Технология сварки металла: уроки и видео как правильно варить металл

Содержание

Сварка металла: виды и технология

Технологический процесс создания неразъемного соединения однородных материалов за счет образования атомных связей называется сваркой. При этом в месте контакта происходит плотное сплавление двух материалов в один. Несмотря на то что такое соединение используется уже длительное время, современная сварка металлов, виды и технология ее выполнения совершенствуются постоянно, что позволяет производить стыковку различных изделий с повышенной надежностью и качеством.

Особенности сваривания поверхностей

Весь процесс сварки металлов протекает в две стадии. Сначала поверхности материалов необходимо приблизить друг к другу на расстояние сил межатомного сцепления. При комнатной температуре стандартные металлы не способны соединиться даже при сжатии со значительным усилием. Виной этому служит их физическая твердость, поэтому контакт при сближении таких материалов происходит лишь в некоторых точках, независимо от качества обработки поверхностей. Именно загрязнение поверхности существенно влияет на возможность сцепления материалов, ведь пленки, окислы, а также слои примесных атомов всегда присутствуют в естественных условиях.

Поэтому создание контакта между кромками деталей может достигаться либо за счет пластических деформаций, которые возникают в результате приложенного давления, либо в случае расплавления материала.

На следующей стадии сварки металла осуществляется электронная диффузия между атомами соединяемых поверхностей. Поэтому поверхность раздела между кромками исчезает и получается или металлическая атомная связь, или ионная и ковалентная связи (в случае полупроводников или диэлектриков).

Классификация видов сварки

Технология проведения сварочных работ постоянно совершенствуется и становится разнообразнее. На сегодняшний день существует около 20 видов сварки металла, которые классифицируются на три группы:

  1. Сварка давлением осуществляется приложением механической энергии, когда связи между кристаллами получаются методом пластической деформации материала. В результате металл начинает течь, перемещаясь вдоль линии стыковки деталей, унося с собой слой загрязненных примесей. Процесс деформирования и соединения поверхностей без предварительного подогрева называется холодной сваркой для металла. В этом случае образуются межатомные связи, что приводит к плотной стыковке деталей.
  2. Сварка плавлением осуществляется путем соединения изделий без применения давления. Источниками тепла при такой сварке металла являются газовое пламя, электрическая дуга, энергия лучевого типа. При сваривании поверхности нагреваются и расплавляются, образуя межатомные связи между двумя металлами и электродом, объединяясь в общую сварочную ванну. После охлаждения и затвердевания состава образуется сплошной литой шов. Сплошной литой шов
  3. Термомеханическая сварка металла осуществляется с использованием нагрева и давления. Место стыковки материала сначала разогревается, а затем прессуется. Подогрев детали придает ей необходимую пластичность, а механическое воздействие объединяет части изделия в монолитное соединение.

Сварка плавлением

Этот вид сварочных работ находит широкое применение, как в промышленных условиях, так и в быту. К соединению металлов плавлением относятся:

  1. Электродуговая сварка. Производится созданием между металлом и электродом высокотемпературной электрической дуги.
  2. При плазменном соединении источником тепла служит ионизированный газ, который проходит с высокой скоростью через электрическую дугу.
  3. Шлаковая сварка осуществляется благодаря нагреву расплавленного флюса (шлака) электрическим током.
  4. Лазерное соединение происходит благодаря обработке металлической поверхности лазерным лучом.
  5. При электронно-лучевой сварке нагревание места стыка осуществляется за счет кинетической энергии движущихся электронов в вакууме под воздействием электрического поля.
  6. Газовая сварка металлов основана на нагревании точки соединения потоком огня, который образуется при сгорании кислорода и газа.

Электродуговое сварочное соединение

Дуговая сварка предполагает использование источника тока с большим номинальным значением, при этом аппарат имеет небольшое напряжение. Подключение трансформатора происходит одновременно на металлическую заготовку и сварочный электрод.

В результате сварки металла электродом образуется электрическая дуга, за счет которой происходит расплавление кромок соединяемых заготовок. В зоне действия дуги создается температура около пяти тысяч градусов. Такого нагрева вполне достаточно для расплавления любых металлов.

Чистый стальной сварной шов

Во время плавления металла соединяемых деталей и электрода формируется сварочная ванна, в которой и происходят все процессы сцепления. Шлак поднимается на поверхность расплавленного состава и формирует специальную защитную пленку. В процессе дуговой сварки металла применяются электроды двух типов:

  • неплавящиеся;
  • плавящиеся.

При использовании неплавящегося электрода необходимо в зону действия электрической дуги вводить специальную проволоку. Плавящиеся электроды сварной шов формируют самостоятельно. В состав таких электродов добавляются специальные присадки, которые не позволяют дуге гаснуть и увеличивают ее устойчивость. Это могут быть элементы с высокой степенью ионизации (калий, натрий).

Способы соединения дугой

Электродуговая сварка осуществляется тремя способами:

  1. Ручным методом. В этом случае все этапы соединения выполняются вручную, с применением простой электродуговой сварки.
  2. Более производительной является сварка металла полуавтоматом. При таком способе сварной шов делается вручную, а присадочная проволока подается в автоматическом режиме.
  3. Автоматическая сварка производится под наблюдением оператора, а вся работа делается сварочным станком. Автоматический сварочный аппарат

Технология газосварки

Этот вид сварочных работ позволяет соединять различные металлические конструкции не только на промышленных предприятиях, но и в бытовых условиях. Технология сварки металла не очень сложная, газовая смесь при горении расплавляет кромки поверхности, которые заполняются присадочной проволокой. При остывании шов кристаллизуется и создает прочное и надежное соединение материалов.

Газовая сварка металлических поверхностей

Газовая сварка имеет много положительных аспектов:

  1. Возможность соединять различные детали в автономном режиме. Причем для этой работы не требуется мощный источник энергии.
  2. Простое и надежное оборудование газосварки легко поддается транспортировке.
  3. Возможность осуществлять регулируемый процесс сварки, так как легко вручную изменять угол наклона огня и скорость нагрева поверхности.

Но есть и недостатки применения такого оборудования:

  1. Место нагрева имеет большую площадь, что отрицательно сказывается на соседних элементах детали.
  2. Отсутствие возможности автоматизировать процесс сварки.
  3. Необходимость строго соблюдать меры безопасности. Работа с газовой смесью имеет высокую степень взрывоопасности.
  4. Толщина металла для качественного соединения должна быть не более 5 мм. Мобильное оборудование для газовой сварки

Шлаковая сварка

Такой вид соединения считается принципиально новым способом получения сварного шва. Поверхности свариваемых деталей покрываются шлаком, который нагревается до температуры, превышающей плавление проволоки и основного металла.

Электрический шлаковый способ сварки

На начальной стадии сварка аналогична дуговому соединению под флюсом. Затем, после образования сварочной ванны из жидкого шлака, дуга прекращает свое горение. Дальнейшее расплавление кромок детали осуществляется за счет тепла, которое выделяется при протекании тока. Особенностью этого вида сварки металла является высокая производительность процесса и качество сварочного шва.

Сварочное соединение давлением

Соединение металлических поверхностей посредством механического деформирования чаще всего производится в условиях промышленного производства, так как для выполнения такой технологии требуется дорогостоящее оборудование.

К сварке давлением относятся:

  1. Ультразвуковая стыковка частей металла. Выполняется благодаря колебаниям ультразвуковой частоты.
  2. Холодная сварка. Осуществляется на основе межатомного соединения двух деталей путем создания большого давления.
  3. Кузнечно-горновой метод. Известен с давних времен. Материал нагревается в горне, а затем сваривается механической или ручной проковкой.
  4. Газовая с прессовкой сварка. Очень похожа на кузнечный метод, только для нагрева применяется газовое оборудование.
  5. Контактное электрическое соединение. Считается одним из самых популярных видов. При такой сварке нагрев металла осуществляется прохождением по нему электрического тока.
  6. При диффузионной сварке сила давления на металл невысокая, но зато необходима большая температура нагрева места соединения.

Точечная контактная сварка

Соединяемые поверхности при такой сварке находятся между двумя электродами. Под действием пресса электроды сжимают детали, после чего подается напряжение. Нагрев места сварки происходит за счет прохождения тока. От размера контактной площадки электрода полностью зависит диаметр места сварки.

Стационарный аппарат контактной сварки

От того, как расположены электроды по отношению к соединяемым деталям, контактная сварка может быть односторонней или двусторонней.

Существует много видов контактной сварки, работающих по аналогичному принципу. К ним можно отнести: стыковую сварку, шовную, конденсаторную.

Техника безопасности

Работа со сварочным оборудованием сопряжена со многими опасными для здоровья оператора факторами. Высокая температура, взрывоопасная среда и вредные химические испарения требуют от человека строгого соблюдения мер безопасности:

  1. Все электрические агрегаты и устройства должны быть надежно заземлены и заизолированы.
  2. Работать необходимо в сухой спецодежде и рукавицах. Для защиты кожи лица и глаз обязательно нужно применять маску с темным стеклом. Сварочный костюм и маска
  3. Обязательно должна находиться на рабочем месте сварщика аптечка и огнетушитель.
  4. Помещение, где проводятся сварочные работы, должно иметь хорошую вентиляцию.
  5. Работы запрещено проводить в непосредственной близости к легковоспламеняющимся предметам.
  6. Запрещено оставлять газовые баллоны без присмотра.

Существует большое количество видов сварки металла, какой из них выбрать решает сам сварщик, исходя из наличия оборудования и способности достичь требуемого результата работы. Сварщик должен знать устройство и принципы работы на определенном оборудовании.

цветных и черных, сплавов, толстого, листового, газовая, кузнечная, полуавтоматом, электрическая, точечная, инвертором, дуговая, лазерная

Каждый монтажный процесс требует правильного подхода. Проще говоря, технология должна соблюдаться обязательно, иначе окончательное изделие, если и окажется на вид приемлемым, и его конструкционные качества будут не на высоте. Сварочные работы, технологии которых разнообразны, должны отвечать всем предписанным действиям, так как изделия из металла отличаются повышенной прочностью и безопасностью в эксплуатации.

Сварка металла

Для правильной сварки металла необходимо подходить к этому ответственно и со знанием дела.

Прежде чем применить особенности сварки по выбранной технологии, нужно понять свойства стали, особенности сопутствующих электродов и назначение изделия. Обработка, технология металлов и сварка идут рука об руку и не могут находиться вне зависимости друг от друга.

Применяемые в сварке материалы

Не весь металл сваривается одинаково. Состав стал разниться и влиять на качество и технологию прокладки шва. Общие требования к сварке любого материала должны отвечать таким качествам, как:

  • стойкость шва к образованию трещин;
  • выдержка стали околошовной зоны;
  • определение стойкости металла при переходе в состояние хрупкости;
  • проверка на износоустойчивость, коррозию и механические свойства свариваемого материала.

Требования стойкости шва к образованию трещин

Требования стойкости шва к образованию трещин.

При помощи таких требований и выбирается образец стали. К нему применяется особая технология сваривания, которая будет иной для других металлов. Нельзя забывать, что и аппараты, с помощью которых будет вестись работа, тоже технологически различны.

Для того чтобы изделие хорошо функционировало в любых температурах, в сварке применяют легированные и холодостойкие стали. Ранее технология сваривания таких металлов применялась только с никельсодержащими составами. Теперь же при развитии прогресса в сварке рекомендована работа с меньшим содержанием никеля и низким количеством углерода. Это дает преимущества в виде отсутствия трещин при закалке, использования изделия в агрессивных средах и хорошей свариваемости практически без дефектов.

Жаропрочные стали применяют в сварке в комбинировании с легированными. Прежде всего, это даст экономию обоим видам металла, особенно если применить хромированные компоненты. Стали такого качества прочны и обладают свойствами, работающими как на охлаждение, так и на перегрев.

Сварка алюминия активно используется в разных видах промышленности, но лишь как самостоятельное легкое покрытие. Взаимодействие со сталью плохое, и технологии пока нет. Поэтому прочность такого металла зависит лишь от его свойств, а чистый алюминий – легкий и хрупкий материал.

Классификация видов стали для сварки

Классификация видов стали для сварки.

Углеродистые стали – самые распространенные в промышленных и производственных масштабах материалы для сваривания. Особенности заключаются в подверженности плавке. Низко- и среднеуглеродистые без труда поддаются любой технологии, стали же с высоким содержанием углерода считаются тугоплавкими, но и для них созданы решения.

Влияние примесей на технологию сваривания. Некоторые из них могут ухудшать качества и свойства основного металла, другие же, наоборот, улучшать. К примесям можно отнести кислород, висмут, фосфор, серу и другие. Из них хорошими свойствами, придающими качество шву, можно выделить фосфор, мышьяк (швы плотные), а вредными элементами считается большое количество кислорода, висмута и серы (швы пористые и хрупкие).

Влияние металлов на технологию сваривания огромно. От комплексных показателей качества зависит эксплуатация изделия – долгосрочная и безопасная. Критерии оценки стали придумали еще при Петре Первом, и до сих пор используют в модернизированном виде. Прежде чем допустить сталь на сваривание, она проходит множество испытаний на изгиб, кручение, твердость, растяжение. Проверку проходят и свойства на выдавливание и осадку. Для того чтобы понять, как будет реагировать сталь на ту или иную технологию сварки и последующую обработку, необходимо знать ее структуру, чтобы применить к ней наиболее подходящую.

Сварка высоколегированных сталей

Схема особенностей сварки высоколегированных сталей

Схема особенностей сварки высоколегированных сталей.

Технология включает в себя несколько процессов: определение свойств металла к растрескиванию, коррозии, изменение структуры стали во время сварки и охлаждения готового шва. Процесс сварки такого металла должен идти быстро. Более эффективной является дуговая, нежели газовая. Электроды должны быть выбраны с содержанием аустенситных сталей, благодаря которым шов будет более технологичным.

По окончании сварки изделие или шов нужно охладить. Но технология еще не закончена: шов требует определенной обработки. Помимо отбивания шлака, нужно удалить оксидный слой, если желаемое изделие должно обладать такими же качествами, как и основной металл. Сделать это можно с помощью термообработки и травления швов. Более эффективен второй вариант. Изделие или область шва погружают в раствор с определенными компонентами, и в результате оксид должен раствориться. Швы шлифуют, полируют и получают поверхность, соответствующую стандартам.

Лазерное сваривание металла

Схема лазерной пайки и сварки

Схема лазерной пайки и сварки.

Технология сварки заключается в высокоточной работе, не требующей последующих обработок. Однако из-за стоимости лазера эта технология пока применима лишь в ответственных конструкциях. Требования к внешнему виду достаточно высоки. Такая технология предусматривает большую точность стыков свариваемой конструкции и соответствующую обработку краев. Сначала металлические элементы подвергают тщательному очищению от окалины, ржавчины, режут трещины, убирают оксидный слой. Могут использоваться токарные станки для идеальности кромок. Применяются растворы для обезжиривания, словом, металл для такой технологии подготавливается тщательно.

Соединение сварки только стыковое. Нахлесточные к углеродистым сталям не применяют из-за особой концентрированности электрического напряжения при лазерной технологии. В качестве защитного газа применяют гелий и аргон. Лазерной технологии подвергают как легкие, так и особо прочные металлы.

Схема горячей сварки

Схема горячей сварки.

А если выполняется технология горячей сварки? При таком выбранном варианте заготовку изделия подвергают предварительному нагреву. Затем применяются сварка и последующее за этим медленное остывание. Это обычный способ обработки изделий, уже бывших в употреблении. Дефекты нужно срезать и создать вокруг места сваривания форму из песка во избежание вытекания расплавленного металла.

Разогрев происходит в печах или косвенной дугой, если изделие невозможно транспортировать. Преимущества находятся на стороне дуговой сварки угольными электродами. Охлаждение должно происходить медленно, не менее 3 суток. Для этого шов покрывается слоем древесного угля и обкладывается со всех сторон асбестовыми листами. Ток может быть любым – постоянным или переменным.

Технология сваривания чугуна

Методы сваривания любых видов чугуна (серые, белые или половинчатые) сложны, так как это самый капризный металл из всех. Особенности его заключаются в сильной текучести металла под действием дуги. Он образовывает трещины в технологических швах из-за высокой скорости охлаждения. Преимущественно технология сварки чугуна применяется при ремонтных работах или исправлении неподходящих отливок.

В качестве швов главную роль играет выбор электродов.

Основные способы сварки чугуна

Основные способы сварки чугуна.

Меньше всего разрушат углеродистый слой металла медно-никелевые. Однако и здесь есть свои условия: шов должен быть мелким, а глубина – маленькой. Подводный камень в выборе таких электродов все же есть: сплавы меди и никеля обладают большой усадкой, что может привести к образованию горячих трещин.

Распространена технология сваривания чугуна с помощью стальных шпилек, которые предварительно вворачивают в тяжелые и громоздкие изделия. Их обваривают вместе с чугуном, низкими токами, для того чтобы уменьшить проявления белого чугуна: он еще более хрупок, при остывании.

Технология сварки алюминия

Выбор ее ограничен из-за свойств самого металла. Имеющий низкую температуру плавки, он обладает высокой текучестью при работе. Прочность такого металла тоже мала, поэтому предотвращающие меры должны быть приняты еще на этапе подготовки. Капризные особенности можно предотвратить с помощью закрытой дуги, высоких концентрированных температур и применения керамического флюса. Они способствуют улучшению качества шва при любом виде сваривания.

Схема аргоно-дуговой сварки алюминия

Схема аргоно-дуговой сварки алюминия.

При работе с плавкой алюминия следует учитывать и состав окружающей атмосферы: если влажность повышена, то швы будут пористыми, а соответственно, некачественными. К тому же, если не соблюсти определенную «сухость» в работе, металлу грозит коррозия.

Технология сварки металлов с алюминием вредна для рабочих, находящихся в зоне превышения концентрации газов и некоторой степени радиации. Поэтому недопустима работа одного человека: всегда должен быть наблюдающий со стороны, готовый прибегнуть к оказанию срочной помощи, если напарнику от паров станет плохо.

Если приходится работать в условиях низких атмосферных температур, то организаторы сварочных работ должны позаботиться о сооружениях, прикрывающих места производства технологических процессов. Оболочки или тепляки должны создать внутри необходимую температуру, соответствующую проводимой технологии. Иначе качество сварки сойдет на нет. При сильном переохлаждении металла швы будут усеяны многочисленными трещинами, что, естественно, не способствует правильности. Должно быть и обеспечение подогревом в связи использования технологий по горячей сварке.

Ремонтные технологии: нюансы

Классификация сварки металлов

Классификация сварки металлов.

Способы такой сварки различны: дуговая ручная, автоматическая, шлаковая, механизированная, кислородная. Обширность применения такого рода технологий востребована, прежде всего, в машиностроении, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве. Выбор определенной технологии зависит от повреждения и его доступности. Предварительно металл подготавливают и определяют его характеристику. Затем убирают повреждения: с трещин снимается кромка, дыры вырезаются и зачищаются.

Технология сварки трещин идет в два этапа: сначала с лицевой стороны, затем с обратной. Заплаты делаются внахлест, угловыми сварками. Кроме того, нельзя забыть о придании выпуклой формы ввариваемого металла. Это нужно, для того что усадка произошла без повреждений. Швы доводятся до гладкого состояния путем их шлифовки.

Детали непростой формы должны вариться вручную. Должно быть визуальное наблюдение за процессом. В этом случае металл будет более качественно использован: окажется меньше шлака. Но все зависит от мастерства сварщика. Повреждения толстостенных металлов завариваются нескольким технологиями: многослойными швами, двумя дугами, «горкой». Такие способы хороши для вертикальных положений.

Технологии сварки бронзы и латуни

Схема автоматической сварки бронзы под флюсом

Схема автоматической сварки бронзы под флюсом.

Бронза – металл капризный. В сочетании с алюминиевыми наплавками сварке не поддается. Чистую, без примесей, возможно заварить по технологии, применимой к меди – вольфрамовым электродом, с присадками из фосфористых элементов. Сварка должна идти в краткий срок без допущения сильного нагревания основной поверхности. Должны применяться стремительное охлаждение и затвердевание. Подойдут и угольные электроды, но на высоте металлический с литым бронзовым стержнем. Нельзя допустить и сильного потека металлов, поэтому процесс ведется только в нижнем положении. Швы, полученные в результате сварки, непрочны и составляют лишь 75% от всей прочности изделия. Это говорит о том, что технология сваривания бронзы применима в ремонтных или второстепенных областях.

Латунь – это медь и цинк, которые при нагревании взаимодействуют. Технология не самая легкая, так как из-за испарения цинка образуется новый элемент – окись цинка, он, в свою очередь, сильно ядовит. Поэтому при соблюдении технологии сварки металлов предполагается работа с вытяжными устройствами или в респираторе. Сам процесс сварки латуни с присадками, уменьшающими испарение цинка, идет хорошо, удовлетворяет требования и качество шва, отделяемый шлак удаляется быстро. Латунь подвержена многим видам сварки, но из-за ее текучести работа может выполняться лишь в нижнем положении.

Технология сваривания мартенситно-стареющих металлов

Микроструктура типичных мартенситно-стареющих сталей .

Микроструктура типичных мартенситно-стареющих сталей .

Благодаря надежности разработанных технологий упрочнения сталей такие виды металлов могут свариваться любым видом сварки и с применением различных электродов. Сравнительно недавно к такой стали с успехом применяется лазерная сварка, которая показывает лучшие результаты стойкости к растрескиванию или коррозии.

Также широкое применение получила точечная контактная сварка при работе со стареющими металлами. Она хороша в промышленных масштабах, а для штучных изделий подойдут технологии сварного взрыва или трения. Но это требует определенных условий в техническом оборудовании.

Для того чтобы сварка такими сталями была успешной, требуется точное соблюдение технологий, присущих именно ей: все материалы и сопутствующие элементы должны быть идеально чистыми, их обезжиривают и промывают. Если требуется подгонка стыков, то делать это нужно качественно, иначе возможно возникновение горячих трещин. Их ликвидация довольно проблематична. Технология предусматривает переход в процессе сварки металлов от одной формы к другой: это способствует устранению дефектов в виде трещин.

Технологии, предусматривающие сварку тугоплавких металлов, включают в себя цирконий, ниобий, ванадий, тантал. А также хром, молибден, вольфрам.

Абразивный камень

В качестве очищающего средства металлов перед сваркой используют абразивный камень.

Перед тем как приступить к сварочному процессу, необходимо подготовить поверхности, стыки и торцы изделий. Может применяться абразивный камень в качестве очищающего средства, но только в том случае, если конфигурация детали несложная и не имеет изгибов, выпуклостей или вогнутостей. В противном же случае используются особые электрические ножницы. Но так как от этого поверхность может пойти трещинами, то рекомендовано обрабатывание торцов и кромок на фрезерных станках. В качестве очистки поверхности применяются травление и вакуумный отжиг.

В вопросе выбора электродов применима проволока такого же состава, что и основной металл. Режимы сварки могут разниться, от этого идут разное формирование шва, его структура и механическая прочность самого изделия. К примеру, увеличение тока приведет к увеличению пластичности металлов, однако плохо скажется на формовке шва.

Прогрессивные технологии, такие, как плазменная сварка, вакуумная или лазерная, помогут справиться со всеми видами стали, но потребуют большого профессионализма в работе. Они используются в промышленных масштабах: ракетостроение, применение точных приборов измерения.

Технология сваривания разнородных металлов

Таблица для сварки разнородных металлов

Таблица для сварки разнородных металлов.

Промышленность преуспевает в создании альтернативных изделий с применением сварки металлов. Что это значит? На смену тяжелым и дорогим изделиям приходят другие, выработанные с применением технологии совместимости разных структур. Таким образом, они становятся экономичнее, легче, улучшаются конструкционные качества.

Некоторые технологии сварки ведутся с применением какого-либо промежуточного металла, в том случае, если свойства одного и другого вместе не сойдутся никак. Тогда «прослойка» будет прекрасным барьером в предотвращении хрупкости и возникновении коррозии. Естественно, такой металл должен быть совместим и с одним, и с другим материалом.

Прекрасными способами в некоторых случаях станут пайка металлов, технология давления и плавления. Они не могут подходить ко всем без исключения материалам, однако призваны своим взаимодействием схватить поверхности конструкций. В этом случае технология окажется ничуть не хуже прямого сваривания однородных металлов.

Технология сваривания свинца

Технология сварки свинца

Технология сварки свинца.

Свинец получил большое применение в атомной и химической промышленности благодаря собственным свойствам. Им отделывают внутренние поверхности сосудов и колб для химических реагентов, так как его малое взаимодействие с активными веществами позволяет транспортировать их без опасения утечки.

Подготовка к свариванию свинца ведется тщательным образом: края металла зачищают до блеска, и ширина чистой поверхности должна составить не менее 3 см от кромки. В качестве дополнительной очистки применяют протравление раствором уксусной кислоты или промывание хлористым углеродом, чтобы исключить малейшую возможность проникновения грязи под сварочный шов. Чистка происходит либо непосредственно перед сваркой, так как металл притянет к себе налет очень быстро, либо два раза.

Свинцовая сварка может проходить и в вертикальных положениях из-за легкости плавления, и в горизонтальных из-за жидкотекучести металла. Также сварка идет с применением присадочной проволоки, которая закладывается прямо встык.

Схема вариантов сварки свинца

Схема вариантов сварки свинца.

Типы применяемой к свинцу сварки различны: газовая, дуговая, импульсная и холодная. Зависят они от толщины сварных металлов. Лучшие швы получаются при применении флюсов, в два-три шовных прохода. Первый будет идти без присадочной проволоки, за счет того что края изделия сами плавятся. Второй – с присадкой и увеличением сварочной ванны. Третий нужен, если толщина свинца превышает 20 мм, значит, считается трудоемкой.

Сварка свинца осуществляется без подогрева и перерыва. Если вдруг случайно произошел обрыв электрической дуги, то нужно по-новому зачистить место присоединения и лишь потом начинать сварку. Для того чтобы сделать шов гладким, его допустимо проковать.

Перечень вышеуказанных технологий далеко не полный и не раскрытый в плане конкретных цифр и указаний марок сталей и электродов. Производственные таблицы с определенными величинами даны в обучающей литературе. Технология металлов и сварка – понятия, неотделимые друг от друга, и поэтому без изучения свойств одного невозможен процесс другого. Чтобы стать профессионалом в области сварочного дела, требуется получить знания и по металловедению, чтобы знать реакцию популярных и редких для сваривания металлов на ту или иную технологию.

Сварка тонкого металла электродом — виды, особенности

сварка тонкого металла

Как у профессионалов, так и у новичков часто возникает вопрос, как правильно осуществляется сварка тонкого металла электродом. Вся проблема в том, что сварка жести вызывает некоторые трудности, связанные с ее толщиной (0,1-0,3 мм), из-за которой может возникать деформация в процессе работы. Рассмотрим основные требования правила работы и технологию сварки на листовой стали и выбор самых тонких электродов для работы.

Содержание статьи

Особенности сварки тонкого металла электродом

Сварка жести с помощью проводника процесс хоть и востребованный, но достаточно сложный и требует особого подхода. Все дело в том, что одно неловкое движение проводником и металл можно испортить, то есть насквозь прожечь, так как он толщиной меньше 0,4 миллиметра. В то же время, недостаточно плотное прилегание электрода может привести к некачественному соединению свариваемого материала.

Сварка тонкого металла электродом ведется на низком токе, поэтому необходимо четко придерживаться расстояния между изделием и проводником, чтобы не утратить дугу. Одним словом, нужно долго учиться и тренироваться, как варить тонкий металл, чтобы полноценно прочувствовать весь процесс и научиться удерживать дугу.

Одной из особенностей является специальная подготовка для тонкого металла, для лучшего сцепления. То есть, детали необходимо максимально качественно очистить от масла, краски, грязи и пыли для лучшего скрепления. Следует учитывать, что не все виды швов и не каждая технология подойдет для сварки стальных листов.

Требования и технология сварки жести

Сварка тонколистового металла имеет ряд требований, которые рекомендуется выполнять для получения качественного результата:

  • электроды для сварки тонкого металла следует подбирать в соответствии с толщиной рабочего изделия. При толщине детали, не более 3 мм и проводник нужно применять диаметром 3-4 миллиметра. Для этого нужен самый тонкий электрод для сварки;
  • во избежание деформации деталей, необходимо выбирать соответствующую силу тока, для сварки стальных листов небольшого диаметра;
  • сварка тонколистовой стали должна производиться электродами с особым покрытием, которые будут медленно плавиться, позволят легко возбудить и удержать дугу, без разбрызгивания капель металла.

технология сварки

Особое внимание необходимо уделить выбору электрода. Для сварки жести нужно выбрать специальные проводники, которые обеспечивают медленное плавление и позволяют лучше удержать дугу. Использовать для работы можно как переменный, так и постоянный ток. Электроды для сварки инвертором тонкого металла лучше всего выбирать универсальные. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение «троечке».

Касаемо технологии работы, то сваривать тонкие изделия лучше внахлест, так меньше вероятности прожечь металл.

Если необходимо произвести сварку листового металла встык, тогда его перед обработкой надо зафиксировать таким образом, чтобы они не двигались во время работы. При нагревании и остывании, металл имеет свойство расширяться и сужаться. В связи с этим могут возникнуть трудности, особенно у сварщика-новичка.

 Основные способы соединения тонколистового металла

Сварка жести может осуществляться как ручной дуговой сваркой, так и полуавтоматом. Эти обе методики широко применяются для соединения мелких деталей, толщина металла которых не более 3 миллиметров.

Специалисты рекомендуют совершать сварку тонкого металла полуавтоматом, так как оборудование лучше справляется с этой задачей при работе на маленьком токе. Таким образом, можно избежать деформации изделия.

Сварка стальных листов может осуществляться несколькими способами:

  • прерывистый метод или точечный, при котором можно варить тонкий металл инвертором без риска. На изделии просто ставятся точки и таким образом скрепляются две части. Этот метод требует некоторых навыков, так как мастер должен очень быстро перемещать проводник, пока металл не успел остыть.
  • непрерывная сварка жести на протяжении всего шва. Сварочный аппарат для такого способа лучше выставлять на маленький ток, не более 60А. Кроме этого, нужно выбрать определенную скорость ведения электрода, так как при быстром перемещении изделие не успеет сплавиться, а при медленном, в нем могут образоваться дыры.

Существует два основных способа для сварки жести:

  1. Работа плавящимися электродами. Для этого лучше использовать проводники, диаметром не более 2 миллиметров. Оптимальным размером считается 1,6 мм. Основной задачей мастера при этом является контроль недопущения перевара, чтобы не прожечь деталь. Проводник нужно вести с умеренной скоростью, чтобы и сплав получился качественным, и при этом в металле не образовалась дырка. В момент сцепления материалов необходимо обеспечить полный провар кромок стали, но не прожечь его. Здесь сварка тонколистовой стали заключается в мгновенном расплавлении кромок и невозможности вести полноценный контроль над созданием сварочной ванны. То есть, при таком способе важно внимательно вести электрод, чтобы не прожечь материал. Для этого необходимо долго тренироваться.
  2. Сварка инвертором тонкого металла с применением нерасплавляющегося электрода. Такой метод, в свою очередь, тоже делится на два типа:
  • метод оплавления и соединения кромок деталей;
  • метод с использованием присадочной проволоки.

сварка тонкого металла

Этот способ подразумевает соединение деталей без примеси дополнительного материала. То есть, электрод не плавиться, а только расплавляет края деталей и соединяет их между собой. Такая методика дает возможность работать с самыми тонкими стальными листами.

Особенности работы с оцинкованной сталью

Оцинкованная сталь – это тонкий металл, который покрыт цинковым напылением. При работе с ним необходимо учесть несколько особенностей. Во-первых, детали нужно тщательно подготовить, расчищая напыление до чистой стали. Если этого не сделать, тогда соединение не получится. Так как цинк имеет совершенно другую температуру плавления, в сравнении со сталью.

Оцинкованный слой можно снять металлической щеткой или наждачной бумагой. Некоторые для этого используют абразивный круг. Все работы с цинком запрещено производить в закрытом помещении, так как его испарение очень вредно для организма.

Когда материал полноценно очищен до чистой стали, можно начинать процесс соединения деталей. При работе с оцинкованными трубами для получения качественного и надежного шва нужны будут два прохода разными электродами. Первый шов варят электродами с рутиловым покрытием, например, МР-3, АНО-4, ОЗС-4. При этом движения нужно совершать плавные и небольшие. Верхний шов — облицовочный стоит делать шире. Его ширина приблизительно равна трем диаметрам проводника. Тут важно не спешить и хорошо проваривать. Для этого используют электроды с основным покрытием (например,УОНИ-13/55,  УОНИ-13/45, ДСК-50).

В завершение стоит отметить, что сварка жести – дело тонкое и кропотливое, требующее от сварщика определенных навыков в работе. Может осуществляться сварка тонкого металла полуавтоматом и вручную. Первым способом немного легче, потому что сварка тонким электродом вручную требует выполнения ряда условий, чтобы шов получился прочным и качественным.

Немаловажным моментом является тип спаивания. Сварка листового металла встык может быть реализована только в случае, если сварщик настоящий профессионал и правильно рассчитает силу тока, чтобы правильно соединить делали. В ином случае необходимо выбирать пайку внахлест. При этом уменьшается риск сквозного проплавления изделий. При инверторной методике важно правильно выставить силу тока. Тогда получится ровный и правильный шов.

[Всего: 0   Средний:  0/5]

технология процесса, способы, необходимое оборудование, плюсы и минусы

Кузнечная сварка – это форма неразъемного соединения, которое возникает под воздействием внешнего давления на две предварительно нагретые детали. Другими словами, под действием высоких температур части железных заготовок переходят в пластическое состояние, их совмещают, а давление создается ударами молота.

Особенность кузнечной сварки: она подходит для соединения низкоуглеродистых и конструкционных сталей, в которых содержание углерода не превышает 0,3%. Если процент будет выше, сварка материала практически невозможна.

Какие ГОСТы регламентируют

До 2009 года кузнечная сварка регламентировалась документом ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий».

В этой версии документа кузнечная сварка определяется, как «печная сварка, при которой осадка выполняется ударами молота». ГОСТ был введен в действие от 29.02.84. В октябре 1996 года вышло переиздание с изменениями. Документ утратил силу с 01.07.2010г.

Действующие

Разновидности сварки сейчас регламентируют:

  1. ГОСТ Р ИСО 17659-2009 «Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений».
  2. ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 «Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения».

Оба ГОСТа введены в действие от 04.08.2009.

Первый документ дает определение общего раздела – сварки давлением. Это «сварка, осуществляемая приложением внешней силы и сопровождаемая пластическим деформированием сопрягаемых поверхностей, обычно без присадочного металла». В примечании уточняется, что «сопрягаемые поверхности допускается нагревать, чтобы облегчить получение соединения» (ИСО 857-1).

А вот второй ГОСТ дает описание именно кузнечной сварки в пункте 4.1.6.12. Оно звучит: «кузнечная сварка – это сварка давлением, при которой заготовки нагреваются в печи, а шов получается в результате ударов молотом или приложения другой импульсной силы, достаточной для пластической деформации сопрягаемых поверхностей».

Где применяется

Кузнечная сварка (иначе ее называют сварка ковкой) появилась более 2000 лет назад и долгое время являлась единственным способом неразъемного соединения металлических деталей. С появлением более современных способов сварки этот метод потерял популярность. В промышленных масштабах его не используют, но в частных мастерских по-прежнему применяют.

Для чего ее используют сегодня:

  1. Скульпторы, кузнецы, арт-мастерские отдают ей предпочтение в художественной ковке, в создании дизайнерских объектов и конструкций из металла. Она требует минимум специального оборудования и дает интересный визуальный эффект.
  2. Она подходит для срочного кустарного ремонта несоответствующих деталей машин.
  3. В кузницах ее применяют для изготовления сельскохозяйственного инвентаря (плуги, топоры и т. д.).
  4. При изготовлении водосточных труб небольшого размера. Редкий случай, когда сварка давлением применяется в производстве. В основном это прерогатива ручной ковки и частных мастерских.
  5. Кузнечная сварка – единственный способ соединения слоев в заготовках для кованого холодного оружия. В редких случаях детали доспехов делают из нескольких слоев стали. И применяют этот метод для подготовки многослойных заготовок.

Кузнечная сварка требует очень много сил и времени, а результат напрямую зависит от мастерства кузнеца.

Процесс кузнечной сварки

Шаг 1. Очищение.

Процесс начинается с подготовки свариваемой поверхности. Качественное соединение возможно, только если с поверхности заготовок будут удалены оксидные пленки и другие загрязнения.

Шаг 2. Нагрев заготовок.

Для этого используется горн или муфельная печь. Лучший вариант топлива – древесный уголь или кокс. В них очень маленький процент серы, которая снижает прочность шва. Но чаще всего применяют обычный каменный уголь. Желательно, чтобы процент серы не превышал 1%, а золы – 7%. Обратите внимание на размер угля. Он должен быть не слишком крупным и хорошо просеянным. Не стоит спешить отправить металл в печь. Важно подождать, когда уголь качественно разгорится, чтобы из него выгорела большая часть серы.

Концы заготовок нагревают до значений, превышающих температуру ковки. Низкоуглеродистую сталь доводят до 1350 – 1370˚С. Ее отличительная особенность – ослепительно белый цвет каления. Для материалов с повышенным содержанием углерода (например, сталь У7) нужна температура 1150°С. Она даст белый с желтоватым оттенком цвет каления.

При сваривании заготовок, сталь которых различается, нагрев нужно начинать с той, где меньше содержание углерода – впоследствии ее температура будет выше. Через некоторое время следует начать нагрев второй заготовки с большим количеством угля.

Шаг 3. Использование флюса. При работе с высокими температурами происходит активное образование окалины. Есть риск пережога металла. Чтобы избежать этого, используют флюс. Им посыпают заготовку в момент нагрева до 950 – 1050°С. Состав флюса бывает различный:

  1. Мелкий речной песок. Обязательно промытый, отделенный от глины и примесей, хорошо просушенный и просеянный.
  2. Силикатный песок и сода. Использовались раньше, сейчас состав не очень популярен. Некоторые мастера применяют перемолотый стеклянный бой для имитации этого состава.
  3. Речной песок и бура. Бура – тетраборат натрия (Na2B4O7) – составляет около 10%. Также имеет название «Borax». Смесь необходимо прокалить, чтобы максимально избавиться от воды в составе. Этот вариант действеннее, чем один песок. Бура лучше шлакуется и очищает металл. Если уголь плохо очищен и дает много шлака, использование этого вещества просто необходимо! В экстренной ситуации буру можно заменить солью.
  4. Чистая бура. Многие кузнецы используют ее отдельно из-за высокой температуры плавления песка.

Сварочный флюсПримерная стоимость сварочного флюса на Яндекс.маркет

Толстый слой флюса затрудняет работу и прогрев. Поэтому любой состав нужно наносить тонким слоем.

Покрывать деталь флюсом нужно на значительном расстоянии от огня, чтобы смесь не расплавилась в процессе.

При нагреве маленьких заготовок удобнее не посыпать флюсом, а раскаленным концом воткнуть в песок или другую смесь. Для этого состав должен находиться в металлической емкости. Потом заготовку возвращают в огонь и продолжают нагрев.

Шаг 4. Сварка.

После достижения необходимой температуры заготовки достают и очищают от шлака. Детали стыкуют или накладывают друг на друга, после чего наносят легкие и частые удары. При этом остатки флюса со шлаком выдавливаются наружу шва. Поверхности стыка в этот момент плотно прижимаются, и это защищает их от окисления. Процесс заканчивают частыми и сильными ударами от середины к краям. Это позволяет избежать непроваров, трещин, пузырьков, что в итоге увеличивает прочность всей поковки. Важно уделить внимание не только месту сварки, но и проковать участки, к нему прилегающие.

Способы кузнечной сварки

Кузнечная сварка бывает:

  1. Внахлест.
  2. Вразруб.
  3. Встык.
  4. Вращеп.

Необходимое оборудование

Для кузнечной сварки необходимо:

  1. Горн или печь.
  2. Наковальня.
  3. Кузнечные клещи.
  4. Молоты (от слесарного молотка до пневматического молота).

Плюсы и минусы

Недостатки кузнечной сварки:

  1. Обеспечивает относительно невысокую надежность соединения.
  2. Малопроизводительна, требует больших затрат сил и времени.
  3. Не подходит для производственных масштабов.
  4. Пригодна для сварки не всех видов металла.
  5. Требуется мастер высокой квалификации для качественного результата.

Преимущества кузнечной сварки:

  1. Увеличивает стоимость изделия.
  2. Является единственным способом получения некоторых материалов (например, дамасская сталь, мокуме, слоеные стали).
  3. Создает колоритный внешний вид изделия.
  4. Иногда используется для сварки заготовок большого размера.
  5. Этот вид сварки легко освоить.
  6. Требует минимум специального оборудования.

Сварка цветных металлов: виды основных сплавов

сварка цветных металловИзделия 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.

Содержание статьи

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.

цветные металлы

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.

цветной металл - медь

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.

алюминий

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, ммРастояние между прихватками, ммРазмеры прихваток, мм
ВысотаДлинна
До 1,520-301-1,52-4
1, 5-330-501,5-2,54-6
3-550-802,5-46-8
5-1080-1204-68-12
10-25120-2006-1212-26
25-50200-36012-2026-60

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.

медь

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, ммДо 1,51,5-2,52,5-44-88-15Более 15
Диаметр присадочной проволоки, мм1,5234-568

Защита сварочной ванны обеспечивается флюсами, перечень которых изложен в таблице ниже. Флюсы в сварочную ванну вводятся в порошкообразном или парообразном состоянии.

КомпонентСостав флюса, %
№1№2№3№4№5№6№7№8
Бура прокаленная100507550507056
Борная кислота10050253510
Поваренная соль2022
Фосфорнокислый натрий1515
Кварцевый песок
Древесный уголь
Углекислый калий (поташ)22

Флюсы для ацетилено-кислородной сварки.

КомпонентСостав флюса (по массе), %
№1№2№3Марки БМ-1
Бура прокаленная1005020
Борная кислота3580
Фтористый натрий15
Метилборат75
Метиловый сирт25

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.

титан

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:

  1.  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.

  1. 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.

[Всего: 0   Средний:  0/5]

Сварка цветных металлов: особенности технологии

Сварка цветных металлов

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Каковы особенности сварки цветных металлов и сплавов
  • Как сваривается медь и ее сплавы
  • Как осуществляется сварка алюминия
  • Что необходимо учитывать при сварке бронзы и латуни
  • Каковы особенности сварки титана

На первый взгляд может показаться, что сварка цветных металлов и их сплавов – дело несложное, так как расплавить их не составит особого труда. Но дело в том, что когда цветные металлы вступают в контакт с кислородом, они проявляют повышенную химическую активность. Кроме того, их поверхность покрыта оксидной пленкой, которая препятствует надежному соединению частей конструкции. Обычное нагревание в воздухе приводит к росту химической активности, из-за чего вы получите не ожидаемый ровный шов, а лишь оплавленный участок, покрытый плотным слоем оксида.

 

С какими сложностями связан процесс сварки цветных металлов и сплавов

С какими сложностями связан процесс сварки цветных металлов и сплавов

Для работы с цветными металлами и сплавами необходимо принять специальные защитные меры. В противном случае негативные процессы усилятся и образуют в месте шва оплавленный оксидный нарост.

Очень важно создать надлежащие условия для выполнения сварки – ограничить доступ кислорода в рабочую зону либо четко регулировать его поступление.

Разновидности цветных металлов, которые востребованы больше всего, трудно отыскать в их естественном виде. Поэтому для того, чтобы получить вещество с нужными химическими свойствами, на производствах обычно используют сплавы – сложные комбинации и сочетания цветных металлов.

Чаще всего мастера сваривают изделия из алюминия, бронзы, дюралюминия (сплав алюминия, меди, магния и марганца), меди, латуни (комбинация цинка и меди), силумина (сочетание кремния и алюминия). Сегодня также изготавливают множество сварных изделий из алюминиево-магниевых и алюминиево-марганцевых сплавов.

Но самые популярные цветные металлы, которые используют в промышленности и на производстве, – это комбинации меди и алюминия с другими металлами (свинцом, цинком, магнием, кремнием и пр.). К таким соединениям относятся:

  • Алюминиевые сочетания (дюралюминий, авиаль, силумин).
  • Обычная латунь – сплав цинка и меди, в котором последний элемент занимает до 70 % общей массы. В некоторых случаях для достижения нужной кондиции изделия долю цинка увеличивают до 50 %.
  • Бронза – классическая комбинация олова и меди (пропорции: 15:85).
  • Сложные латуни – наряду с цинком и медью в них также содержатся различные наполнители и добавки.

Выбирать подходящую технологию сварки цветных металлов и сплавов нужно с учетом типа материала, с которым вам придется работать.

Известно, что магний, медь и алюминий остывают довольно быстро. Значит, для работы с ними понадобится источник энергии очень высокой мощности и дополнительный прогрев. Со сплавами дело обстоит сложнее. Дело в том, что входящие в их состав элементы могут иметь разную температуру плавления. Поэтому в процессе работы с ними есть риск того, что более легкие вещества испарятся. Но, проведя сварку быстро, вы сможете этого избежать.

Особенности сварки цветных металлов и сплавов также обусловлены их высоким сродством к кислороду. Некоторые из них даже могут выступать в роли раскислителей. Окислы, которые образуются при их плавке – это более тугоплавкие соединения, засоряющие сварочный шов. Если снизить температуру плавления, то на поверхности могут появиться трещины. Очевидно, что это отрицательно скажется на механических свойствах соединения. Вот почему сваривание цветных металлов нередко выполняют под слоем флюса, уменьшающего влияние на них кислорода.

Из-за своей непрочности и хрупкости, некоторые сплавы могут разрушиться при легком ударе или вообще без какого бы то ни было внешнего воздействия. В то же время слишком тяжелые материалы способны своим весом провалить сварочные ванны. Поэтому, работая с ними, нужно быть очень аккуратным.

Технология сварки цветных металлов на примере меди

Технология сварки цветных металлов на примере меди title=

К положительным характеристикам меди относятся: высокая пластичность, теплопроводность, теплоемкость, электропроводность и коррозийная стойкость. К этому перечню следует добавить нечувствительность к холоду и сохранение высоких пластических свойств после отжига. Все эти уникальные качества позволяют широко применять медь и ее сочетания в разных отраслях производства.

Отличительные свойства меди: плотность – 8,96 г/см3, относительное удлинение – 50 %, временное сопротивление при отсутствии нагартовки – 20 кгс/мм2 (200 МПа), плавится при температуре 1083 °С.

Чистота меди оказывает непосредственное влияние на ее свариваемость. Лучше свариваются те изделия, в составе которых содержится минимальное количество вредных примесей. Содержание кислорода в раскисленной меди не превышает 0,01 %. Это значит, что она сваривается лучше всего. Примеси, ухудшающие свариваемость меди и понижающие ее механические качества, – свинец, висмут, сера.

Рекомендовано к прочтению

Когда в расплавленной меди присутствует водород, он тоже негативно влияет на сваривание. Шов кристаллизуется и происходит объединение водорода с кислородом закиси меди, в результате чего образуются водяные пары. Из-за этих паров и возникает водородная болезнь. Дело в том, что когда сварной шов кристаллизуется, водяной пар пытается вырваться наружу и в результате этих усилий образует множество трещин и пор. Данный процесс отражается в формуле Сu2O+H2=2Cu+H2O↑.

Ручная сварка деталей из цветных металлов выполняется посредством металлических либо угольных электродов с использованием покрытий и флюсов. Кроме того, ее осуществляют в среде защитных газов.

Сварка угольным электродом. Соединять детали из меди следует постоянным током прямой полярности, графитовым или угольным электродом.

Ручная сварка деталей из цветных металлов

Соблюдайте длину дуги 35–40 мм, а в качестве присадочного материала используйте прямоугольные или круглые прутки из меди («M1», «М2») и прутки с присадкой фосфора (раскислитель). Лучше всего, чтобы сечение присадочного прутка было 20–25 мм2. Тогда он не слишком окислится и перегреется в процессе расплавления цветного металла.

В роли флюса здесь выступает смесь из 5%-ного металлического порошкообразного магния и 95%-ной прокаленной буры или плавления бура. Прежде чем приступить к сварке цветных металлов, порошкообразные флюсы следует нанести на свариваемые кромки или поверхность присадочного прутка, смоченную жидким стеклом. А затем просушить их на воздухе.

Перед нанесением флюса промойте кромки свариваемого изделия и присадочный пруток 10%-ным раствором каустической соды или зачистите их металлической щеткой.

Сваривая медные детали угольным электродом, используйте в роли присадочного металла прутки, содержащие не более 1 % серебра, до 0,2 % фосфора, остальное – медь.

Примените предварительный подогрев, чтобы обеспечить хорошее проплавление основного материала и следующего с присадочным. В ходе сварки простых небольших узлов (шин, наконечников) можете выполнять подогрев самой угольной дугой.

Крупногабаритные изделия необходимо предварительно подогреть в электрических печах с защитной атмосферой до температуры +500 °С. В роли защитного газа может выступать азот.

Учтите, что при нагреве выше +400 °С медь начинает интенсивно окисляться. При этом образуется оксид меди (I) (Cu2О), который растворяется в цветном металле. В результате медь становится хрупкой. Поэтому ее обязательно следует нагревать в защитной атмосфере.

Сваривание медных изделий толщиной до 4 мм угольным электродом выполняют «левым» методом, не скашивая кромки. В этом случае электрод следует разместить между присадочным и наплавленным цветным металлом. А детали толщиной более 4 мм сваривают со скосом кромок, «правым» методом. Тогда угол разделки составляет 70–90°, а присадочные прутки помещают между электродом и наплавленным цветным металлом.

Таблица режимов ручной дуговой сварки меди графитовым и угольным электродами:

Таблица режимов ручной дуговой сварки меди

При сборке медных изделий и узлов зазоры в местах наложения швов должны быть минимальными и не превышать 0,5 мм. Это позволит избежать сквозных прожогов и протекания швов.

Сварку цветных металлов в данном случае выполняют в нижнем положении, соблюдая строгую последовательность: сначала рабочая поверхность подогревается, затем осыпается флюсом и прогревается до оплавления электрической дугой, после чего подается цветной металл.

Когда шов заполняется концом присадочного прутка, в сварочную ванну следует дополнительно внести флюс. При этом важно, чтобы присадочный металл после расплавления его теплом дуги хорошо сплавлялся с основным цветным металлом. Если температура прогрева участка будет недостаточной, то присадочный металл свернется в шарики. А это приведет к непроварам. Старайтесь заполнить шов за один проход, так как при многослойном сваривании в его наружных слоях могут образоваться поры.

По окончании сварки прокуйте наплавленный цветной металл и подвергните его отжигу, нагревая до +500…+550 °С и охлаждая в воде. Это делается для того, что повысить его вязкость.

Сварка металлическим электродом. Данный метод подходит для работы с медными изделиями толщиной более 2 мм, используемыми в виде проката.

Сварка металлическим электродом

Если присадкой служит проволока из обычной электролитической меди, применяйте флюс следующего состава (в % по весу):

  • обезвоженная бура;
  • борная кислота;
  • фосфорнокислый натрий.

Благодаря последнему элементу в составе флюса кислоты более полно удалятся из расплавленного цветного металла.

Подготовка, подогрев изделия и последующая обработка сварного соединения осуществляются одинаково при использовании угольного и металлического электродов.

Цветной металл, наплавленный электродами, отличается хорошей пластичностью и большей прочностью.

Если нужно получить наплавленный цветной металл, близкий по своему составу с основным, то его сваривают электродами другого типа. Это делается на постоянном токе обратной полярности короткой дугой. Электрод перемещается без колебаний, только поступательно. При этом сила тока должна быть достаточной, чтобы обеспечить сваривание.

Питание постов осуществляется от многопостовых генераторов либо от генераторов «ПС-500». А чтобы повысить качество, в роли флюса следует использовать борный шлак. Последний получают в результате сплавления без доступа воздуха 95 % прокаленной буры и 5 % магния. В среде азота и аргона сварку необходимо выполнять угольным либо вольфрамовым электродом при помощи специального электродного держателя, который обеспечивает подачу защитного газа в зону горения дуги.

Ручная аргонодуговая сварка. Этот метод требует наличия в составе защитных газов таких инертных веществ, как аргон и гелий.

Сварка цветных металлов аргоном осуществляется вольфрамовым электродом постоянным током прямой полярности при общем подогреве изделия до температуры +350…+400 °С. В качестве присадочного материала используют бронзовую проволоку («КМцЗ-1» и др.).

Сварка цветных металлов аргоном

Работа может выполняться как «левым», так и «правым» методом. Прежде чем к ней приступить, дугу возбуждают на угольной или графитовой пластине. После чего ее переносят на изделие. Не рекомендуется зажигать ее на самом изделии, потому что вольфрамовый электрод при этом оплавляется и загрязняется. Сварка выполняется в потолочном, нижнем или вертикальном положении.

Можете сваривать медь в среде аргона и переменным током. Тогда скорость существенно снизится, но шов будет внешне выглядеть лучше, чем при использовании постоянного тока. При работе переменным током проволокой «Бр КМцЗ-1» не требуется бура для раскисления. В этом случае на расплавленном цветном металле не будет поверхностной пленки. Она удалится из-за катодного распыления, которое основывается на движении с большой скоростью положительно заряженных ионов к катоду и его бомбардировке. Сварка цветных металлов описанным методом происходит устойчиво и может осуществляться в любых пространственных положениях.

Технология сварки алюминия

Технология сварки алюминия

Алюминий – это один из самых распространенных природных элементов. Он отличается стойкостью против перехода в хрупкое состояние при низких температурах, высокой коррозионной стойкостью в окислительных средах, высокой тепло- и электропроводностью, а также малой плотностью.

Температура его плавления составляет +660 °С, а плотность – 2,7 г/см3. Алюминий всегда покрыт пленкой окиси алюминия (Аl2O3) из-за большого сродства к кислороду. Температура плавления этой пленки – +2050 °С. Основные трудности, возникающие при работе с алюминием, обусловлены тугоплавкостью пленки и риском появления кристаллизационных трещин и пор в шве.

Вышеупомянутая пленка окиси алюминия препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом. Поэтому ее удаляют металлическими электродами для сварки цветных металлов, воздействуя покрытием электрода или составляющими флюса. При аргонодуговом сваривании пленку разрушают посредством катодного распыления. Если использовать постоянный ток обратной полярности, то он оказывает «очищающее» воздействие на протяжении всего времени горения дуги. А переменный ток действует таким образом только в те полупериоды, когда изделие является катодом.

Поры в сварных швах образовываются из-за водорода, усиленно стремящегося выйти в атмосферу в связи с резким изменением растворимости при переходе алюминия из жидкого состояния в твердое. А кристаллизационные трещины появляются из-за повышенного содержания кремния. Чтобы их уменьшить, в алюминий вводятся добавки железа.

Ручная сварка угольным электродом. Выполняется в тех случаях, когда толщина цветного металла составляет от 1,5 мм до 20 мм, а также при заварке дефектов литья из алюминия и его сплавов. Если толщина цветного металла не превышает 2 мм, то его сваривают, не разделывая кромку и присадочную проволоку.

Ручная сварка угольным электродом

Ручная дуговая сварка металлическим электродом. Для работы с изделиями из чистого алюминия («АД», «АД1», «АДО», «А6») используются электроды «АФ-4аКр» и «ОЗА-1».

Ручная дуговая сварка цветных металлов осуществляется постоянным током обратной полярности после предварительного подогрева свариваемых листов: толщиной 6–8 мм – при температуре до +200 °С, 8–16 мм – до +350…+400 °С.

Прежде чем приступить к работе, электроды следует просушить в течение двух часов при температуре +150…+200 °С. Если толщина цветного металла – более 20 мм, то кромки необходимо разделать. Сварка выполняется с двух сторон при зазоре между листами 0,5–1 мм.

Электроды «А-2» применяются для устранения дефектных мест в литье сплава «АЛ-9» и сваривании алюминиево-марганцевого сплава типа «АМц». Изделие следует предварительно подогреть («АЛ-9» до +280…+300 °С, «АМц» – до +300…+400 °С) короткой дугой постоянным током обратной полярности.

Электроды «ОЗА-2» используются для сваривания сплавов «АЛ-11», «АЛ-9», «АЛ-5», «АЛ-4», «АЛ-2», которое выполняется после предварительного подогрева участка до +250…+400 °С короткой дугой и постоянным током обратной полярности.

Автоматическую и полуавтоматическую сварку по флюсу используют для изделий, толщина кромок которых превышает 8 мм. При этом дуга горит над флюсом, а не в его слое. Для удаления оксидной пленки и защиты сварочной ванны достаточно тонкого слоя флюса. Если толщина слоя флюса большая, то дуга шунтируется через шлак, который обладает высокой электропроводностью, и горит по слою флюса.

При сварке цветных металлов полуавтоматом используют электродную проволоку марки «СвАМц» либо «СвА97» диаметром 2-3 мм. Флюс «АН-А1» (на 20 % состоит из хлористого натрия, на 30 % – из криолита, на 50 % – из хлористого калия) наносится на свариваемый шов слоем толщиной 10–35 мм. Работа выполняется постоянным током обратной полярности. Ее скорость составит примерно 12–20 м/ч при следующих параметрах: сварочный ток – 300–450 А, вылет электрода – 25–40 мм, напряжение дуги в пределах 38–44 В.

Аргонодуговая сварка алюминия и его сплавов получила наибольшее распространение. При ее использовании нет необходимости применять относительно сложные флюсы и покрытия, остатки которых могут вызвать коррозию шва. В этом случае работают с постоянным током обратной полярности или переменным током, но обязательно с осциллятором и балластным реостатом.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка по флюсу

Автоматическую и полуавтоматическую сварку цветного металла в среде аргона плавящимся электродом выполняют специальными шланговыми полуавтоматами и автоматами. В работе используют постоянный ток, подбирают подходящий режим сварки и применяют обратную полярность. В данном случае подойдет сварочная проволока «СвА97», «СвАМц», «СвАК» или того же состава, что и свариваемый цветной металл.

Участок детали толщиной до 10 мм сваривают без разделки кромок, при больших толщинах кромок применяют V- и Х-образные разделки шва. Сила тока при электродной проволоке диаметром 2 мм составляет 250–300 А, скорость работы достигает 30–40 м/ч.

Газовая сварка алюминиевых изделий даст отличные результаты, если правильно применить флюсы и выбрать подходящий режим. Листы толщиной не более 3 мм следует сваривать с отбортовкой кромок на высоту, равную их утроенной толщине. А листы толщиной не более 5 мм сваривают, не скашивая кромки, с зазором до 0,5 мм.

Листы толщиной 5–15 мм сваривают с односторонним скосом кромок, при большей толщине – с двусторонним. Угол разделки составляет 60–70°. Не рекомендуется сваривать нахлесточные соединения, потому что флюс затекает в зазор между листами и вызывает коррозию, из-за которой разрушается шов. Присадочную проволоку и кромки соединения необходимо хорошо очистить от оксидной пленки химическим или механическим способом.

Механическая очистка представляет собой обезжиривание в щелочном растворе и последующую очистку металлической щеткой. В этом случае газовую сварку цветных металлов и сплавов нужно начинать не позднее чем через 2 часа.

Выполняя химическую очистку, строго соблюдайте последовательность: сначала обезжирьте кромки и протравите их в 5%-ном растворе каустической соды, после чего промойте водой, протрите насухо тряпкой и просушите. Приступайте к работе не позднее чем через 8 часов после такой очистки.

Если вы используете флюс в виде пасты, то наносите его на присадочную проволоку и свариваемые кромки. А порошкообразный флюс следует насыпать в разделку шва. Обязательно храните флюсы в герметичных сосудах, чтобы предотвратить поглощение влаги из воздуха. Сваривайте деталь «левым» способом нормальным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. Но учтите, что слишком большой избыток ацетилена приводит к появлению пор в сварном шве. Опаснее всего – избыток кислорода. Он интенсивно окисляет алюминий, существенно затрудняя работу. В первое время сваривания наклоните мундштук горелки под углом 70–80°, а затем уменьшите его до 30–45°.

В зависимости от того, какой толщины цветной металл, подбирается подходящая мощность сварочного пламени:

Мощность сварочного пламени

Перед свариванием силуминов предварительно подогрейте деталь до +200…+250 °C. После этого произведите отжиг при температуре +300…+350 °C и медленно охладите ее. Швы сварных соединений из проката прокуйте в холодном состоянии легкими ударами. Остатки флюса и шлака основательно удалите металлической щеткой и промойте горячей водой.

Особенности сварки цветных металлов: латуни и бронзы

  1. Сварка латуни.

Сварка латуни

Латунь – это сплав, состоящий из 75 % цинка и 55 % меди. Особые сорта латуни также содержат немного олова, кремния и других элементов.

Основная трудность при работе с латунью – это выгорание цинка, начинающего кипеть и интенсивно испаряться при температуре выше +905 °С. Попадая в воздух, пары цинка быстро окисляются и опадают на окружающие предметы в виде белого осадка. Эти окислы являются ядовитыми, поэтому при работе с латунью обязательно соблюдайте необходимые меры безопасности.

Сваривание латунных деталей можно осуществлять методами, которые применимы к меди. При работе угольным электродом используйте литые или прессованные прутки из латуни, содержащие в своем составе кремний (помимо цинка и меди). В присадочных прутках должно содержаться примерно столько же меди, сколько и в основном материале, а кремния – не более 3 %. Этот метод требует применения флюсов.

При газовой сварке цветных металлов некоторых типов обычным пламенем выделяются пары, из-за которых шов оказывается пористым. Это происходит при работе с латунью. Предупредить такой негативный процесс можно пламенем с избыточным содержанием кислорода (30–40 %). Тогда кислород частично окислит цинк и на поверхности расплавленного участка образуется пленка оксида, которая предотвратит последующее окисление цветного металла.

Кромки, которые необходимо сварить, тщательно зачистите (до появления блеска). Чтобы избавиться от оксидов, используйте 10%-ный водный раствор азотной кислоты, затем промойте изделие горячей водой и насухо его протрите. Убедитесь, что удельная мощность пламени составляет 100–150 л/ч. Мундштук горелки зафиксируйте под наклоном 80–90°, а присадочный пруток – под углом 80° к нему.

Старайтесь выполнить сваривание как можно быстрее и за один раз, без перерывов. Это позволит предотвратить интенсивное окисление. Проследите, чтобы ядро пламени находилось на расстоянии 7–10 мм от ванны. Если толщина изделия превышает 15 мм, то его лучше сначала подогреть до +500…+550 °C. По окончании сварки прокуйте шов. При содержании в латуни свыше 60 % меди проковывать нужно холодный шов. В ином случае делайте это при нагреве до +700 °C. После чего выполните отжиг швов при температуре +600…+650 °C, а затем медленно охладите их.

Дефекты на латунных изделиях можно заварить без подогрева. Только прежде чем это делать, их нужно тщательно подготовить. Газовая сварка цветных металлов выполняется на постоянном токе обратной полярности, для электрода диаметром 6 мм – при силе тока 200–225, в полувертикальном или нижнем положении.

  1. Сварка бронзы.

Сварка бронзы

Бронза представляет собой сплав меди и цинка, марганца, кремния, алюминия, олова. С учетом объема содержащихся в их составе добавок бронзы сплавы бывают оловянными (8–10 % олова, 2–4 % цинка, остальное – медь) и специальными (кремнистые, марганцевые, железомарганцевые, алюминиевые и пр.).

Бронзовые изделия заваривают металлическими и угольными электродами, а перед этим подогревают до +200…+550 °С. Для деталей сложной конфигурации устанавливается более высокая температура подогрева.

Простые детали (втулки) можно подогревать при меньшей температуре. Сварка бронзовых изделий выполняется для соединения частей сложных конструкций (сварнолитые изделия), ремонта изношенных и поломанных деталей, исправления дефектов отливок.

В данном случае сварку цветных металлов осуществляют в полувертикальном или нижнем положении. Если необходимо состыковать швы и заварить сквозные дефекты, то для предупреждения протекания материала используются подкладки. Их изготавливают из огнеупорной глины, стальных листов, асбеста. Форма подкладки должна повторять конфигурацию внутренней стороны изделия в свариваемом участке.

Для сваривания оловянных бронз угольным электродом применяйте присадочные прутки, отлитые в кокиль, и содержащие: 0,25 % фосфора, 3-4 % кремния, 95-96 % меди. Флюсом здесь будет выступать борный шлак или прокаленная бура.

По окончании сваривания укройте изделие асбестом, чтобы оно медленно охлаждалось. Таким образом вы сможете снизить остаточные напряжения и предотвратить появление трещин.

Для сварки специальных бронз угольным электродом обычно используют присадочные прутки того же состава, что и основной материал.

В качестве флюса при сваривании кремнистых бронз лучше всего применять прокаленную буру, а фосфористых – бронборный шлак.

Для сварки алюминиевых бронз используйте тот же флюс, что и для работы с алюминием и его сплавами.

Если нужно сварить специальные бронзы металлическим электродом, то подбирайте содержание электродного стержня с учетом состава основного материала. Например, для фосфористой бронзы подойдут стержни, содержащие 0,5–1 % фосфора или 9 – 11 % олова, до 0,75 % примесей, остальное – медь.

Сваривать алюминиевую бронзу рекомендуется прутками, в состав которых входит: столько же алюминия, сколько его содержится в основе, 1,5–2,5 % марганца, остальное – медь и железо.

Сваривание бронз металлическим электродом выполняется на постоянном токе обратной полярности, при этом сила тока рассчитывается по схеме: 40 А на 1 мм диаметра электрода.

Технология сварки титана

Технология сварки титана

Титановые сплавы – это относительно новые конструкционные материалы. Благодаря своим ценным свойствам они получили широкое применение в химическом машиностроении, судостроении, ракетостроении, авиационной промышленности и прочих отраслях производства. Основное преимущество таких сплавов заключается в уникальном сочетании коррозионной стойкости с малой плотностью (4,5 г/см3) и высокими механическими характеристиками.

К уникальным свойствам титана относятся: высокая прочность, высокая устойчивость к коррозии в различных агрессивных средах, высокая температура плавления (+1665 °C), малая плотность.

Низкая теплопроводность и высокое электрическое сопротивление этого материала позволяют затрачивать на его сварку гораздо меньше электроэнергии, чем на сварку цветных металлов другого типа. К тому же, титан маломагнитен. А значит, в работе с ним влияние магнитного дутья снижается.

Главная трудность при работе с титаном и его сплавами заключается в повышенной химической активности материала к водороду, азоту и кислороду при больших температурах. Чтобы получить качественные соединения, следует обеспечить хорошую защиту от взаимодействия с атмосферой как сварочной ванны, так и всего участка цветного металла, нагретого до более +500 °C.

Кромки необходимо подготовить к свариванию посредством травления специальным раствором, содержащим 600 см3 воды, 350 см3 соляной кислоты и 50 см3 плавиковой кислоты. Можно также обработать их механическим способом до металлического блеска, а затем обезжирить.

Сварка всегда выполняется под флюсом, ручным и механизированным методами, в защитных газах, титановой проволокой и неплавящимся электродом.

Ручную аргонодуговую сварку цветного металла вольфрамовым электродом следует осуществлять постоянным током прямой полярности. При толщине участка детали 0,5–4 мм сила сварочного тока должна достигать 40–170 А, дуга – 1-2 мм, вылет вольфрамового электрода – 6–8 мм. При этом расход аргона составит примерно 20–25 л/мин. Для автоматического сваривания в аргоне используется титановая проволока диаметром 1,5–3 мм.

Выполняя сварку под флюсом, следует обеспечить защиту обратной стороны шва с помощью хорошо подогнанных медных или стальных подкладок. Также допускается применение оставшихся титановых подкладок.

Для работы с титаном подходят бескислородные фторидно-хлоридные флюсы марки «АН-Т» разного назначения. При этом высота слоя флюса должна быть не меньше вылета электрода, а вылет электродной проволоки не должен превышать 20–25 мм. После охлаждения цветного металла ниже +400 °C удаляется шлаковая корка.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

в чем ее суть и преимущества

Технология газовой сварки

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Что такое газовая сварка
  • В чем преимущества и недостатки газовой сварки
  • Каковы основные технологии газовой сварки
  • Какое оборудование нужно для газовой сварки

Сварка является надежным способом соединения элементов металлических конструкций. На данный момент используются разные типы такой обработки, в том числе и позволяющие работать с разными видами металла, однако технология газовой сварки относится к наиболее популярным из них.

 

Суть технологии газовой сварки

Может показаться невероятным, но сварка использовалась еще в древнем Египте. Человек научился сваривать, спаивать металлы практически в то же время, когда освоил другие технологии обработки металлов. Нет смысла сравнивать древние методики с современными по эффективности, однако многие конструкции, сваренные многие сотни лет назад, до сих пор не утратили своих качеств. Так, большая часть памятников архитектуры Возрождения опирается именно на сварные конструкции.

Сначала люди открыли электросварку, и только в 1903 году французские ученые создали аппарат для газовой сварки. Он работал на основе ацетилена и кислорода, и с тех пор его конструкция и принцип действия в целом остались прежними. Безусловно, с течением времени система совершенствовалась: изменения коснулись вспомогательного оборудования, кислородных баллонов, редукторов, материалов прокладок, пр.

Суть технологии газовой сварки состоит в использовании газового пламени, которое нагревает кромки заготовок и часть присадочного материала (электродов).

Суть технологии газовой сварки

Под действием температуры металл становится жидким, образуя сварочную ванну. Последняя защищена от воздействия воздуха за счет не только пламени, но и газовой среды. Расплавленный металл медленно остывает и твердеет, формируя сварной шов.

У технологии газовой сварки есть ряд особенностей, о которых важно помнить в процессе работы с соответствующим оборудованием. Многие сварщики говорят о том, что главным достоинством данного метода является возможность накладывать швы в любых пространственных положениях.

Газовая сварка позволяет работать не со всеми металлами, чаще всего ее используют для обработки:

  • жести и тонколистовой стали, если толщина листа не превышает 5 мм;
  • цветных металлов;
  • чугуна;
  • инструментальной стали.

Перечисленные металлы имеют одно сходство: для работы с ними необходим мягкий и плавный нагрев. Именно такие условия обеспечивает технология газовой сварки.

Рекомендовано к прочтению

Соединение и резка металлов при помощи газов активно используется во многих отраслях промышленности и даже в быту. Постепенный нагрев детали позволяет избежать сильной деформации, поэтому данная технология считается наиболее подходящей для тонких металлов. В этом случае основная задача сварщика состоит в том, чтобы верно настроить подачу газа и мощность пламени. Для этого открываются вентили кислорода и ацетилена и поджигается горелка. Регулировку осуществляют вентилем ацетилена при полностью открученном кислороде.

Плюсы и минусы технологии газовой сварки металлов

Газовая технология, как и все остальные виды сварки, имеет свои плюсы и минусы. О них ни в коем случае нельзя забывать при выборе способа сваривания, ведь вам важно получить качественный шов и сократить затраты на работу.

Достоинства технологии газовой сварки:

  • Возможность отказаться от сложного дорогостоящего оборудования и использования дополнительного источника электроэнергии. Все это позволяет применять данный метод даже в чистом поле. Отметим, что при строительстве всех нефтепроводов с 1926 по 1935 гг. использовалась именно газовая технология. Сегодня она помогает осуществлять ремонт металлических конструкций в разных частях зданий и даже в удаленных областях и регионах.
  • Возможность варьировать мощность пламени в очень широких пределах, за счет чего удается сваривать металлы с разными температурами плавления.
  • Возможность работать с такими материалами, как чугун, медь, свинец, латунь.

Плюсы и минусы технологии газовой сварки металлов

  • Возможность получать швы высокого качества при условии грамотного выбора марки присадочной проволоки, мощности и вида пламени. Отметим, что газоацетиленовый метод использовался на наиболее ответственных производственных участках.
  • Постепенный нагрев и остывание обрабатываемых поверхностей.
  • Удобное изменение температуры пламени. Дело в том, что изменение угла наклона пламени относительно свариваемой поверхности влияет на его температуру. Максимальная температура достигается, когда пламя расположено по нормали.
  • Более высокая прочность швов по сравнению с получаемыми за счет электродуговой технологии с использованием низкокачественных электродов.
  • Возможность при помощи одной технологии сваривать, резать, закалять металлы.

Недостатки технологии газовой сварки:

  • Большая область нагрева, из-за чего могут пострадать находящиеся рядом с рабочей зоной термически неустойчивые элементы.
  • При увеличении толщины материала снижается производительность. Технология газовой сварки становится экономически неоправданной, когда приходится работать с металлами толщиной более 5 мм. В таких ситуациях стараются использовать электродуговой метод.
  • Данный подход не применяется, когда требуется соединение внахлест металлов толщиной более 3 мм. В таком случае возникает напряжение в металле, что может вызвать деформацию и даже разрушение шва.
  • Подобная обработка предполагает использование достаточно опасных веществ, образующих взрывные смеси в сочетании с содержащимся в воздухе кислородом (водород, ацетилен, пр.). Поэтому используемые в процессе работы газовые баллоны устанавливаются на максимальном расстоянии от органических веществ, то есть жиров, масел, углеводородов. При несоблюдении техники безопасности можно спровоцировать пожар или взрыв.
  • Нагрев и остывание поверхностей, подвергаемых обработке, происходит довольно медленно.
  • Данная технология практически не может быть механизирована, чего нельзя сказать об электродуговой сварке.
  • Невозможно легировать наплавляемый металл. Качество швов, получаемых электродуговой обработкой, во многом зависит от выбранных электродов и специальной обмазки.
  • Газовая сварка не подходит для обработки высокоуглеродистых сталей.

Интересно, что низкая скорость нагревания и остывания встречается как среди преимуществ, так и в перечне недостатков. Если рассматривать это качество как достоинство, то нужно понимать, что многие металлы и сплавы требуют мягких условий при сваривании. Иными словами, им необходимо постепенное повышение температуры. Поэтому газовая сварка лучше всего подходит для работы с цветными металлами и рядом инструментальных сталей.

Основные технологии газовой сварки

Специалисты называют газовую сварку царицей среди методов, используемых при работе с металлами. И это понятно, ведь количество ее достоинств просто поражает: технология простая, используется недорогое оборудование, расходуется мало электроэнергии. Кроме того, газовая обработка может вестись в любом измерении.

Основные технологии газовой сварки

Существует огромное количество способов газовой сварки, поговорим о наиболее распространенных.

  • Технология левой газовой сварки.

Она используется мастерами чаще всего, вне зависимости от их квалификации. С ее помощью удается соединять металлические заготовки с тонким краем, а также работать с металлами, отличающимися невысокой температурой плавления.

  • Технология правой газовой сварки.

Такой подход является полной противоположностью «левому» методу, поэтому применяется для заготовок толщиной больше 3 мм, обладающих высокой теплопроводностью. В этом случае получается более качественный сварочный шов, так как металл лучше защищен пламенем. Тепло пламени расходуется экономичнее, а скорость работы возрастает почти на 20 %. Еще одним немаловажным достоинством является сниженный на 10 % расход газов.

Технология правой газовой сварки

При выборе присадочной проволоки нужно учитывать, что ее диаметр должен быть в два раза меньше толщины металлической заготовки. В целом не допускается использование проволоки толще 8 мм.

  • Технология с использованием сквозного валика.

В данном случае сварщик постепенно перемещает пламя, плавя верхнюю кромку отверстия в заготовке и накладывая на его нижний край слой расплавленного металла.

Прежде чем приступать к работе, металлические листы закрепляют в вертикальном положении таким образом, чтобы между ними сохранялся зазор, равный половине толщины заготовки. В процессе соединения деталей формируют шов в форме валика. Он должен быть плотным, без пор и остатков шлака.

  • Технология сварки с помощью ванночек.

Суть метода состоит в формировании новых ванночек по ходу шва. Как только образовывается первая, в нее вводится конец присадочной проволоки, плавится, после чего перемещается в восстановительный участок огня горелки.

Мундштук сопла передвигается дальше вдоль шва на следующий участок. В этом случае есть одно условие: каждая новая ванночка должна перекрывать предыдущую на одну треть диаметра проволоки.

При помощи данного подхода скрепляют тонкие листы, если требуется сделать стыковые или угловые швы. Такая технология прекрасно подходит для газовой сварки труб из низколегированной стали или сплавов с низким содержанием углеродов.

  • Технология многослойной газовой сварки.

Данный метод используют во время выполнения наиболее ответств

Оборудование для ультразвуковой сварки металлов | Соникс и материалы, Inc.

Инновационные системы и компоненты для ультразвуковой сварки металлов

Sonics производит полный спектр систем ультразвуковой сварки металлов для соединения проводящих материалов в таких областях, как сращивание проводов, заделка проводов, заделка аккумуляторных батарей, обработка кабелей, сварка швов, герметизация труб и т. Д.

Spot Welders

Сварочные аппараты

Сварочные аппараты для точечной сварки 15, 20 и 40 кГц обеспечивают превосходную производительность, универсальность и более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими технологиями.Запатентованная конструкция обеспечивает непревзойденную надежность. Подробнее>

Wire Splicers

Сварочные аппараты

Провода для сращивания от 0,35 до 40 мм. Полностью автоматическая настройка всех размеров проволоки; быстрая, эргономичная работа; полный контроль качества и регистрация данных. Подробнее>

Battery Pack Welders

Сварочные аппараты аккумуляторных батарей

Легко сваривайте электрические соединения в таких системах, как аккумуляторные блоки.Ультразвуковой сварочный аппарат может быть ручным или жестким в роботизированных или автоматизированных системах. Подробнее>

Seam Welders

Сварочные аппараты

Удобство интеграции для широкого спектра систем шовной сварки. Сварщик работает с различными материалами и скоростями подачи. Подробнее>

Tube Sealers

Уплотнители труб

Герметично запечатайте и обрежьте трубы менее чем за одну секунду как в производственных, так и в полевых условиях.Подробнее>

Power Supplies

Блоки питания

Полноцветный сенсорный экран управления обеспечивает интуитивно понятное управление, мониторинг и регистрацию данных процесса сварки. Подробнее>

.

Машины для орбитальной сварки труб и труб

С 1971 года Magnatech производит оборудование для орбитальной сварки для самых разных сфер применения. Являясь ведущим поставщиком решений для рынков труб, труб и трубопроводов, наша линейка систем орбитальной сварки предназначена для решения ваших конкретных задач, будь то минимальные зазоры при техническом обслуживании или использование менее квалифицированными операторами в удаленных местах и ​​во враждебных условиях. Наши системы орбитальной сварки, разработанные для обеспечения надежности и простоты программирования и эксплуатации, позволят повысить производительность, снизить скорость ремонта сварных швов и обеспечить стабильные сварные швы, соответствующие всем стандартам.

Мы удовлетворяем потребности наших клиентов по всему миру, предлагая рекомендации по выбору наиболее подходящих систем для удовлетворения конкретных требований их приложений. Наши штатные сотрудники службы поддержки предоставляют нашим клиентам квалифицированную техническую помощь по применению и сервисную поддержку.

Мы предлагаем широкий спектр оборудования, в котором используются следующие процессы:

  • Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)
  • Газовая дуговая сварка металлов (GMAW)
  • Дуговая сварка сердечником под флюсом (FCAW)

Ниже приведены несколько примеров из различных отраслей, в которых подробно рассказывается, как наши продукты помогли решить уникальную проблему клиента.

Автоматические трубы для сварки труб

Magnatech предоставляют клиентам орбитальной сварки преимущества цифровых технологий. К ним относятся непревзойденная точность параметров, повторяемость и надежность. Наши источники сварочного тока работают с широким спектром сварочных головок с закрытой и открытой дугой. Наши инженеры по продажам могут помочь вам выбрать модель, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям.

Наша миссия — предоставить решения для орбитальной сварки, адаптированные для ваших труб и трубопроводов.В связи с постоянным сокращением числа квалифицированных сварщиков во всем мире наши орбитальные сварочные аппараты спроектированы таким образом, чтобы позволить менее опытному оператору не только выполнять сварку по стандарту, но и делать это со значительным повышением производительности. Автопрограммирование как для сварки плавлением, так и для многопроходной сварки с добавлением присадочной проволоки избавляет технических специалистов от необходимости кропотливой разработки параметров сварки методом проб и ошибок. Все наши модели систем орбитальной сварки имеют интуитивно понятный пользовательский интерфейс, упрощающий работу и гарантирующий повторяемость сварных швов.Строгий контроль качества компонентов во время производства с последующей окончательной калибровкой и испытанием сварных швов обеспечивает бесперебойную работу.

Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваше конкретное применение и узнать, как орбитальная сварка может улучшить вашу прибыль.

.