Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

9.5 Сварка разнородных сталей и сплавов. 2 страница




 

9. 82 Параметры режима автоматической приварки фланцев под флюсом к трубам из углеродистой стали

Диаметр и толщина стенки труб, мм

Диаметр электрода, мм

Сила тока при сварке наружного шва, А

Скорость подачи электрода при сварке, м/час

Скорость сварки, м/час

наружного шва внутреннего шва
133х4, 5 159х4, 5 219х7 1, 6(2) 1, 6(2) 1, 6(2) 275-300 275-300 375-390 238(180) 238(180) 238(180) 244(156) 244(156) 360(230) 27, 5 27, 5 18, 3
273х9 325х9 377х9 426х9 529х9 410-425 18, 3 18, 3 18, 3 18, 3 18, 3

Примечание. 1. При сварке внутреннего шва сила тока 340-360 А. 2. Сварка выполняется в нижнем положении шва, при этом ось вращаемой трубы находится под углом 15-25° к горизонту.

 

9. 7 Технология и техника сварки чугуна

 

Несмотря на плохую свариваемость чугуна в настоящее время существует несколько технологий его сварки с использованием различных по составу материалов, обеспечивающих получение металла шва с широким спектром свойств.

Важнейшим/из них является горячая и холодная сварка.

При горячей сварке процесс ведется с обязательным предварительным (а иногда с сопутствующим) подогревом до температуры 650-700°С.

Сварка ведется быстро, без перерывов с использованием графитного электрода диаметром 20-35 мм и присадки - чугунного прутка (табл. 2. 15) диаметром 8-12 мм (сварка ведется на постоянном токе прямой полярности), или чугунным плавящимся электродом в виде чугунных прутков тех же марок диаметром 8-16 мм со специальным графитизирующим покрытием (сварка ведется на постоянном токе обратной полярности). В обоих случаях величина сварочного тока достигает 1000-1400 А; после сварки - замедленное охлаждение со скоростью не более 50-100°С/час.

Лучше всего поместить изделие в печь, нагретую до 700°С, и охлаждение вести с печью. Это наилучший способ сварки чугуна, и сварной шов имеет структуру чугуна со всеми свойствами основного металла

Несмотря на тяжелые условия труда сварщика и большую трудоемкость способ используют при ремонте ответственных тяжелонагруженных массивных чугунных изделий.

В случае отсутствия необходимых условий, небольших дефектов, подлежащих устранению, используют другую, принципиально отличающуюся технологию - холодную сварку, которую ведут постепенно, небольшими участками длиной 30-50 мм, на малой погонной энергии ниточными швами, вразброс, с охлаждением каждого валика до температуры 70-100° С, иногда с проковкой горячего металла. В этом случае металл сварного шва отличается от чугуна, а качество ремонтных работ в значительной мере зависит от состава примененных электродных материалов, лучшие из которых приведены в табл. 2. 16, 4. 4 Наплавленный этими электродами и проволоками металл шва состоит из стали, цветного металла, удовлетворительно обрабатывается обычным режущим инструментом, что является одним из требований к его качеству.

 

 

9. 8 Сварка цветных металлов

 

Сварка графитовым электродом

Медь сваривают длинной дугой во избежание вредного действия на сварочную ванну выделяющейся окиси углерода. Присадку, содержащую раскислители, например, из бронзы БрКМц 3-1 не погружают в ванну, а направляют под углом 30° и расстоянии 5-6 мм от поверхности изделия, графитовый электрод держат под углом 75-90° к изделию. Ориентировочные параметры режима приведены в табл. 9. 83.

 

9. 83 - Ориентировочные параметры режима сварки стыковых соединений меди и ее сплавов

Толщина металла, мм dэ, мм dприс, мм І св, А Uд, В
6-7 125-200 26-28
200-350 38-40
10-12 300-450 45-48
500-700 50-55

 

Для сварки латуни применяют латунные присадки, легированные кремнием (табл. 4. 6. ), для сварки бронз - литые стержни аналогичного состава; в качестве флюса используется бура, ее наносят на пруток или на разделанные кромки. Сварку ведут «правым» и «левым» способом (первый более производительный), в нижнем положении на графитовых подкладках, после сварки рекомендуется проковка шва

Сварка никелевых сплавов выполняется с использованием присадки марки НМц 2, 5 и флюса - буры. Этот способ особенно эффективен при сварке нихромовых проволок и лент, работающих в качестве нагревателей в печах, реостатах и т. п. Сварку можно вести на токе 60-90А без присадки до создания шарика из оплавленного металла.

Сварку свинца толщиной до 6 мм ведут без разделки кромок, более толстый металл подготавливают с V-образной разделкой с углом 70° и притуплением 4 мм, а сам процесс выполняют за несколько проходов на режимах, приведенных в табл. 9. 84.

 

9. 84 - Ориентировочные параметры режима сварки свинца

Толщина металла, мм dэ, мм dприс, мм І св, А Uд, В
1-5 6-12 2-4 25-40 10-11
5-10 10-15 5-8 40-65 10-11
10-12 15-20 7-8 65-95 10-11
15-30 15-20 7-8 95-100 10-12

 

Присадку в виде проволоки или «лапши» длиной 300-350 мм укладывают в зазор стыка для предупреждения вытекания сварочной ванны и повышения производительности. В качестве флюса используют смесь стеарина с канифолью. Графитовый электрод держат под прямым углом, а присадку под углом 30-45˚ к поверхности листа. Сразу после сварки рекомендуется проковка шва.

Сварка алюминия выполняется применительно, главным образом, к изделиям неответственного назначения (алюминиевых шин, электрических вводов и т. д. ). Металл толщиной до 2, 5 мм сваривают без разделки кромок или с отбортовкой, большие толщины требуют V-образной разделки с углом 70-90°. В качестве флюса используют флюс марки АФ-4а, присадкой служит проволока марки СВА97, а сам процесс ведут на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 85.

 

9. 85 - Ориентировочные параметры режима сварки алюминия

Толщина металла, мм dэ, мм dприс, мм І св, А
3-4 4-5 120-200
4-7 4-5 200-280
7-10 6-8 280-370
10-15 8-12 370-500

Сварка покрытыми электродами

Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм – с односторонней V-образной разделкой с углом 60-70° и притуплением 1, 5-3 мм, при больших толщинах рекомендуется двух сторонняя Х-образная разделка. Для сварки применяют электроды согласно табл. 2. 17 на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 86, на постоянном токе обратной полярности.

 

9. 86 - Ориентировочные параметры режима сварки стыковых соединений меди и ее сплавов

Толщина металла, мм dэ, мм І св, А Uд, В Т подогрева, °С
2-4 120-140 25-27 -
4-6 160-220 25-27 220-250
8-10 6-7 380-420 28-30 280-320

Сварку ведут короткой дугой с возвратно-поступательным движением электрода в нижнем положении или «на подъем» При использовании электродов «Комсомолец-100» достигается равнопрочностъ сварного шва основному металлу. Электроды марки АНЦ-1, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, благодаря наличию экзотермических компонентов в покрытии позволяют сваривать без подогрева медь толщиной до 15 мм.

Сварку никеля толщиной до 15 мм ведут на постоянном токе обратной полярности без подогрева, большие толщины сваривают с подогревом до 200-250˚ C. Металл толщиной 4-12 мм подготавливают с V-образной разделкой, а 12-20 мм - с Х-образной Сварку ведут электродами согласно табл. 2. 17. Параметры режима приведены в табл. 9. 87.

 

9. 87 - Ориентировочные параметры режима сварки никеля

Толщина металла, мм dэ, мм І св, А
2-3 2-3 40-80
4-5 3-4 80-140
6-8 120-180
9-12 4-5 140-220

Сварку ведут с незначительными продольными колебаниями электродов для лучшего газоудаления на медных подкладках.

Сварка технического алюминия и его сплавов типа AMг и АМц покрытыми электродами применяется при изготовлении малонагруженных конструкций и для заварки дефектов силуминового литья.

Металл толщиной до 20 мм сваривают без разделки кромок с зазором 0, 5-1 мм, большие толщины подготавливают с V-образной разделкой с углом 70-90°, притуплением 3-5 мм и с зазором 1, 5-2 мм. Сварку выполняют на стальных подкладках с использованием электродов согласно табл. 2. 17 на постоянном токе обратной полярности и остальных параметрах режима, приведенных в табл. 9. 88.

Прихватку кромок выполняют с предварительным подогревом до 200-250оС, а сварку ведут при большей температуре подогрева - 300-400 °С. Нужно тщательно зачищать от шлака прихватки и нижележащие слои, а после сварки смывать остатки шлака теплой водой, после чего протравить шов 5-10% раствором азотной кислоты и промыть водой.

9. 88- Ориентировочные параметры режима сварки алюминия и его сплавов

Толщина металла, мм dэ, мм І св, А Uд, В
6-8 5-6 280-320 30-34
10-12 7-8 320-400 32-56
14-16 400-550 32-36
18-20 8-10 450-550 32-36

Сварка в среде защитных газов вольфрамовым электродом

Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок и без подогрева, а при толщине 4-12 мм выполняют V-образную подготовку с углом 70-90° и притуплением 1, 5-2 мм и предварительным подогревом до 100-450 °С. В качестве присадки применяют бронзу БрКМц 3-1 и медноникелевый сплав MНЖКT5-1-0, 2-0, 2. Техника сварки зависит от типа используемых защитных газов: в аргоне и гелии длина дуги наименьшая, а в азоте она в 2-2, 5 раза больше, что находит отражение в параметрax режима, приведенных в табл. 9. 89.

 

9. 89 - Ориентировочные параметры режима сварки стыковых соединений

Толщина металла, мм dWэ, мм dприс, мм І св, А Uд, В Vсв, м/час Qгаза, л/мин Число проходов

Ручная сварка

1-2 2, 5-4 2, 5-3 3, 5-4 4-4, 5 4-4, 5 1, 5-2 2, 5-3 3-5 3-5 120-140 230-240 200-400 250-450 11-12 12-13 15-16 15-16 - - - - 7-8, 5 7, 5-9, 5 7-8 8-10

Автоматическая сварка в аргоне

1, 5 1, 5 1, 5 100-120 200-220 380-400 10-14 11-15 12-16 25-30 25-30 30-35 10-12 12-14 12-14

Автоматическая сварка в азоте

3-4 4-5 4-5 1, 5 1, 5 1, 5 1, 5 1, 5 70-90 180-200 260-280 380-400 400-420 20-24 24-28 26-30 30-35 31-36 20-22 18-20 16-18 12-14 12-14 16-18 18-20 20-22 20-22 22-24

 

Очень эффективна микроплазменная сварка тонкостенных труб из меди и медных сплавов, когда сварное соединение образуется встык без разделки кромок. При этом плазмообразующим газом является аргон, а защитным - гелий (табл. 9. 90).

 

9. 90 - Ориентировочные параметры режима автоматической микроплазменной сварки тонкостенных труб из меди и медных сплавов

Марка материала, размер трубы

І св, А

Vсв, м/час

Расход газа, л/мин

Ar Не Защита корня шва
Медь Ml, 6x0, 5 Латунь Л6З, 8, 8x0, 3 Латунь Л90, 8, 8x0, 3 Бронза БрБ2, 8, 8x0, 3 0, 5 0. 4 0, 4 0, 2 1, 5 1, 7 1, 4 1, 5 0, 4 0, 2 0, 3 0, 3

 

Сварка никеля и его сплавов вольфрамовым электродом является основным способом при и изготовлении из них металлоконструкций.

В качестве защитного газа используется аргон или аргонно-водородная смесь (табл. 7. 1), присадкой служат прутки марок НМц2, 5; НМц5, НМцАТ3-1, 5-0, 6. Сварку ведут левым способом при минимальной длине дуги, с минимальными поперечными колебаниями электрода на максимальной скорости. Многопроходные швы выполняют после полного охлаждения предыдущего шва, очистки его от шлака и обезжиривания на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 91.

 

 

9. 91 - Ориентировочные параметры режима ручной аргонодуговой сварки никеля и его сплавов

Толщина металла, мм Разделка  кромок dWэ, мм dприс, мм І св, А QAr, л/мин Число проходов
Без разделки 1, 5-2 2-2, 5 1-1, 5 1, 5-2 70-90 80-100 8-10
V-образная 2-2, 5 2-2, 5 2, 5-3 2-2, 5 2, 5-3 80-100 80-100 80-120 8-10 10-12 10-12
Х-образная 2-2, 5 2, 5-3 2, 5-3 2, 5-3 2, 5-3 2, 5-3 90-120 90-120 100-120 10-12

Примечание: Напряжение дуги 10-12B

 

Сварка свинца вольфрамовым электродом - наиболее производительный процесс изготовления изделия, когда сварные швы находятся в разных пространственных положениях. Малые толщины (до 3 мм) сваривают малоамперной короткой дугой на постоянном токе прямой полярности (табл. 9. 92).

 

9. 92 - Ориентировочные параметры режима ручной аргонодуговой сварки свинца

Положение и вид шва dWэ, мм І св, А QAr, л/мин
Нижнее, стыковой 1, 5 12-15 1, 5-2
Вертикальное и потолочное, стыковой 8-10 1, 5
Горизонтальное, внахлестку 1, 5 12-15 1, 5-2
Вертикальное, внахлестку 8-10 1, 5

Примечание; толщина листа 1-3 мм, диаметр присадки 2-3 мм.

 

Сварка титана, и его сплавов осуществляется чаще всего вольфрамовым электродом как на воздухе, так и в специальных камерах с контролируемой атмосферой.

При сварке на воздухе применяют специальные горелки с увеличенным диаметром сопла и насадки-хвостовики для защиты охлаждающихся участков шва, а корень шва защищается формирующей подкладкой, в отверстия которой также подается защитный газ (на поддув). Качество защиты можно контролировать визуально: наличие цветов побежалости (синих, соломенных, фиолетовых) сигнализирует о плохой защите, а объективным методом является измерение твердости шва )она не должна быть больше, чем у основного металла).

Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности без поперечных колебаний горелки, короткой дугой, углом вперед. Аргон подается перед зажиганием дуги и после ее выключения, обеспечивая охлаждение металла до 400 °С.

В качестве присадки применяют проволоку по ГОСТ 27265-87 марки ВТ1-00 для сварки чистого титана и его низколегированных сплавов, а также специальные составы проволок по нескольким ОСТ и ТУ более узкого назначения. Металл толщиной до 3 мм сваривают без разделки кромок. Более толстый (4-10 мм) требует V-образной, (10-15 мм) требует Х-образной, (более 15 мм) - требует U-образной разделки. Параметры режима сварки приведены в табл. 9. 93.

9. 93 - Ориентировочные параметры режима аргонодуговой сварки титана и его сплавов

Толщина

металла, мм

dприс, мм

І св, А

Uд, В

Vсв,

м/час

QAr, л/мин

Число

проходов

в горелку в насадку на поддув

Ручная сварка

1-2 3-4 1, 5-2 1, 5-2 2-2, 5 2-3 50-90 120-140 140-160 160-200 10-14 11-15 11-15 11-15 - - - - 5-8 5-8 5-8 5-8 5-8 5-8 5-8 5-8 2-3 10-14

Механизированная сварка

1-2 3-5 6-8 - 2, 5 2, 5 80-160 180-240 200-290 8-10 10-15 10-15 20-25 10-15 6-10 8-10 12-15 12-18 10-13 16-20 16-20 3-4 4-6 5-8 2-3 2-3

Примечание: диаметр вольфрамового электрода выбирается в соответствии с данными табл. 3. 2.

 

Для сварки тонкостенных изделий 0, 5-3 мм эффективно применение импульсно-дуговой сварки на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 94

 

9. 94 - Ориентировочные параметры режима механизированной импульсно-дуговой сварки стыковых соединений титана без разделки кромок

Способ сварки

Толщина

металла, мм

І св, А

Uд, В

Vсв,

м/час

Время с

импульса паузы
односторонняя 0, 5-1 1, 5-2 30-130 90-200 8-10 10-12 10-25 10-15 0, 12-0, 2 0, 15-0. 2 0, 1-0, 2 0, 15-0, 2
двухсторонняя 1, 5-2 85-175 200-250 6-8 12-24 0, 12-0, 38 0, 16 0, 1-0, 14 0, 12

 

При этом достигается уменьшение сварочных деформаций на 15-30%, уменьшается зона термического влияния и улучшается структура сварного шва.

Проплавляющее действие дуги можно усилить за счет введения в ее атмосферу галогенных флюсов, наносимых на свариваемую поверхность. Благодаря повышению концентрации тепловой мощности в активном пятне можно сваривать за один проход без разделки кромок металл толщиной до 12 мм. Наносят флюс в виде пасты толщиной слоя 0, 1 мм при токе менее 150А и 0, 2-0, 3 мм при токе, большем 150А. Ширина слоя составляет соответственно 15-20 мм и 40 мм. При этом также на 15-25% снижается деформация изделия, зона термического влияния и улучшается структура шва, что особенно важно при сварке высоколегированных термически упрочняемых титановых сплавов

Сварка алюминия и его сплавов вольфрамовым электродом целесообразна при изготовлении металлоконструкций с толщиной стенки до 12 мм.

Металл толщиной до 3 мм сваривают за один проход на стальной подкладке; при толщине 4-6 мм сварку выполняют с двух сторон, при толщинах более 6 мм применяют V-образную или Х-образную разделку. Сварку ведут на переменном токе с подачей присадки короткими возвратно-поступательными движениями, без поперечных колебаний электрода. Длина дуги при этом не более 1, 5-2, 5 мм, а расстояние от выступающего конца вольфрамового электрода до нижнего среза наконечника горелки при выполнении стыковых швов составляет 1-1, 5 мм, а тавровых и угловых - 4-8 мм. Между диаметром электрода и диаметром выходного отверстия сопла существует зависимость:

dWэ, мм 2-3
dсопла, мм 10-12 12-16 14-18 16-22

Сварку ведут на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 95.

9. 95 - Ориентировочные параметры режима ручной дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом в аргоне и гелии

Тип соединения

Толщина

металла, мм

dWэ,

мм

dприс,

мм

Аргон

Гелий

Число проходов

І св, А Q, л/мин І св, А Q, л/мин
С отбортовкой кромок 1-2 1-2 - 50-85 5-8 45-75 15-22
Стыковое без разделки одностороннее 2-4 2-4 2-3 75-150 6-10 60-120 20-30
То же двухстороннее 4-6 3-5 3-4 180-270 8-10 160-240 20-28
Стыковое с разделкой 6-10 4-5 4-5 220-300 8-12 180-280 20-35 3-5
Тавровое, угловое, внахлестку 4-10 3-6 2-5 100-320 7-10 100-300 18-28 2-4

 

Механизированная сварка выполняется на больших токах за один проход или двухсторонним швом. Вольфрамовый электрод устанавливается вертикально. а присадочная проволока подается механизмом подачи так, чтобы ее конец опирался на край сварочной ванны. Параметры режима нужно выбирать, исходя из рекомендаций табл. 9. 96.

 

9. 96 - Ориентировочные параметры режима механизированной сварки алюминия и его сплавов

Способ выполнения шва Толщина металла, мм dWэ, мм dприс, мм І св, А Vсв, м/час QAr, л/мин Число  проходов
Двухсторонний без разделки 2-4 3-5 120-220 15-20 8-18
Двухсторонний с разделкой 4-6 8-10 4-6 7-8 2-3 2-3 150-300 370-400 12-18 10-16 10-18 16-20
Односторонний с подкладкой 2-4 3-4 2-3 250-280 280-320 15-20 15-20 6-15 10-15
Двухсторонний с подкладкой 8-10 7-8 2-3 370-426 10-15 15-20

Примечание: Напряжение дуги 10-15 В.

 

Плазменная сварка алюминия и его сплавов выполняется сжатой дугой на переменном и постоянном токе обратной полярности. При этом повышается производительность процесса на 50-70%, снижается расход аргона в 4-6 раз, улучшается качество сварных швов. Стыковые соединения толщиной до 8 мм сваривают без разделки кромок с зазором 1, 5 мм за один проход на стальной подкладке или с двух сторон на весу на параметрах режима, приведенных в табл. 9. 97.

9. 97 - Ориентировочные параметры режима плазменной сварки стыковых соединений на переменном токе

Толщина металла, мм І св, А Uд, В Vсв, м/час QAr, л/мин
3-4 120-150 50-30 2-3
5-6 220-300 4-5
7-8 350-380 . 20 5-6

 

Для сварки металла толщиной 0, 2-1, 5 мм эффективно использование микроплазменного процесса на переменном токе 10-100A; плазмообразующий и защитный газ - аргон с расходом 0, 25-0, 3 л/мин и 2, 5 л/мин соответственно. При этом скорость сварки может достигать 60 м/час. И хотя для этого процесса требуется прецизионная технологическая оснастка, тонкостенная сварная конструкция будет сварена с меньшими на 25-30% деформациями по сравнению с обычной аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом.

Сварку магниевых сплавов выполняют на переменном токе при минимальной длине дуги 1-1, 5 мм с использованием стальных подкладок с формирующими канавками шириной 6-8 мм и глубиной 0. 8-2 мм. Металл толщиной более 5 мм требует V или Х- образной разделки. При выполнении первого шва нужно защищать корень шва инертным газом. Диаметр выходного сопла горелки выбирают в зависимости от силы сварочного тока:

І св, А > 400
dсопла, мм 8-10 14-20

При многопроходной сварке необходима тщательная зачистка предыдущею слоя от черного налета оксидов. В качестве присадки используют прутки, полученные прессованием соответствующего сплава, например, МА3Ц. Параметры режима приведены в табл. 9. 98.

9. 98 - Ориентировочные параметры режима аргонодуговой сварки магниевых сплавов

Тип соединения Толщина металла, мм dприс, мм І св, А Vсв, м/час QAr, л/мин Число проходов

Ручная сварка

Стыковое без разделки 2-3 2, 5 3-4 100-180 230-240 - - 12-14 16-18
Стыковое с разделкой 6-8 200-220 200-220 - - 16-18 16-18 4-5

Механизированная сварка

Стыковое без разделки 2-3 5-6 2, 5 2, 5 165-200 200-290 24-20 15-16 16-18

Сварка композитных материалов (КМ) типа ВКА выполняется с применением специальных технологических вставок из алюминиевых сплавов типа АМГ6, 1420, 1201, а вольфрамовому электроду придается вращение с определенным радиусом, зависящим от ширины технологической вставки и ширины плакирующего слоя на КМ. Так, листы из КМ ВКА-2 толщиной 1, 2 мм сваривают вдоль волокон в среде гелия через промежуточную  Т-образную вставку. Детали закрепляются между медной подкладкой снизу и таким же прижимом сверху. Сплавление кромок КМ с металлом вставки осуществляется без его разрушения, уменьшается зона термического влияния, обеспечивается высокая скорость нагрева и охлаждения, а прочность такого соединения составляет 80 – 95% от прочности матричного материала. Сварка ведется в импульсном режиме:

Iимп = 60 – 70А; Iпаузы = 25 – 30А; Частота = 2 – 10 Гц; Vсв = 5 – 10м/ч.

Сварку алюминия с медью выполняют через третий металл - цинк толщиной 50 – 60 мкм, который предварительно гальваническим путем наносится на разделанную V – образную кромку с углом раскрытия 30  медной детали. Процесс ведется таким образом, чтобы расплавлялся алюминий, что достигается смещением оси электрода от оси шва на величину 0, 5 – 0, 6 толщины свариваемого металла в сторону медной детали. В качестве присадки используется проволока марки АД1.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



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