Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

9.5 Сварка разнородных сталей и сплавов. 3 страница




Сварка листов толщиной 6мм ведется в два слоя на параметрах режима: dwэ = 5мм; dприс=2, 5мм; смещение оси электрода от оси стыка в сторону меди – 3-4мм; Iсв=270 – 290А; Uд=15 – 16В; Vсв=7 – 8 м/час; QAr=8 – 10 л/мин.; ток – переменный.

Цинковые покрытия служат барьером, препятствующим взаимодействию между алюминием и медью, так что между движущейся сварочной ванной и медью создается жидкая прослойка цинка, улучшающая смачивание поверхности меди алюминием.

Прочность сварного соединения – на уровне этого показателя для алюминия.

Современная технология сварки алюминия с титаном предполагает ведение процесса сварки – пайки, при котором происходит взаимодействие жидкого алюминия с твердым титаном. При кратковременном контактировании количество интерметаллидов TiAl3 может быть существенно снижено, а толщина образующейся прослойки – невелика. Возможно получение стыковых, тавровых и нахлесточных соединений. Причем в качестве присадки используется алюминиевая проволока марки АК5, а сварочная дуга смещается в сторону алюминиевой детали, чтобы не допустить расплавления титана. Температура его нагрева не должна превышать 1100  - этого достаточно для надежного смачивания титана жидким алюминием. При сварке «на весу» для уменьшения проплавления алюминиевой кромки применяются специальный внутренние или наружные холодильники в виде стальной или медной подкладки или кольца. Их размеры определяются экспериментально в зависимости от теплопроводных свойств материалов и режима сварки.

Так при сварке разнотолщинных сварных соединений, где листы из алюминия АД1 толщиной 8мм соединяются с листами из титана ВТ1-0 толщиной 2мм внахлёстку, процесс ведется на таких параметрах режима:

dwэ=3мм dприс=3мм; Iсв=190 – 200А; Vсв=10 – 12 м/час; расход аргона в горелку – 10л/мин, на поддув – 15л/мин. При этом сварочная дуга перемещается на поверхности алюминия при ее смещении от стыка в пределах 1 – 2мм в сторону алюминия. Хотя полностью избежать образования интерметаллидов невозможно, наличие их в разрозненном виде и в небольших количествах не сказывается на работоспособности такого разнородного соединения.

Сварко – пайкой можно получить и непосредственные соединения титан – медь. Свариваемые детали из титана ОТ4-1 толщиной 2мм т меди М1 толщиной 1мм плотно собираются внахлестку с помощью специальных прижимов и крепятся к подкладке. Электрод смещается от оси шва в сторону меди на 1, 5мм. Сварку ведут на постоянном токе, прямой полярности на параметрах режима:

dwэ=2мм; Iсв=95 – 100А; Uдуги=8 – 8, 5В; Vсв=0, 6 м/час; расход аргона в горелку – 6л/мин, на поддув – 2л/мин.

 

Сварка в среде защитных газов плавящимся электродом

Сварку меди и ее сплавов можно осуществлять в аргоне, гелии и азоте; с целью повышения производительности и экономии аргона рекомендуется использовать газовую смесь 70-80% Аг + 30-20% N2, однако лучшее формирование шва достигается при сварке в аргоне и гелии. Присадкой является проволока из бронзы БрКМц3-1.

Перед сваркой требуется подогрев кромок до 200-500°С, остальные параметры режима приведены в табл. 9. 99.

 

9. 99 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки мели в защитных газах

Толщина металла, мм dэ, мм І св, А Uд, В Vсв, м/час Защитный газ Q, л/мин
1-3 0, 8-1, 2 80-150 20-25 35-25 Аргон + азот 8-10
5-6 1-1, 6 1-1, 4 250-320 24-27 20-25 То же 10-12
2-3 1, 6-3 350-550 300-500 32-37 32-38 18-22 18-22 Аргон Гелий 14-18 30-40
12-14 1, 5-3 1, 5-3 270-500 280-500 32-38 32-39 18-22 18-22 Гелий Азот 30-40 14-16  

Продолжение табл. 9. 99

16-20 2-4 2-4 350-680 350-650 32-39 34-42 16-18 16-20 Аргон Гелий + азот 14-18 25-35

 

Для механизированной сварки высокопрочной коррозионностойкой бронзы марки БрАНМцЖ8, 5-4-4-1, 5 разработана специальная композитная проволока, обеспечивающая получение сварного шва того же самого состава при сварке металла толщиной до 40 мм на режиме: dэ =2, 8 мм, І СВ = 350-380А, UД = 24-26B, QAr = 16-17 л/мин.

Сварка титана и его сплавов может быть рекомендована при изготовлении изделий толщиной более 3-4 мм. Она выполняется только в среде чистого аргона или гелия, причем формирование шва зависит от рода газа.

В гелии швы имеют более плавный переход от усиления к основному металлу, в то время как в аргоне шов характеризуется более глубоким и узким проваром. Сварку ведут присадочной проволокой марки ВТ1-00 на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 100.

 

9. 100 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки в защитных газах стыковых соединений титана без разделки кромок

Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час Вылет электрода, мм Q, л/мин
3-8 1, 6 350-450 28-36 22-28 25-40 20-25 30-40 20-30
10-12 1, 6-2 440-520 38-40 30-34 20-35 20-28 70-90 35-45
600-650 42-48 30-32 25-30 25-30 70-100 35-50

Примечание: в числителе - при сварке в гелии, в знаменателе -в аргоне.

 

При сварке в монтажных условиях рекомендуется использовать импульсно-дуговой процесс в гелии на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 101.

 

9. 101 - Ориентировочные параметры режима механизированной импульсно-дуговой сварки тавровых соединений титановых сплавов электродом диаметром 1, 2 мм

Толщина металла, мм Подготовка кромок Катет шва, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час
4-9 10-16 18-46 С разделкой и полным проваром корня шва 4-7 60-70 90-100 90-100 27-32 30-32 30-32 35-40 20-30 20-30
4-8 9-10 Без разделки с неполным проваром корня шва 3-4 5-6 6-7 60-80 60-80 60-80 27-32 27-32 27-32 30-35 30-35 30-35

Примечание: Ток «дежурной» дуги - 40-45А; расход гелия 15-18 л/мин.

 

Сварка производится в палатке для исключения сдувания защитной струи с плавильного пространства. В остальных случаях нужно пользоваться накидными камерами с контролированной атмосферой.

Алюминий н его сплавы толщиной более 4 мм рекомендуется сваривать в среде аргона или в смеси 30%Аг + 70% Не, а в качестве присадки использовать проволоки согласно табл. 4. 7. По сравнению со сваркой вольфрамовым электродом сварные швы на 15% менее прочные за счет большего перегрева электродного металла при переходе через дуговой промежуток, но преимуществом является более надежное перемешивание сварочной ванны и большая производительность, особенно, при импульсно-дуговом процессе.

Применение проволок с модификаторами (цирконием, титаном, бором) увеличивает стойкость сварных швов против кристаллизационных трещин.

Параметры режима механизированной сварки алюминия и его сплавов приведены в табл. 9. 102 и 9. 103.

9. 102 - Ориентировочные параметры режима механизированной аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов

Тип

соединения

Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час Q, л/мин Число проходов  

Полуавтоматическая сварка

 

Стыковое

без разделки

4-6 8-12 1, 5-2 1, 5-2 140-240 220-300 19-22 22-25 - - 6-10 8-12  

Стыковое с V-образной разделкой на подкладке

10-12 260-280 21-25 - 8-12 3-4  

Стыковое с X-образной разделкой

12-16 280-360 24-28 - 10-12 2-4  

Тавровое,

угловое,

внахлестку

4-6 8-16 20-30 1, 5-2 200-260 270-330 330-360 18-22 24-26 26-28 - 6-10 8-12 12-15 2-6 10-40  
 

Автоматическая сварка

Стыковое

без разделки

4-6 8-12 1, 5-2 140-300 280-300 20-25 20-25 15-25 15-20 8-10 8-10  

Стыковое с V-образной разделкой на подкладке

6-10 2-2, 5 240-430 25-29 15-20 8-10  

Стыковое с Х-образной разделкой

12-16 20-25 30-40 2-2, 5 2, 5-4 2, 5-4 270-300 350-520 420-540 24-26 26-30 27-30 12-15 10-20 10-20 12-20 28-30 28-30 2-4 2-4 3-5  

Тавровое

4-6 8-12 1, 200-260 270-300 18-22 24-26 20-30 20-25 6-10 8-12 1-2  
                   

 

9. 103 - Ориентировочные параметры режима полуавтоматической импульсно-дуговой сварки алюминия и его сплавов при частоте импульсов 100 Гц

Тип соединения Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Uд, В QAr, л/мин Число проходов
Стыковое без разделки 4-6 1, 4-1, 6 130-180 19-22 10-14
Стыковое с V-образной разделкой на подкладке 8-12 1, 4-1, 6 150-280 20-24 12-14 2-3
Стыковое с Х-образной разделкой 14-20 2-2, 5 240-300 22-24 14-16 4-6
Тавровое без разделки 4-8 1, 6-2 150-240 21-23 12-16 2-4
Угловое 8-12 1, 6-2 200-260 19-22 12-14 2-4

 

Магниевые сплавы целесообразно сваривать этим способом при изготовлении конструкций с толщиной стенки, начиная с 6 мм, на параметрах режима, обеспечивающих струйный перенос металла (табл. 9. 104.

9. 104 - Ориентировочные параметры режима механизированной сварки магниевых сплавов в аргоне

dэ, мм IСВ, A Vп. э, м/час Uд, В Q, л/мин
1. 2 180-200 24-28 8-10
1, 6 220-265 24-28 10-12
2, 4 325-350 24-28 12-14
3, 2 420-440 26-30 16-18

 

Следует иметь в виду, что скорость плавления магниевой проволоки вдвое больше, чем алюминиевой при той же силе тока Надежная защита плавильного пространства обеспечивается при расстоянии сопла до поверхности изделия, равного 10-15 мм и при расстоянии от токоведущего мундштука до среза сопла 5-10 мм. Листы толщиной 6-10 мм сваривают без разделки кромок, 10-20 мм - с V-образной разделкой, с углом 50-60° и притуплением 2-6 мм, больше 20 мм - с X-образной разделкой. С углом 60-80˚ и притуплением 2-3 мм. Электрод устанавливают по отношению к изделию под углом 90˚ при сварке стыковых соединений без разделки или с незначительной разделкой. При большой глубине разделки сварку ведут вперед с углом 7-15° к вертикали. Импульсно-дуговую сварку рекомендуется производить в смеси 75%Ar+25%He.

Сварка плавящимся электродом КМ позволяет более существенно влиять на состав сварного шва по сравнению со сваркой неплавящимся электродом. Так, детали из

КМ Al + 18, 4% карбида кремния собираются в стык с зазором, а сварка ведется плавящимся электродом марки АМг3 в аргоне на параметрах режима:

Iсв=100 – 110А; Uдуги = 19 – 20В; Vсв=18 – 22 м/час; QAr=16 – 19 л/мин. Хотя в процессе сварки в следствие действия дуги возможен выброс некоторого количества волокон из ванны, для компенсации потерь армирующий материал подают в хвостовую низкотемпературную часть ванны с помощью инжекции, шнекового механизма и т. п.

Возможно и предварительное нанесение на свариваемые кромки смеси армирующего материала, порошка матрицы и связующего вещества, а также легирующих добавок, которые вызывают или задерживают смачивание волокон. В качестве связующих используют клей, пасты, этиловый спирт.

Для сварки КМ с объемной долей магния 41% и волокон Al2O3 толщиной 12, 7мм на параметрах режима:

Iсв=90 – 100А; Uдуги = 20 – 22В; QAr=5 л/мин, используют плавящийся электрод, состоящий из магниевой трубки со смесью матричного порошка с волокнами Al2O3.

 

Сварка под слоем флюса

Сварка меди толщиной 4-10 мм может выполняться под стандартными сварочными плавленными флюсами марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-20С, АН-26С; для больших толщин рекомендуется использовать специальный флюс сухой грануляции марки АНМ-13. В качестве присадки применяют нагартованную медную проволоку согласно табл. 4. 6. Условия сварки и параметры режима приведены в табл. 9. 105.

9. 105 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки меди

Тип соединения Подготовка кромок Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час
             
стыковое Без разделки U -образная 5-6 10-12 16-20 25-30 35-40 4-5 4-5 500-550 700-800 850-1000 1000-1100 1200-1400 38-42 40-44 45-50 45-50 48-55 40-45 15-20 8-12 6-8 4-6  

Продолжение табл. 9. 105

угловое V-образная U-образная 16-20 25-30 35-40 45-60 4-5 850-1000 1000-1100 1200-1400 1400-1600 45-50 45-50 48-55 48-55 8-12 6-8 4-6 3-5

 

Для формирования обратной стороны шва применяются графитовые подкладки или флюсовые подушки, величина зазора при этом не должна превышать 1 мм.

Латуни достаточно хорошо свариваются под флюсами марок АН-20, МАТИ-53 в сочетании с проволоками из бронз БрКМц3-1, БрОЦ4-3, БрАМц9-2; за один проход можно сварить без разделки кромок металл толщиной до 12 мм, при больших толщинах нужна V-образная или Х-образная разделка. Параметры режима сварки латуней приведены в табл. 9. 106.

 

9. 106 - Ориентировочные параметры режима сварки латуней под флюсом АН-20 проволокой БрОЦ4-3

Подготовка кромок Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час Количество проходов
Без разделки 3-4 1, 5 1, 5 160-200 360-380 450-470 24-26 26-28 30-32
С V-образной разделкой 360-425 650-750 30-32 30 34 25-28

 

Алюминиевые бронзы марок БрАМц9-2, БрАЖ9-4. БрЛЖМц10-3-1, 5 сваривают пол флюсом AН-20, используя проволоку БрАМц9-2 диаметром 5 мм. при этом высота слоя флюса не должна превышать 25-30 мм для лучшего газоудаления (табл. 9. 107)

 

9. 107 - Ориентировочные параметры режима сварки алюминиевых бронз

Подготовка кромок Толщина металла, мм IСВ, A Uд, В Vсв, м/час Примечание
Без разделки 450-470 35-36 Двухсторонняя сварка
V-образная 550-570 650-670 650-670 35-36 36-38 36-38 Первый проход Второй проход Подварочный шов
Х-образная 750-770 800-820 36-38 36-38 Первые проходы Вторые (внешние) проходы

 

Для сварки никеля разработан специальный керамический флюс марки ЖН-1, который используется в сочетании с проволоками марок НП-1. HП-2 или НМц2, 5 на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 108.

 

 

9. 108 - Ориентировочные параметры режима сварки соединений из никеля

Подготовка кромок Толщина металла, мм dэ, мм IСВ, A Vсв, м/час
Без разделки 5-6 340-370 23-24
V-образная 7-10 11-12 4-5 400-470 480-530 22-23 19-21

Примечание: Напряжение дуги 30-34В.

 

Сварку никелевых сплавов можно производить, используя основные и бескислородные плавленные флюсы для сталей в сочетании с проволоками, близкими по составу, швами небольших сечений во избежание перегрева и роста зерна

Сварку титана и его сплавов под флюсом можно производить от 3-4 мм до 30-40 мм, для чего используют флюсы, где основным компонентом является CaF2 (до 90-95%). Высота слоя флюса должна быть не меньше выпета электрода, величина которого для электрода диаметром 3-4 мм составляет 17-19 мм, а для электрода диаметром 5 мм - 20-22 мм. В качестве присадки используют проволоку марки ВТ1-00.

Часто используется комбинированная газофлюсовая защита; благодаря специальному устройству бункера флюс продувается аргоном, что исключает попадание в плавильное пространство воздуха. Металл толщиной до 10-12 мм сваривают однопроходной сваркой без разделки кромок, до 20-25 мм - двухсторонними швами с Х-образной разделкой с углом 90° и притуплением 3-5 мм. на параметрах режима приведенных в табл. 9. 109.

 

9. 109 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки стыковых швов на титане под флюсом АНТ-1

Метод сварки Толщина металла, мм dэ, мм I св, A Uд, В Vсв, м/час
На остающейся подкладке 3-4 2, 5 240-290 30-32 45 55
На медной подкладке 4-6 340-420 590-600 32-34 30-32 45-55 40-50
Двухсторонняя 10-12 16-20 440-500 590-610 32-34 30-34 45-50 40-45

Сварка алюминия может осуществляться двумя принципиально отличными способами: по слою флюса и под слоем флюса с использованием в обоих случаях флюсов, содержащих галогены (табл. 9. 110)

 

9. 110 - Составы некоторых флюсов для автоматической сварки алюминия и его сплавов на постоянном токе обратной полярности

Марка

Содержание компонентов, % по массе

NaCl KCl Na3AlF6 BaCl2 SiO2
АН-А1 МАТИ-10 ЖА-64* - - - - -

Примечание: *Керамический для сварки под флюсом

 

Первая технология применяется при изготовлении цистерн, котлов и других толстостенных конструкций из технического алюминия и его сплава АМц толщиной 10-30 мм без предварительного подогрева. Сварку ведут одной проволокой на стальных подкладках двухсторонними швами (табл. 9. 111).

 

 

9. 111 – Ориентировочные параметры режима автоматической сварки по флюсу

Толщина

металла, мм

dэ, мм

I св, A

Vсв, м/час

Слой флюса, мм

высота ширина
10-12 14-18 20-25 1, 6-1. 8 2-2, 8 3-3. 5 220-280 300-450 450-550 18-19 15-17 13-14 9-10 11-12 14-16 27-28 30-42 40-46

 

Сварку можно вести расщепленной дугой, при этом снижаются требования к точности сборки деталей и их прижиму к подкладке(табл. 9. 112).

 

9. 112 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки расщепленной дугой по флюсу односторонним швом на флюсовой подушке

Толщина

металла, мм

dэ, мм

Расстояние между осями электродов, мм

I св, A

Uд, В

Vсв, м/час

Слой флюса, мм

высота ширина
1, 6 2, 5 7-9 8-10 9-12 320-340 400-450 460-500 34-36 38-40 38-40 17-18 15-16 12-14

 

При этом способе дуга горит полуоткрытой, обеспечивая хорошее газоудаление из сварочной ванны, но сварщик должен защищаться от светового излучения маской или щитком. Для сварки этим способом разработан трактор ТС-33, который снабжен бункером со специальным дозатором высоты и ширины слоя флюса, подающим механизмом тянущего типа, специальным мундштуком и газоотсасывающим устройством. Сварка под флюсом (закрытой дугой) выполняется при высокой плотности тока, благодаря чему достигается глубокое проплавление и не требуется разделка кромок. Сварка выполняется расщепленной дугой на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 113.

 

9. 113 - Ориентировочные параметры режима автоматической сварки расщепленной дугой на скорости сварки 13 м/час

Толщина металла, мм dэ, мм I св, A Uд, В
2, 5 550-620 1100-1200 1400-1500 1800-1900 28-34 32-36 34-38 36-38

 

В качестве присадки во всех случаях применяют проволоки согласно табл. 4. 7 соответственно составу свариваемых сплавов, так что качество сварных швов независимо от разновидностей сварки вполне удовлетворительное.

 

Электрошлаковая сварка

 

Электрошлаковая сварка меди требует использования увеличенной погонной энергии, что обеспечивается применением пластинчатого электрода или плавящегося мундштука. Необходимое тепловыделение и достаточное оплавление соединяемых кромок и рафинирование сварного шва достигается применением специального легкоплавкого флюса марки AН-M10 на основе фторидов щелочно-земельных металлов: 50-70% NaF, 10-20% LiF, 10-20% CaF2, 5-10%SiО2, 3%CaO. В качестве формирующих устройств служат графитовые пластины Медные заготовки сечением 140x160 мм были сварены пластинчатым электродом толщиной 18 мм на повышенном сварочном токе 8000-10000А, напряжении на шлаковой ванне 40-50В при зазоре 55-60 мм и глубине шлаковой ванны 60-70 мм.

Сварка никеля и его сплавов выполняется проволочными электродами, например, НМц5 (для борьбы с серой), пластинчатыми электродами и под фторидными флюсами марок АНФ-5, АНФ-8 и др. Параметры режима и техника сварки близки к тем, которые применяют при сварке сталей.

Сварка титана и его сплавов может быть выполнена всеми разновидностями электрошлаковой сварки под тугоплавкими фторидными флюсами марок АНТ-2, АНТ-4, АНТ--6 с дополнительной защитой плавильного пространства, нагретой поверхности шва около ползунов и титанового электрода на участке вылета аргоном (табл. 9. 114).

9. 114 - Ориентировочные параметры режима электрошлаковой сварки титана и его сплавов на переменном токе

Толщина металла, мм Количество электродных проволок, шт

I св, A

Uш. в, В h ш. в, мм QAr, л/мин

Проволочный электрод диаметром 5 мм

60-80 100-160 760-830 1520-1660

30-34

30-34

30-40 30-40

Пластинчатый электрод

50-80 80-100 100-120 - - - 1600-2000 2000-2400 2400-2800

16-18

16-18

16-18

20-30 20-30 20-30 7-10 10-12 12-14

Плавящийся мундштук

100-200 200 300 1-2

2500-3000

4700-7000

19-22 19-22 30-40 30-40 25-35 45-50
             

Поскольку фторидные шлаки обладают высокой жидкотекучестью, зазоры между формирующими подкладками, ползунами и кромками свариваемых деталей не должны превышать 0, 5 мм. Для улучшения пластичности и вязкости некоторых двухфазных титановых сплавов после сварки производят диффузионный отжиг при температуре 750-850°С.

Для электрошлаковой сварки титана разработаны специальные установки.

Электрошлаковая сварка алюминия и его сплавов осуществляется пластинчатым электродом с использованием флюса марки АН-А301 (60%КСl, 5-30% ВаС12, 10-40% LiCl, 2-20% LiF) Процесс ведется на погонной энергии большей, чем для стали, пластины изготовлены из металла того же самого состава. При сварке чистого алюминия достигается равнопрочностъ сварного шва и основного металла, для сплавов типа АМг- прочность шва составляет 70-90%.

 

9. 9 Технология наплавки, напыления и металлизации.

 

Наплавку используют, как для восстановления изношенных размеров, так и для создания износостойкого слоя с целью повышения срока службы деталей машин. Она эффективна лишь в случае, если вес наплавленного металла не превышает 3-6 процентов от общей массы детали. Для выполнения наплавки задаются те же самые параметры режима, что и для сварки, но при их назначении следует учитывать некоторые противоречия.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...