Особенности ручной дуговой сварки различных металлов

Сварка сплавов аллюминия

Чаще используются такие сплавы алюминия, как силумины и дуралюмины. Материал нуждается в предварительной подготовке, которая включает обезжиривание и удаление пленки оксида алюминия с поверхности деталей, электродов и присадочной проволоки. Обезжиривают материал с помощью бензина или ацетона. Пленку оксида алюминия удаляют путем химического травления или механической очистки. Детали должны быть подготовлены за 2-4 часа до сварки.

Рекомендуется сваривать изделия из алюминия на постоянном токе прямой полярности. Необходим предварительный прогрев: для материала средней толщины до 300 °С, для материала большой толщины - до 400 °С. Если материал имеет толщину 1-2 мм, то сварку производят без присадки и разделки кромок. При толщине материала более 2 мм сварку производят с разделкой кромок и зазором, равным 1/2 толщины свариваемого листа.

Скорость сварки сплавов алюминия должна быть больше, чем скорость сварки стали.

Сварку сплавов алюминия необходимо вести непрерывно до использования электрода целиком.

При сварке сплавов алюминия в среде аргона на переменном токе используются неплавящие вольфрамовые электроды, диаметр которых при толщине материала около 5 мм будет равен 5-6 мм. Между присадочной проволокой и электродом должен выдерживаться угол в 90°. Подача придаточной проволоки осуществляется возвратно-поступательными движениями.

Сварка цветных металлов

При сварке свинца, характеризующегося низкой температурой плавления и малой теплопроводностью, изделие должно находиться на наклоне не более 10-15°. Наиболее рационально нижнее положение. Рекомендуется использовать формирующиеся пластины-прокладки. Кромки деталей предварительно обезжиривают бензином и зачищают до металлического бдеска на ширину 20-30 мм.

Сварка свинца может производиться с помощью угольного или вольфрамового электрода в среде инертных газов при постоянном токе прямой полярности. Электроды во время сварки располагают перпендикулярно детали или под углом 10° в направлении сварки.

Сварка меди и ее сплавов

Процесс сварки меди затруднен, так как этот материал имеет высокую теплопроводность и в расплавленном состоянии сильно окисляется. Нередко на поверхности готового изделия появляется большое количество микротрещин.

При сварке пластин меди толщиной до 15 мм используются угольные электроды. При толщине материала более 15 мм используются графитовые электроды. Ток постоянный, прямой полярности. Сварку производят длинной дугой, электрод располагают под углом 90° к свариваемому изделию. Присадочную проволоку не погружают в сварочную ванну, а держат под углом около 30° к изделию. Рекомендуется использовать присадочную проволоку с раскислителем или защитный материал - флюс, состоящий из 95 % прокаленной буры и 5 % металлического магния.

При сварке медных изделий рекомендуется применять асбестовые или графитовые подкладки. Для получения шва хорошей прочности сварку стыковых швов производят с одной стороны в один елой.

При использовании покрытых электродов сварку производят на постоянном токе обратной полярности короткой сварочной дугой. Рекомендуются возвратно-поступательные движения электродов.

При сварке листов меди толщиной более 5 мм обязательно проводится предварительный прогрев до температуры 300 °С, а также односторонняя разделка кромок под углом 70°. При сварке листов толщиной до 5 мм прогрев и раздел кромок не производятся. Движения электрода возвратно-поступательные.

При сварке меди.хорошо зарекомендовали себя электроды со стержнем в виде медной проволоки. Наибольшей производительностью отличаются электроды марок АНЦ-1 и АНЦ-2: с их помощью можно сваривать детали из меди толщиной до 15 мм. При подогреве до 200 °С электроды АНЦ можно применять и для сварки изделий большей толщины.

В табл. 2 приведены режимы ручной дуговой сварки меди в зависимости от толщины материала графитовыми и покрытыми электродами.

Бронза бывает нескольких видов, все они различаются по свариваемости. Исходя из особенностей конкретного вида бронзы выбирают технологию сварки. Производится сварка бронзы на постоянном токе обратной полярности, электрод перемещают короткими движениями. Рекомендуется использовать присадочные материал ы из того же вида бронзы, что и основной металл.

Латунь сваривают электродами ЗТ на токе обратной полярности, сварочная дуга короткая. Шов по окончании сварки проковывают и подвергают отжигу при температуре 600°С.

Сварка никеля и его сплавов

Эти материалы обладают высокой жаростойкостью и жаропрочностью, они устойчивы к действию коррозии. Детали толщиной до 5 мм сваривают без разделки кромок, толщиной 6-12 мм - с V-образной разделкой, толщиной более 12 мм - с Х-образной разделкой. Угол раскрытия разделки - 60- 70°, притупление - 2-4 мм.

Перед сваркой кромки деталей обезжиривают ацетоном и зачищают до металлического блеска.

Техника сварки никеля и его сплавов должна предусматривать достаточное раскисление металла в сварочной ванне, а также защиту свариваемого участка от действия воздуха. Этим условиям удовлетворяет сварка короткой дугой (1 -1,5 мм) после предварительного прогрева материала до 300°С и охлаждения на воздухе.

При сварке деталей толщиной более 1,5 мм применяют покрытые электроды; используется постоянный ток обратной полярности. Сварку производят в нижнем положении при незначительных поперечных колебаниях электрода. Сварочный шов выполняется за один проход электрода. При сварке деталей большой толщины сварочный шов выполняют за несколько проходов, причем каждый последующий шов необходимо охлаждать и очищать от шлака и застывших брызг расплавленного металла.

При сварке никеля и его сплавов для формирования обратной стороны шва используют формирующие прокладки из меди или подушки из флюса.

Хорошие результаты дает полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде аргона на постоянном токе обратной полярности. В табл. 3 дана технологическая характеристика ручной дуговой и полуавтоматической сварки никеля и его сплавов.

Сварка чугуна

Обычно сварка чугуна применяется для устранения дефектов в отливках, а также при ремонте промышленных конструкций. Сварка чугуна подразделяется на холодную и горячую в зависимости от температуры предварительного прогрева.

Холодная сварка включает предварительную очистку, разделку кромок, собственно сварку и проковку. Сваривают чугун холодным способом с помощью медно-никелевых, никелевых, медно-железных, железоникелевых и стальных электродов.

При сварке медно-никелевыми электродами (МНЧ-2) наплавленный металл имеет невысокую твердость и легко поддается обработке. Недопустим перегрев изделия, во избежание чего его периодически охлаждают. Наплавленные валики проковывают с помощью легкого слесарного молотка.

При сварке никелевыми электродами (ОЗЧ-З) удается заваривать небольшие дефекты, обнаруженные при обработке чугунного литья. Затем изделие проковывают, что предотвращает образование трещин на участке сварочного шва.

Сварка с помощью медно-железных электродов (ОЗЧ-2) в целом используется в тех же случаях, что и сварка никелевыми электродами.

При сварке железоникелевыми электродами (ОЗЖН-1) обеспечивается высокая прочность шва. Эти электроды применяют для устранения дефектов на поверхности чугунного изделия.

При сварке стальными электродами (УОНИ-13/45), снабженными легирующим покрытием, необходимо тщательно подготовить кромки деталей. Детали рекомендуется сваривать вразбивку, отдельными швами длиной около 100 мм. По окончании сварки изделие охлаждают, а затем проковывают.

Горячая сварка включает предварительную обработку, формовку, подогрев до температуры 600-800 °С, собственно сварку и постепенное охлаждение изделия.

Изделие очищают от загрязнений. На дефектном участке разделывают полость, в которой можно перемещать электрод. Формовка производится для того, чтобы предупредить вытекание расплавленного металла из сварочной ванны, а также для придания наплавке соответствующей формы. При формовке используются пластинки из графита и формовочная масса. Подогрев изделия производят с помощью индукционного тока или в особых нагревательных печах.

При сварке чугуна горячим способом применяют электроды марок ЭЧ-1, ЦЧ-5, ЭЧ-2 диаметром 8,10,12 и 16 мм при силе сварочного тока соответственно 600-800, 700-800, 1000- 1200 и 1500-1800 А. Также можно использовать ручную дуговую сварку на постоянном токе прямой полярности силой от 280 до 600 А; при этом применяются угольные электроды диаметром от 8 до 18 мм.

Если объем сварочной ванны велик, то расплавленный металл необходимо постоянно перемешивать концом присадочного прутка. Защищать и раскислять металл, находящийся в сварочной ванне, рекомендуется с помощью флюсов.

Сварка чугуна горячим способом гораздо более трудоемка, чем холодная сварка.

Сварка стали

При сварке низкоуглеродистых сталей (до 0,25 % углерода) удается получить соединение, легко поддающееся обработке режущими инструментами. Рекомендуется использовать многослойную сварку, причем каждый следующий шов предварительно полностью охлаждают. Ручную дуговую сварку деталей толщиной 2-3 мм производят на постоянном токе обратной полярности. Детали толщиной более 15 мм нуждаются в последующей термической обработке. Дефекты изделий из низкоуглеродистой стали подваривают швами длиной порядка 100 мм.

При сварке углеродистых сталей велик риск образования трещин в наплавленном и основном металле. Для получения качественного сварочного шва нужно точно соблюдать соответствие между диаметром электрода и силой сварочного тока.

При сварке тонколистовой стали (толщиной 1-2 мм) методом ручной дуговой сварки возможно образование дефектов-прожогов. Для предотвращения появления данного дефекта необходимо производить обработку кромок свариваемых деталей; использовать осциллятор для более устойчивого горения сварочной дуги; при сварке листов, имеющих разную толщину, плавно переходить от более толстого материала к более тонкому; использовать силу тока не выше 50-70 А; применять электроды диаметром не более 2 мм.