Особенности сварки цветных металлов и сплавов

1. Сварка меди и её сплавов.

Медь сваривается плохо ввиду её высокой теплопроводности, жидкотекучести и повышенной склонности к образованию трещин при сварке. Теплопроводность меди в 6 раз больше теплопроводности малоуглеродистой стали, поэтому сварка меди должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а в большинстве случаев - с предварительным и сопутствующем подогревом.

Повышенная жидкотекучесть меди затрудняет её сварку в вертикальном, горизонтальном и особенно в потолочном положениях.

Медь и её сплавы сваривают всеми существующими способами сварки плавлением. Однако, наибольшее распространение получили следующие виды: дуговая сварка угольным электродом, плавящимся электродом, под флюсом, в защитных газах и газовая сварка.

Дуговая сварка меди производится при повышенной силе сварочного тока, что обуславливается высокой теплопроводностью меди. Наиболее распространена газовая сварка меди ацетилено-кислородным восстановительным пламенем повышенной мощности. В качестве присадочного материала используют медные прутки с небольшими добавками олова, цинка, серебра и фосфора, как раскислителей. Сварку ведут с флюсами в состав которых входит бура Na₂B₄O₇, борная кислота NaBО₃ и борный ангидрит B₂O₃. После сварки рекомендуется быстрое охлаждение деталей в воде и проковка швов в холодном состоянии (для устранения хрупкости). Медные листы толщиной более 6 мм следует сваривать с предварительным подогревом до 150-250⁰С.

Латуни являются сплавами меди с цинком (до38%). Основной трудностью при сварке латуни является испарение цинка. В результате шов теряет свои свойства и возможно возникновение пор . Дуговая сварка латуни находит ограниченное применение. В основном применяют сварку угольными электродами на постоянном токе при прямой полярности с применением флюсов (типа БЛ-3). Газовая сварка латуней обеспечивает лучшее качество сварных соединений. Для уменьшения испарения цинка сварку ведут окислительным пламенем, с применением газового флюса, который подаётся в пламя горелки и содержит пары боросодержащих жидкостей, или с порошковым флюсом: 94-96% буры, 4-6% магния металлического.

Образующийся на поверхности сварочной ванны борный ангидрит связывает окислы цинка и образует сплошной слой шлака. Шлак препятствует выходу паров цинка из сварочной ванны. Латунь также успешно сваривается с помощью контактной сварки.

Большинство бронз является литейным материалом и сварка их применяется только с целью заварки дефектов или ремонта. Существует несколько десятков марок бронз. По свариваемости они отличаются друг от друга, поэтому и технология их сварки разнообразна. Сварку бронзы можно выполнять угольными электродами с присадочным материалом, покрытыми электродами и вольфрамовым электродом в защитных газах, газовой сваркой. Газовая сварка бронз ведётся восстановительным пламенем, т.к. при окислительном пламени происходит выгорание легирующих элементов. При сварке пользуются теми же флюсами, что и при сварке меди и латуни.

Сварка алюминия и его сплавов.

Основные трудности, возникающие при сварке алюминиевых сплавов заключаются в следующем:

- поверхность этих сплавов на воздухе очень быстро покрывается тугоплавкой окисью алюминия Al₂O₃, Т пл= 2050⁰С (Тпл Al= 658⁰С);

- все сплавы алюминия не изменяют своего цвета при нагревании, из-за чего трудно заметить начало их оплавления;

- сплавы обладают высокой теплопроводностью, из-за чего толстостенные изделия бывает трудно прогреть;

- изделия из этих сплавов сильно коробит при нагревании.

Детали из алюминия и его сплавов можно соединять как сваркой плавлением, так и сваркой давлением. Но наиболее широкое распространение получили следующие виды: дуговая сварка плавящимся и неплавящимся электродом в защитном газе, автоматическая сварка по слою дозированного флюса, стыковая и точечная контактная сварка. Кроме того возможно применение газовой сварки строго нормальным пламенем. При сварке применяют присадочную проволоку того же состава, что и свариваемый материал. Ручную сварку алюминия выполняют с подогревом листов от 100 до 400⁰С, чем толще деталь, тем выше температура. Наибольшее применение нашла сварка алюминия в защитных газах. Эти способы сварки дают более высокое качество сварных швов по справнению с другими способами дуговой сварки.