Контрольная работа: Особливості та режими зварювання різних металів

Полум'я не можна відводити вбік у процесі зварювання, яке провадять з можливо більшою швидкістю. Якщо нагрів металу дуже високий, то ядро полум'я можна трохи віддалити від поверхні ванни, яка, проте, весь час повинна бути вкрита відновлювальною частиною полум'я. Зайва затримка полум'я на одному місці призводить до вигоряння вуглецю і кремнію в даному місці, що спричинює утворення структури вибіленого чавуну.

Після закінчення заварювання тріщин виробу дають повністю повільно охолонути разом з горном з метою запобігти жолобленню і утворенню тріщин від нерівномірного охолодження. Крім того, повільне охолодження перешкоджає появі в шві структури білого чавуну.

Чавуни сірий, ковкий і високоміцний можна зварювати присадним дротом з латуні Л62, що має температуру плавлення 850—900°С, тобто нижчу від температури плавлення чавуну, яка дорівнює 1100—1250°С. Зварювання провадять без підігрівання деталі або з місцевим підігріванням. Шов буде досить пластичним і міцним, оскільки латунь пластична і краще чавуну чинить опір розтяганню і ударам. Чавунна деталь при цьому способі зварювання не піддається сильному нагріванню і через те в ній не виникають загрозливі деформації і напруги. Наконечник при зварюванні чавуну латунню беруть з потужністю полум'я 60—75 дм3 /год ацетилену на 1 мм товщини металу. Кут розкриття шва 70—80°. Застосовують флюс складу, %: плавленої бури 70, кухонної солі 20 і борної кислоти 10. Можна застосовувати лише буру або суміш бури і борної кислоти, взятих в однакових кількостях.

Кромки чавунної деталі не розплавляють, а лише нагрівають до ясно-червоного жару, потім їх посипають флюсом і наплавляють латунь, яка облуджує кромки, дифундуючи в чавун. Після цього латунню заповняють весь шов, посипаючи рідкий метал флюсом і перемішуючи його кінцем присадного дроту. Наплавлення здійснюють менш гарячою частиною полум'я, тримаючи ядро на більшій відстані від ванни, ніж звичайно, і спрямовуючи полум'я переважно на присадний латунний дріт.

Найкраще чавун змочується розплавленою латунню при 700—850°С. При нижчій температурі, порядку 600°С, наплавлений метал швидко застигає і гази, які в ньому містяться, не встигають виділитися, що спричинює пористість швів. При температурі понад 900°С відбувається розчинення заліза в латуні і випаровування з неї цинку, що також спричинює пористість наплавленого металу. Крім того, при цій температурі з чавуну вигоряє графіт, що погіршує змочування чавуну латунню. Щоб запобігти випаровуванню цинку, який входить до складу латуні, полум'я повинно мати надмір кисню до 30—40%.

Для зварювання чавуну латунню найдоцільніше застосовувати газоподібний флюс. Крім того, застосовують чавунні прутки з мідним покриттям, що поліпшують змочуваність кромок наплавлюваним металом, а також прутки з так званого евтектичного чавуну, температура, плавлення якого 1050—1200° С. Для зварювання застосовуються флюси у вигляді пасти. При відсутності спеціальних чавунних прутків або латуні Л62 тріщини в чавунних деталях можна заварювати також дротом із електролітичної червоної міді.

Для зварювання високоміцного чавуну з кулеподібною формою графіту застосовують прутки, що містять 0,07% магнію.

Низькотемпературне заварювання ливарних дефектів у чавунних деталях. При даному способі, розробленому ВНДІавтогенмашем для заварювання ливарних дефектів деталей із сірого чавуну, застосовуються спеціальні чавунні прутки і флюси-пасти. Заварювання відбувається без розплавлення основного металу і процес заварювання подібний до паяння, але замість припою з іншого металу в даному разі застосовується пруток також із чавуну відповідної марки. Присадні стержні марки НЧ-1 для заварювання виробів з тонкою стінкою мають склад, %:

Вуглецю 3,0—3,5 Фосфору 0,2—0,4
Кремнію 3,0—3,4 Нікелю 0,4—0,6
Марганцю 0,6—0,7 Хрому до 0,1
Сірки не більше 0,05 Титану 0,15-0,20

При заварюванні товстостінних виробів охолодження наплавки відбувається швидше. У зв'язку з цим застосовують присадні стержні марки НЧ-2, у яких підвищено вміст кремнію до 3,5—4,0%, що сприяє графітизації чавуну наплавки і перешкоджає вибіленню; вміст решти компонентів такий самий, як і для марки НЧ-1. Стержні відливаються у кокіль і мають діаметр 5, 7, 9 і 12 мм. Флюси-пасти для цього процесу заварювання мають такий склад, %:

Флюс ФСЧ-1 ТУ 21-62 Флюс ФСЧ-2 ТУ 22-62
Бура плавлена 23 18
Сода кальцинована 27 25
Селітра натрієва зневоднена 50 56,5
Літій вуглекислий зневоднений 0,5
Води, % до ваги сухої частини 1 1

Для прутків НЧ-1 застосовують флюс ФСЧ-1, для НЧ-2 — флюс ФСЧ-2.

Місце зварювання зачищають до металічного блиску. При товщині до 10 мм кромки роблять V-подібної форми з кутом розкриття 70—90°, при товщині, більшій 10 мм,— Х-подібної форми. Ливарні дефекти (пори, шлакові включення) вирубують і кромки обробляють з загальним кутом розкриття шва 45—60°.Перед зварюванням виріб піддають місцевому нагріванню пальником до 300—400°С; вироби з більш складною формою піддають загальному нагріванню в печі до тієї ж самої температури.

На нагріту поверхню наносять шар флюсу-пасти і місце зварювання нагрівають пальником до 820—860°С. Полум'я повинно бути нормальним (відновлювальним). При цій температурі флюс-паста плавиться, вкриваючи місце зварювання тонкою плівкою. Присадний стержень покривається зовні флюсом-пастою і розплавляється поступово, крапля за краплею стікаючи на заварювану поверхню і розтікаючись по ній. Зварювання провадять справа наліво, полум'я пальника переміщують попереду шва. Після заварювання виріб повільно охолоджують в піску або під шаром азбесту. При даному способі зварювання у шві відсутні .зони твердого вибіленого чавуну, оскільки основний метал не доводиться до плавлення; наплавка виходить щільною, м'якою і добре обробляється різцем. Ремонтований виріб зазнає незначних внутрішніх напружень і тріщини не виникають.

Добрі результати при низькотемпературному зварюванні чавуну дає застосування пропан-бутано-кисневого полум'я і пальників ГЗУ-2-62 або ГЗМ-2-62. Потужність полум'я 60—70 дм3 /год пропан-бутану на 1 мм товщини, полум'я нормальне. При товщині зварюваного металу 6—12 мм роблять V-подібне розчищання кромок без притуплення з зазором до 3 мм і кутом розкриття 55°. Пруток тримають під кутом 30—35°, а мундштук — під кутом 45° до поверхні металу. Попередньо очищені кромки нагрівають до 300— 400°С, покривають флюсом і нагрівають до "спітніння", тобто 820—860°С. В цей момент у полум'я вводять покритий флюсом пруток і, перемішуючи його кінцем ванну, заповняють її металом доверху з невеликим підсиленням шва. Зварювання провадять без перерви. При товщині металу 6 мм зварювання провадять за один прохід, при 9—12 мм — за два проходи. Режими зварювання такі:



Товщина металу, мм

6 9 12
№ наконечника 5 6 7
Швидкість зварювання, м/год 1,7 1,8 0,48
Продуктивність наплавлення, кг/год 0,73 0,86 1,13

при цьому способі дістають метал наплавлення з структурою дрібнопластинчастого, рівномірно розподіленого графіту. При твердості основного металу НВ 140—160 твердість металу шва і перехідної зони дорівнює НВ 22—245.

Крім пропан-бутану, можна застосовувати і інші гази-замінники: природний, міський, нафтовий і ін.

4. Зварювання міді

Мідь має високу теплопровідність, у зв'язку з чим при її зварюванні до місця розплавлення металу доводиться підводити більшу кількість тепла, ніж при зварюванні сталі. Проте занадто потужне полум'я може спричинити перегрівання металу шва і прилеглих ділянок основного металу, внаслідок чого мідь набуває крупнозернистої структури і знижує міцність. Для зварювання міді завтовшки до 10 мм беруть потужність полум'я 150 дм3 /год ацетилену на 1 мм товщини листа. Для товщих листів потужність полум'я збільшують до 200 дм3 /год ацетилену на 1 мм товщиниметалу. При товщині понад 10 мм краще провадити зварювання двома пальниками одночасно: одним для попереднього підігрівання і регулювання нагріву металу в місці зварювання, а другим — для розплавлення і зварювання металу. Якщо дозволяють розміри і форма деталі, то зварювання можна провадити одночасно з двох боків. В таких випадках потужність полум'я кожного пальника беруть 100 дм3 /год ацетилену на 1 мм товщини металу.

Однією з властивостей міді, що утруднює зварювання, е її підвищена текучість в розплавленому стані. Тому при зварюванні міді не залишають зазора між кромками, намагаючись можливо щільніше підігнати їх одну до одної. При товщині листів понад 3 мм кромку скошують під кутом 45°. Притуплення кромок роблять таким, щоб воно дорівнювало 0,2 від їх товщини. Кромки перед зварюванням зачищають до металічного блиску або піддають травленню в розчині азотної кислоти з наступним промиванням у воді.

Розподіл тепла при зварюванні міді регулюють так, щоб дріт плавився трохи раніше кромок, покриваючи розплавленим металом кромки основного металу, коли вони тільки починають розплавлятися.

Для зменшення відведення тепла зварювані деталі зверху і знизу покривають листами азбесту.

Як присадний метал використовують дріт із чистої (електролітичної) міді, або із міді, що містить в собі до 0,2% фосфору і до 0,15—0,30% кремнію як розкислювачі. Іноді застосовують зварювання міді латунню, що містить до 0,05—0,25% марганцю і 0,1—0,5% заліза і має tпл = 895° С.

У зарубіжній техніці для зварювання міді застосовуються спеціальні присадні прутки (табл. 1).

Таблиця 1 Прутки для зварювання міді, застосовувані за рубежем

Компоненти Вміст трьох складів, %
№ 1 № 2 № 3
Мідь 98,5 99,0 99,35—98,65
Нікель 0,5
Срібло 1,0 0,5—1,2
Олово 0,5
Сурма 0,5
Фосфор 0,02—0,08

В Англії випускають для зварювання міді, сірого і ковкого чавуну латунні прутки складу, %: міді 57—63, кремнію 0,2—0,5, алюмінію 0,3, цинк — решта.

При зварюванні міді беруть дріт діаметром від 0,5 до 0,755 (S — товщина зварюваного металу, мм). Дріт діаметром більше 8 мм не застосовують.

Зварювання міді утруднюється також її здатністю в рідкому стані дуже розчиняти гази — кисень і водень і активно окислюватися киснем. Закис міді Сu2 О, що утворюється при цьому, розміщується по границях зерен і робить мідь крихкою. Для зменшення окислення міді при зварюванні застосовують лише відновлювальне полум'я, ядро якого тримають майже під прямим кутом до кромок листів, на відстані 3—6 мм від поверхні ванни.

Для зменшення утворення закису міді і попередження появи гарячих тріщин зварювання провадять швидко, без перерв, суворо слідкуючи за збереженням відновного характеру полум'я. Застосовувати прихватки не слід. Зварювати виріб рекомендується в кондукторі,що допускає вільне переміщення кромок. Полум'я з надлишком ацетилену спричинює реакцію відновлення закису міді воднем і окисом вуглецю полум'я, в результаті чого в наплавленому металі утворюються пори і дрібні тріщини (так звана "воднева хвороба" міді).

Для розкислювання міді і видалення в шлак окислів, що утворюються при зварюванні, застосовують флюси, склад яких наведено в табл. 2.

К-во Просмотров: 168
Бесплатно скачать Контрольная работа: Особливості та режими зварювання різних металів