поверхностей нельзя использовать абразивные материалы или наждачную шкурку. Перед началом работы детали нужно жестко зафиксировать, обеспечив минимальный зазор. При невозможности жесткой фиксации нужно соединить детали прихватками и затем полностью проварить шов. Сварка проводится в защитной среде из инертных газов неплавящимися или плавящимися электродами. Ручную дуговую сварку чистого алюминия и силумина можно выполнить специальными электродами серии ОЗА.

Технология изготовления электродов обеспечивает сварку во всех положениях с четко выраженным капельным переносом в сварочную ванночку и образованием легко отделяющегося шлакового покрытия.

Устройство сварочного инвертора

Устройство сварочного инвертора.

Детали, изготовленные из сплавов на основе никеля, применяются в высокотемпературных устройствах с рабочей температурой 700-100 °С. Используются в газовых и паровых турбинах, конструкциях двигателей ракет. Особо можно выделить изделия из нихрома с высоким удельным электрическим сопротивлением, используемые для изготовления нагревательных элементов в промышленных и бытовых устройствах.

Сварочный процесс изделий из сплавов никеля затруднен большой чувствительностью к примесям и газам, создающим пористость сварочного шва. Низкая пластичность никелевых сплавов требует большой мощности при проведении сварочных работ. Свариваемые поверхности необходимо зачистить до блеска и удалить жиры ацетоном или растворителями на его основе. Применение бензина нежелательно.

Вернуться к оглавлению

Проведение сварочных работ

Сварку проводят в среде инертных газов с применением специальной проволоки. Свариваемые детали необходимо располагать на специальных подкладках с канавками. По канавкам должен проходить инертный газ для защиты обратной стороны шва от контакта с воздушной средой. Процесс нужно выполнять, накладывая тонкие слои и давая время на остывание деталей. После окончания работы желательно выполнить термический отпуск изделия для снятия остаточных напряжений.

http://www.youtube.com/watch?v=TOOqqkEWlIo

Цинк как конструкционный материал в чистом виде не применяется. Основное использование — изготовление сплавов и антикоррозионных покрытий железных и стальных деталей. Свариваемость деталей с цинковым покрытием или содержанием цинка значительно снижена в прямой зависимости от количества. При сварке нужно использовать защитную газовую среду со стороны сварки и обратной стороны шва. Выбор режима зависит от размеров детали. Сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама.

Титан и его сплавы нашли широкое применение в конце двадцатого века с развитием авиации и ракетостроения. В чистом виде он используется редко. Сплавы с применением легирующих элементов обладают высокой прочностью и значительно улучшают исходные свойства металла.

Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов

Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов.

Подготовка деталей к сварке тоже начинается с механической зачистки или обработки в кислоте. При механической очистке можно использовать наждачную шкурку и металлические щетки с автоматическим вращением. Проволоку для сварки выбирают соответственно марке сплава.

Свариваемые детали нужно плотно сжать, контролируя, чтобы на поверхности не попали посторонние вещества. Сварочный процесс должен проходить в защищенной инертными газами или аргоном зоне с использованием электродов из вольфрама.

Особенности сварки цветных металлов требуют применения дополнительного оборудования и защитных средств для качественного выполнения работ и обеспечения безопасности сварщиков. Независимо от используемого метода при сварке цветных металлов и их сплавов на месте проведения должна быть мощная принудительная вентиляция рабочих мест. Соединения, образующиеся при сварке, вредны, а иногда и токсичны. При этом необходимо соблюдать индивидуальные меры безопасности: спецодежда, сварочные рукавицы, сварочный щиток или очки.

При сварке цветных металлов и их сплавов часто требуется предварительный прогрев деталей из-за повышенной теплопроводности. Подогрев можно проводить в специальных печах с контролем температуры.

http://www.youtube.com/watch?v=5y16U1ezbs8

Газовая сварка цветных металлов требует наличия баллонов с необходимыми газами в зависимости от выбранной технологии, понижающих редукторов для всех видов баллонов, шлангов необходимой длины и диаметра, горелки с комплектующими элементами и других необходимых компонентов.