Глава 1 МЕДЬ И МЕДНЫЕ СПЛАВЫ

Назад: 1.4.2 Технология сварки меди.

1.4.3 Технология сварки медных сплавов

Сварка медных сплавов осуществляется аналогично меди и подробную информацию об этом можно получить в монографии [17]. Укажем на некоторые специфические особенности сварки.

Сварка латуней как указывалось, сопровождается интенсивным выгоранием цинка (Т_кип = 700 ⁰С), что вызывает дополнительные трудности в получении прочностных характеристик швов. Пары цинка и окиси цинка вызывают пористость, загрязняют свариваемые кромки. Кроме того пары ZnO весьма токсичны, что требует усиленной вентиляции рабочего места. Потери цинка (до 20 %) требуют применения более легированных проволок, снижения величины проплавления за счет выбора способов и режимов сварки, уменьшения доли участия основного металла в шве, дополнительного контроля за состоянием поверхности свариваемых кромок.

Все способы сварки плавлением, используемые для меди, применимы и для латуней. Следует отдавать предпочтение сварке под флюсом (если не требуется равнопрочности). Чаще всего в качестве сварочных материалов используют проволоки из бронзы БрОЦ4-3 с флюсом АН-20 или прутки из проволоки ЛК80-3 с пемзовидным флюсом. Сварка осуществляется постоянным током прямой полярности. Требования по подготовке поверхности и формы разделок кромок аналогичны указанным для сварки меди. Особое внимание уделяется защите корня шва и кратеров как источников трещинообразования.

При сварке в защитных газах плавящимся электродом механические свойства шва и соединений выше, чем при сварке под флюсом за счет более высокого легирования швов. Как правило, такие способы используются при сварке гребных винтов, заварке дефектов литья. Для труб малых толщин (S = 0,2-0,4 мм) широко используется автоматическая микроплазменная сварка.

При заварке дефектов литых латунных деталей рекомендуется:

1) обязательное удаление дефектных мест с трещинами, порами, включениями. Для этого допускается использование воздушной резки с последующей зачисткой места сварки наждачным кругом или пневмозубилом;

2) засверливать концы сквозных трещин перед разделкой;

3) подготовленные под сварку места должны иметь скос кромок без заусенцев и острых углов;

4) поверхности под сварку и наплавку зачищать до металлического блеска.

Сварка латуней неплавящимся вольфрамовым электродом аналогична по технике выполнения сварке меди. Для ручной дуговой сварки используются электродные стержни и покрытия, указанные в табл. 1.5. [17]

Таблица 1.5 – Стержни и покрытия для дуговой сварки латуней

Марка свариваемого металла	Марка электродного стержня	Марка покрытия
Л63, ЛО62-1, Л68, ЛЦ40Мц3Ж	ЛЦ16К4 или ЛЦ40	3Т или ОБ5
Л63, Л90, ЛМц58-2	БрКМц3-1 или ЛЦ16К4	3Т
Л90, ЛМц58-2	БрАМц9-2	ЗТ

Ручная дуговая сварка осуществляется постоянным током обратной полярности (кроме покрытия 3Т) при подогреве свариваемых кромок до 250-3000С. Сварка ведется предельно короткой дугой. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6 – Ориентировочные режимы сварки стыковых соединений латуни

Толщина, мм	Вид разделки кромок	Тип шва	Число валиков	dэ, мм	Iсв, А	Uд, В
4	без разделки	односторонний	1	4-5	140-160	18-20
10	Х-образная	двусторонний	2-3	5-6	220-240	20-22

Особенностью сварки бронз, как указывалось, является появление высокотемпературной хрупкости и снижение технологической прочности швов. Выгорание легирующих и наличие примесей в металле может способствовать образованию трещин и пор.

Наиболее применяющимися в сварных конструкциях являются кремнистые и кремнемарганцевые бронзы. Тонкая пленка SiO₂ на поверхности сварочной ванны изолирует ее от взаимодействия с газами и предотвращает выгорание легирующих элементов.

Оловянные бронзы при сварке больше насыщаются газами, в том числе водородом, что приводит к повышенному образованию пор в швах. Кроме того, для этих бронз характерен широкий интервал кристаллизации, что способствует появлению кристаллизационных трещин особенно у линии сплавления.

При сварке алюминиевых бронз образуется тугоплавкий окисел Al₂O₃, ухудшающий сплавление кромок, вызывающий трещины и поры. Этот окисел не растворяется в бронзе, он загрязняет металл шва в виде неметаллических включений, снижает механические свойства соединений. Применение при сварке специальных галлоидных флюсов разрушает эту окисную пленку. В качестве электродных или присадочных материалов используют проволоку БрАМц9-2, БрАМцН9-7-2, БрАМцЖНЦ8-10-3-2-2, обеспечивающие достаточные механические свойства шва за счет легирования и раскисления металла. При сварке оловяно-кремнистых бронз в качестве проволок и стержней для электродов используются бронзы БрОЦ4-3 и БрОФ8-0,3.

В качестве флюсов при сварке бронз используются как керамические марок ЛПИ-К1, ЛПИ-К2 для алюминиевых бронз, так и плавленые марок ОСЦ-45, АН-20С, АН-26С для оловянно-кремнистых.

При сварке бронз в среде аргона используют практически те же марки присадочных материалов, а в качестве электродов - вольфрамовые стержни. Техника ведения процесса и подготовка поверхности свариваемых кромок такие же, как применяемые при сварки меди или латуни. Более подробную информацию по сварке бронз можно получить в литературе. [17,18,8]

Ручная сварка бронз покрытыми электродами производится, как правило, с подогревом до Т = 200-300 ⁰С. Механические свойства соединений характеризуются достаточной прочностью (450-550 МПа) и удовлетворительной пластичностью (20-35 %).

Широко используется технология наплавки меди на сталь (для подшипниковых узлов). Основная проблема свариваемости – охрупчивание поверхностных слоев стали за счет интенсивного проникновения меди в сталь по границам зерен. Степень охрупчивания во многом определяется температурой и временем контакта жидкой меди с твердой сталью, что предъявляет особые требования к видам, режимам и технике осуществления процесса сварки (минимальная погонная энергия, ускоренное охлаждение медного слоя и т.д.). Подробнее об этом можно получить информацию в литературе. [18]

Далее: Глава 2 НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ.