Изделия из цветных металлов все чаще применяются во всех сферах промышленности не только в чистом виде, но и в форме разнообразных сплавов. Поэтому газовая сварка цветных металлов на сегодняшний день очень популярна. Сварка цветных металлов и их сплавов довольно сложна в осуществлении.
Особенности сварки цветных металлов
- Они легко окисляются.
- При плавлении этих металлов появляются тугоплавкие окислы, которые способны заполнить сварочный шов. Из-за этого повышается риск изготовления некачественного шва и возникновения трещин.
- Некоторые цветные металлы требуют применение более мощного источника энергии, так как их остывание происходит очень быстро. Работать в данном случае нужно оперативно.
- Существует вероятность испарения «лёгких» составляющих сплава, так как все они имеют разную температуру плавления.
- Цветные металлы, в отличие от черных, лучше взаимодействуют с газовой средой.
- При сварке на цветных металлах появляется оксидная пленка, которая мешает сварить качественный шов.
- Работы по сварке должны проходить в зоне с ограниченным объемом кислорода.
Встретить какой-то конкретный цветной металл в чистом виде почти невозможно. Обычно они используются в виде различных сплавов. Наиболее популярные составляющие сплавов: медь, никель, алюминий, титан, цинк.
Технология сварки цветных металлов: подготовка к работе
Любой сварочный процесс требует подготовки. Особенно, если речь идет о сварке цветных металлов. В первую очередь, детали требуют зачистки, чтобы удалить оксидную пленку. Жиры удаляются с помощью бензина или растворителя. Расположить детали нужно примерно в 2 мм друг от друга. Проводить работу рекомендуется в максимально нижнем положении, так как цветные сплавы отличаются повышенной текучестью.
Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздуха, сварку проводят в среде инертных газов. Чаще применяются азот, гелий или аргон. Электроды для сварки цветных металлов лучше использовать из угля, графита или вольфрама.
Сварка цветных металлов и их сплавов из алюминия
После железа алюминий считается самым популярным металлом. Он часто используется в чистом виде. Однако, его сплавы все равно используются чаще. Существует множество сплавов из алюминия. Алюминиевые сплавы используются в пищевой и химической промышленности, в строительстве и машиностроении. Если проводить классификацию по свойствам, то самыми часто применяемыми являются дуралюмин, силумин и авиель.
Перед началом работ алюминий зачищают от окисной пленки и обезжиривают. Затем детали, подлежащие сварке, одну-две минуты протравливают в водном растворе фтористого натра в соотношении 50/50. После этого их примерно на две минуты кладут в раствор азотной кислоты. Затем элементы нужно промыть горячей и холодной водой. С момента подготовительных работ до сварки не должно пройти более четырех часов. Аналогичные подготовительные работы должны производится и с проволокой для сварки. Запрещено зачищать кромки с помощью «наждачки». Элементы для сварки должны быть надежно зафиксированы.
Сборка элементов перед сваркой зависит от толщины свариваемых деталей. Если нужно, перед соединением элементов накладывают прихваточные швы. В таблице ниже указано примерное расстояние между ними.
| Толщина свариваемого металла, мм | Растояние между прихватками, мм | Размеры прихваток, мм | |
| Высота | Длинна | ||
| До 1,5 | 20-30 | 1-1,5 | 2-4 |
| 1, 5-3 | 30-50 | 1,5-2,5 | 4-6 |
| 3-5 | 50-80 | 2,5-4 | 6-8 |
| 5-10 | 80-120 | 4-6 | 8-12 |
| 10-25 | 120-200 | 6-12 | 12-26 |
| 25-50 | 200-360 | 12-20 | 26-60 |
Никелевые и медные сплавы
Изделия из сплава никеля используются в устройствах с высокой рабочей температурой, около 700 – 1000 градусов (для деталей ракет, газовых турбин). Никелевые сплавы прочны, вязкие, пластичны, жаростойкие и очень чувствительны к газам. Последний фактор приводит к тому, что сварочный шов может получится пористым. Никель устойчив к коррозии. Для обезжиривания никелевого сплава не рекомендуется применять бензин. В основном, никелевые сплавы используются в химической и электрохимической промышленности. Для сварочных работ с никелем применяют электроды из металла, постоянный ток обратной полярности. Если используется аргонный сварочный аппарат – берут электроды из вольфрама.
Медные сплавы используются в машиностроении. Из них производят трубы, ёмкости различного предназначения, размеров и формы. Используются электроды из угля и графита при токе прямой полярности. Длина дуги примерно 35-40 мм. Если производится ручная дуговая сварка изделий из меди при температуре до 400 градусов, используется ток обратной полярности. Аргон и гелий используется для сварки в защитных газах, проволока из бронзы выступает в качестве присадочного материала. Подготовка к работе должна быть очень тщательной, кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Сварка должна протекать быстро, без перерывов. Присадочным материалом может быть обычная медная проволока.
Соотношение толщин присадочной проволоки и свариваемой детали.
| Толщина меди, мм | До 1,5 | 1,5-2,5 | 2,5-4 | 4-8 | 8-15 | Более 15 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм | 1,5 | 2 | 3 | 4-5 | 6 | 8 |
Защита сварочной ванны обеспечивается флюсами, перечень которых изложен в таблице ниже. Флюсы в сварочную ванну вводятся в порошкообразном или парообразном состоянии.
| Компонент | Состав флюса, % | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
| Бура прокаленная | 100 | — | 50 | 75 | 50 | 50 | 70 | 56 |
| Борная кислота | — | 100 | 50 | 25 | 35 | — | 10 | |
| Поваренная соль | — | — | — | — | 20 | 22 | ||
| Фосфорнокислый натрий | — | — | — | — | 15 | 15 | — | — |
| Кварцевый песок | — | — | — | — | — | — | — | |
| Древесный уголь | — | — | — | — | — | — | — | |
| Углекислый калий (поташ) | — | — | — | — | — | — | — | 22 |
Флюсы для ацетилено-кислородной сварки.
| Компонент | Состав флюса (по массе), % | |||
| №1 | №2 | №3 | Марки БМ-1 | |
| Бура прокаленная | 100 | 50 | 20 | — |
| Борная кислота | — | 35 | 80 | — |
| Фтористый натрий | — | 15 | — | — |
| Метилборат | — | — | — | 75 |
| Метиловый сирт | — | — | — | 25 |
Титановые сплавы. Работы с магнием.
Титан не являются широко распространенным металлом. Его используют в таких областях как самолетостроение, атомная энергетика, машиностроение. Особенности этого металла требуют и особенной работы с ним. Титановый сплав будет качественным, если содержание азота, водорода и кислорода в его составе свести к минимуму. Сварка аргоном должна производится только при использовании этого газа 1-го или высшего сорта. Используется постоянный ток прямой полярности.
Работа с магниевыми сплавами проходит с использованием гелия или аргона при переменном токе обратной полярности. При сварке кромки полностью расплавляют и кладут металлическую прокладку с низким уровнем теплопроводности.
Сварка цветных металлов и сплавов из свинца
Основная сложность при работе со свинцом заключается в том, что разница температуры плавления самого металла и его оксидов очень большая. Плавление свинца происходит при температуре примерно 327 градусов, а его оксиды расплавляются при температуре примерно 888 градусов. Свинец является жидкотекучим металлом. Подготовка к работе со свинцом аналогична подготовке к сварке алюминиевых сплавов. Защита сварочной ванночки происходит посредством использования флюса (стеарин, которым натирают кромки, либо смесь стеарина с канифолью).
Виды методов контроля
Качество – это объединение свойств изделия, которые характеризуют его способность удовлетворить потребности, отвечающие целям его создания. Для каждого вида продукции или изделия существуют свои требования по качеству. Качество сварного шва характеризуется прочностью, пластичностью, стойкостью к коррозии, структурой шва и зоны около шва, количеством исправлений и так далее.
Чтобы соединение было качественным, на различных этапах работы существуют разные методы контроля качества. Они позволяют выявить дефекты и предупредить их появление.
Существует два метода контроля в зависимости от способа воздействия на материал:
- Разрушающие
- Механические: изгиб, растяжение, сплющивание
- Металлографические
- Коррозийные
Разрушающие методы контроля обычно проводятся на образцах изделия, а не на самом изделии. Образец по составу должен быть аналогичен основному изделию.
- Неразрушающие. Подразделяются на акустические, магнитные, оптические, вихретоковые, радиационные, тепловые, электрические. Этот вид контроля проводят без образцов, на самих основных изделиях. При этом допускается незначительные нарушения целостности, изменения твердости.
Таким образом, сварка цветных металлов и сплавов требует многих знаний, навыков, опыта и профессионализма.
Как вам статья?
