Зварювання кольорових металів

Зварювання кольорових металів (міді, латуні, бронзи, алюмі­нію). Найбільш поширене газове зварювання міді ацетиленокисневим полум'ям пальниками, потужність яких в 1,5...2 рази більша від потужності пальників, що використовуються при зва­рюванні сталей. Присаджувальним металом служать мідні прут­ки, що вміщують як розкислювачі фосфор і кремній. Мідь зва­рюють також електродуговим методом вугільними або мета­лічними електродами, у струмені захисних газів, під шаром флюсу, на конденсаторних машинах, методом тертя.

Латунь також зварюють у більшості випадків ацетилено­кисневим оксидаційним полум'ям, присаджувальний метал - латунний дріт з присадкою до 0,5 % Si. Флюси використовують ті ж самі, що і при зварюванні міді (прогартована бура або суміш з 70 % бури і 30 % борної кислоти). Латунь успішно зварюють також у захисних газах і на контактних машинах.

Всі сорти бронзи зварюються задовільно. Олов'яні бронзи частіше зварюють ацетиленокисневим полум'ям із застосуван­ням таких же флюсів, що і при зварюванні міді (присаджуваль­ний метал - фосфориста бронза або латунь). Алюмінієві або алю­мінієво-залізні бронзи краще зварюються електродуговим спо­собом вугільними або металевими електродами (присаджуваль­ний метал - прутики такого ж складу, що і основний метал і флюси або електродні покриття - хлористі і фтористі з'єднання калію і натрію).

Алюміній найчастіше зварюють ацетиленокисневим полу­м'ям. За останні роки широке застосування отримало автоматич­не дугове зварювання під флюсом і в середовищі аргону. При всіх способах зварювання, за винятком аргонодугового, застосову­ють флюси або електродні покриття, до складу яких входять фто­ристі і хлористі сполуки літію, калію, натрію та інших елементів. Присаджувальним металом усіх способів зварювання алюмінію служить дріт або стрижні такого ж складу, що і основний метал.

Алюміній добре зварюється електронним променем у ваку­умі, на контактних машинах, електрошлаковим методом та ін.

Зварювання електронним променем виконують у вакуумній камері сфокусованим електронним променем; при цьому поверхня зварюваного матеріалу бомбардується електронами і їхня кінетична енергія перетворюється в теплову. Електронний промінь має високу густину енергії і забезпечує глибоке протоплювання. Таке зварювання застосовують для магнію, алюмінію, вольфраму, моліб­дену, інших матеріалів, а також неметалевих матеріалів; можна зва­рювати різнорідні метали і метали з неметалами.

Зварювання лазером можна виконувати в будь-якому се­редовищі, яке пропускає світло, - на повітрі, в інших газах, у вакуумі. Джерелом теплоти для зварювання є концентрований світловий промінь, який утворюється в установці, що називаєть­ся лазером (оптичний квантовий генератор). Зварювання лазером застосовують для малогабаритних виробів у приладобуду­ванні, наприклад, при виготовленні мікросхем у радіоелектронній промисловості. Лазером можна прошивати отвори дуже малого діаметра (до 5 мкм) у будь-яких матеріалах, у тому числі в алма­зах, рубінах, твердих стопах та ін.

Дифузійне зварювання у вакуумі виконують нагріваючи заготовки за допомогою високочастотних індукторів до темпе­ратури рекристалізації зварюваних металів і стисканні загото­вок. В результаті відбувається взаємна дифузія в поверхневих шарах матеріалів, які контактують, і міцне з'єднання частин. При дифузійному зварюванні деталі не жолобляться і з'єднання утворюються з високою точністю розмірів; зварюють різнорідні метали, метали і стопи з неметалами. Цим зварюванням корис­туються при виготовленні електровакуумних приладів, інстру­ментів, біметалевих деталей та інших виробів.

Зварювання тертям застосовують найчастіше для стико­вих з'єднань. Частини нагріваються до пластичного стану теп­лом, що виділяється при взаємному терті. Розігріті частини стис­каються (осаджуються) і зварюються. Зварюванням за допомо­гою тертя з'єднують однорідні і різнорідні метали, його викори­стовують при виготовленні різальних інструментів (свердел, фрез та ін.), осей, валів, штампів і т.д.

Холодне зварювання застосовують для пластичних металів. При великих тисках (150...1000МПа) у зоні контакту зварюва­них частин виникають деформації, які спричинюють руйнуван­ня поверхневих плівок, дроблення кристалів, зближення матері­алу частин до міжатомних відстаней і утворення металевих зв'язків. Біля швів немає зон термічного впливу (як при зварю­ванні нагріванням), тому холодне зварювання застосовують при виготовленні радіо- та електротехнічних деталей. З'єднання можуть бути стиковими і внапуск (з безперервними швами).

Зварювання вибухом застосовують в основному для виго­товлення біметалевих виробів. З'єднання частин (листів) відбу­вається при спрямованому вибуху заряду вибухової речовини, що зумовлює сильний удар цих частин. У поверхневих шарах частин, що співударяються, метал тече подібно до рідини, дифун­дує і зварюється. Отже, зварювання вибухом аналогічне холод­ному зварюванню; необхідний для зварювання тиск тут забезпе­чується в результаті вибухової хвилі.

Ультразвукове зварювання ґрунтується на перетворенні ультразвукових коливань у механічні, які спричинюють у зва­рювальних частинах деформації зсуву з одночасним нагріванням на локальних ділянках. Це в поєднанні з невеликим стис­каючим зусиллям від зварювального штифта приводить до зро­шування частин і зварювання.

Такий спосіб застосовують для з'єднання однорідних та різно­рідних металів і пластмас.

Термітне зварювання виконують за допомогою терміту - порошкової суміші алюмінію з окалиною. Алюміній в окалині згоряє:

Горіння в терміті відбувається досить бурхливо з виділен­ням великої кількості тепла, причому температура досягає 3000°С і вище. Алюмінієвий терміт широко використовують для зварю­вання рейок на трамвайних та залізничних коліях. Крім алюм­інієвого, застосовують також магнієвий терміт, наприклад, для зварювання сталевих проводів зв'язку, причому зварювані кінці не оплавляються і зварювання відбувається в пластичному стані при стисканні.

Ковальське (горнове) зварювання застосовують для маловуглецевої сталі. Воно відбувається в умовах температури, близь­кої до точки солідуса (1400...1450°С), при проковуванні зварю­ваних кінців, накладених один на одного.

Індукційне зварювання здійснюють нагріванням металу до пластичного стану або до розтоплювання за допомогою індук­ційних струмів середньої (2...10 кГц) або високої (70...5000 кГц) частоти з наступним його стисканням; використовують його для виготовлення зварних труб із поздовжнім прямим або спіральним швом і при формуванні твердими сплавами ріжу­чого інструменту.

Плазмо-дугове зварювання на вуглецевих і нержавіючих ста­лях, важкотопких і кольорових металах, а також неметалевих матеріалах товщиною починаючи від декількох десятків мікро­метрів і більше здійснюють спеціальними плазмовими пальни­ками, через які пропускають плазмоутворюючий газ, головним чином аргон.

Поиск по сайту: