Реферат: Технологія зварювання і наплавлення різних металів і сплавів
При гарячому зварюванні цьому способі всю деталь перед зварюванням нагрівають у горнах, печах або спеціальних тимчасових нагрівальних пристроях, опалюваних деревним вугіллям або коксом, до температури 500—600° С.
Дефектні місця перед зварюванням вирубують зубилом до здорового металу. Розробку кромок провадять під кутом 90°. Щоб розплавлюваний метал не витікав при наскрізному проплавленні або не розтікався по поверхні виробів, місця зварювання формують графітовими або вугільними пластинками. Щілини між пластинками і виробами забивають формовим піском, замішаним на рідкому склі. Як присаднийметал застосовують чавунні стержні діаметром від 5 до 15 мм, які містять від 3 до 3,5% вуглецю і від 3 до 4,6% кремнію.
Гаряче зварювання чавуну найчастіше виконують ацетиленово-кисневим нормальним або з невеликим надлишком ацетилену полум'ям. Як флюс використовують прожарену буру або суміш бури (50%) і соди (50%).
Після зварювання деталь повільно охолоджують разом з піччю; для цього її засипають сухим піском або шлаком. Гаряче зварювання чавуну забезпечує найкращу якість зварних з'єднань без зон відбілювання і тріщин. Наплавлений метал після зварювання легко піддається механічній обробці. Проте, будучи складним і досить трудомістким процесом, гаряче зварювання чавуну застосовується головним чином для найбільш відповідальних деталей або деталей, що мають складну форму (блоки циліндрів, станини деяких пресів та Ін.).
При напівгарячому зварюванні провадиться тільки часткове нагрівання деталі (переважно в місцях зварювання) до температури 250—450° С. Такий метод застосовується при зварюванні деталей невеликої товщини і при невеликому об'ємі наплавленого металу. Зварювання ведеться ацетиленово-кисневим полум'ям і рідше — електродуговим способом вугільними електродами.
Зварені деталі, так само як і при гарячому способі, для повільного остигання засипають сухим піском або шлаком.
При холодному зварюванні. чавунні деталі зварюють за методом Слов'янова без підігріву. Існують такі його різновидності.
Зварювання електродами із маловуглецевої сталі. Його застосовують при ремонті невідповідальних деталей, а також деталей, які після зварювання не потребують механічної обробки. Маловідповідальні деталі зварюють електродами з крейдяним покриттям.
Ремонт більш складних і більш відповідальних деталей (станин і рам потужних дизелів, циліндрів газоповітродувних машин, станин верстатів, корпусів електродвигунів великої потужності та ін.) провадять електродами з якісними покриттями, наприклад типу УОНІ-13, і з постановкою на різьбі по кромках деталей стальних шпильок.
Зварювання електродами із монель-металу. Монель-метал являє собою мідно-нікелевий сплав, що містить близько 70% нікелю і близько 30% міді. Зварювання монель-металом в більшості випадків застосовують тоді, коли потрібно одержати м'який метал шва, що легко піддається механічній обробці. До недоліків цього способу слід віднести недостатню механічну міцність зварного з'єднання і високу вартість електродів.
Зварювання мідними і .мідно-залізними електродами. При зварюванні такими електродами, як і електродами із .монель-металу, забезпечується невелике нагрівання основного металу і утворення незначної зони відбілювання. Це дає можливість провадити механічну обробку порівняно в'язкого і не дуже твердого металу шва. Мідно-залізні електроди виготовляють електролітичним нанесенням міді на залізні стержні або обгортанням мідних стержнів смужкою з чорної або білої жерсті. На електроди наносять крейдяне покриття. Застосовують такожпучки електродів, що складаються з одного чи двох стальних електродів з якісним покриттям і одного мідного стержня.
Зварювання залізо-нікелевими електродами. При зварюванні залі-зо-нікелевими електродами у шві утворюється сплав заліза з нікелем, що має до 50% нікелю. Такі електроди використовують при холодному зварюванні складних виливків з високоміцного чавуну, що вимагає після зварювання механічної обробки.
3. Зварювання кольорових металів
Мідь відрізняється від сталі тим, що має високу теплопровідність, яка майже в 6 раз перевищує теплопровідність сталі, інтенсивно поглинає і розчиняє різні гази, утворюючи з киснем закис Си20 і окис СиО міді. Закис міді з міддю створює евтектику, температура плавлення якої (1064° С) нижче температури плавлення міді (1083° С). При затвердненні рідкої міді ця евтектика розташовується по границях зерен, робить мідь крихкою і схильною до утворення тріщин. Тому основним завданням при зварюванні міді є захист її від окислення і активне розкислення зварювальної ванни.
Найбільш поширене газове зварювання міді ацетиленово-кисневим полум'ям за допомогою пальників в 1,5—2 рази потужніших, ніж при зварюванні сталей. Присадним металом служать мідні прутки, що містять як розкислювачі до 0,25% фосфору і до 1,25% кремнію, а також фосфориста бронза, до складу якої входить 0,25% фосфору і 1,5—10% олова.
При товщині виробів більше 5—6 мм їх попередньо підігрівають до температури 250—300° С. Флюсами при зварюванні служать прожарена бура або суміш, що складається з 70% бури і 30% борної кислоти.
Для підвищення механічних властивостей і поліпшення структури наплавленого металу мідь після зварювання проковують при температурі близько 200—300° С. Проковану мідь знову нагрівають до 500— 550° С і охолоджують у воді.
Мідь можна зварювати також електродуговим способом вугільними або металевими електродами, в струмені захисних газів під шаром флюсу на конденсаторних машинах, способом тертя.
Латунь, так само як і мідь, в більшості випадків зварюють ацетиленово-кисневим полум'ям. Газове зварювання латуні ведуть окислювальним полум'ям, при якому на поверхні ванни з'являється плівка тугоплавкого окису цинку, що зменшує дальше вигоряння і випаровування цинку. Як присадний метал застосовують латунний дріт з присадкою до 0,5% кремнію. Флюси використовують ті ж самі, що і при зварюванні міді.
При нагріванні бронзи вище температури 500° С вона втрачає в'язкість і стає крихкою. Для запобігання з'явленню тріщин під час зварювання застосовують попередній підігрів до 300—450° С.
Всі сорти бронзи мають цілком задовільну зварюваність. Бронзи, що містять олово, найчастіше зварюють ацетилено-кисневим полум'ямз застосуванням тих же флюсів, що й при зварюванні міді. Присадним металом служить фосфориста бронза або латунь. Алюмінієві або алюмінієво-залізисті бронзи краще зварюються електродуговим способом вугільними або металевими електродами. Як присадний метал в цьому випадку застосовують прутки такого ж складу, що й основний метал, а як флюси або електродні покриття — хлористі і фтористі сполуки калію і натрію.
Основними факторами, що утруднюють зварювання алюмінію, є низька температура його плавлення (658° С), велика теплопровідність (яка приблизно в три рази перевищує теплопровідність сталі), утворення тугоплавких окислів алюмінію А1203, що мають температуру плавлення 2050° С і щільність (3,9 • 103 кГ/м3), яка значно перевищує щільність алюмінію (2,7 • 103 кГІм8). Крім того, ці окисли слабо реагують як з кислими, так і з основними флюсами і тому погано видаляються із шва.
Найбільш широко використовують газове зварювання алюмінію ацетиленово-кисневим полум'ям. За останні роки значного поширення набуло також автоматичне дугове зварювання металевими електродами під флюсом і в середовищі аргону. При всіх способах зварювання, за винятком аргонодугового, застосовують флюси або покриті електроди, до складу яких входять хлористі і фтористі сполуки літію, калію, натрію і інших елементів. Під впливом флюсів А1203 переходить в летючий АІСІд, що має низьку щільність (2,4 • 103 кГ/м3) і самосубліма-ційний при температурі 183 С. Як присадний метал при всіх способах зварювання використовують дріт або стержні того ж складу, що й основний метал.
До сплавів алюмінію, які широко застосовуються в техніці, належать алюмінієво-марганцевисті, алюмінієво-магнієві, алюмінієво-мідні і алюмінієво-кремнисті. Перші два сплави мають хорошу зварюваність і їх зварюють аналогічно алюмінію. Гірше зварюються два інших сплави —дуралюміній і силумін, які звичайно зварюють ацетиленово-кисневим полум'ям.
Із магнієвих сплавів для зварних конструкцій використовують переважно магнієво-марганцевисті, які краще інших зварюються за допомогою контактного, газового і аргонодугового зварювання. При газовому зварюванні обов'язково застосовують фторидні флюси, які на відміну від хлоридних не викликають корозії зварних з'єднань. Дугове зварювання магнієвих сплавів металевими електродами через низьку якість зварних швів до цього часу не застосовується.
При зварюванні магнієвих сплавів спостерігається великий ріст зерна у навколошовних ділянках і сильний розвиток стовпчастих кристалів у зварному шві. Тому границя міцності зварних з'єднань становить 55—60% границі міцності основного металу.
Нікель і деякі його сплави зварюють вольфрамовим електродом в аргоні, дуговим зварюванням покритими електродами і під флюсом. Зварювання в аргоні виконують на постійному струмі при прямій полярності. При ручному, як і при автоматичномузварюванні під флюсом, як присадний метал використовують дріт того ж складу, що й основний метал. На електродні стержні наносять покриття типу УОНІ-13/45; автоматичне зварювання здійснюється під фторидними флюсами.
Титан зварюють вольфрамовими електродами в середовищі інертних газів і плавкими металевими електродами під фторидними і хлоридними флюсами, які не містять кисневих сполук. Зварювання в середовищі інертних газів ведуть на постійному струмі прямої полярності, а зварювання під флюсом — на постійному струмі зворотної полярності.
Газове зварювання для титану і його сплавів не застосовується.