Преимущества и недостатки способа. Особенности сварки цветных металлов

Особенности сварки цветных металлов

Температуры плавления и кипения цветных металлов относительно невысокие, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. Если сваривают сплав металлов, то перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких оксидов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну оксидами,

Снижает физико-механические свойства сварного шва.

Ухудшению качества сварного соединения способствует также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), что приводит к пористости металла шва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой. Сравнительно большие коэффициенты линейного расширения и большая литейная усадка приводят к возникновению значительных внутренних напряжений, деформаций и к образованию трещин в металле шва и околошовной зоны. Резкое уменьшение механической прочности и возрастание хрупкости металлов при нагреве могут даже привести к непредвиденному разрушению изделия.

Для выполнения качественного сварного соединения применяют различные технологические меры, учитывающие особенности каждого металла (сплава).14). Накладки привариваются для усиления сварных соединений, сваренных встык, а также при заварке трещин. Накладки могут быть односторонние или двусторонние, плоские, угловые или коробчатые в зависимости от сечения свариваемых элементов, со скругленными углами радиусом не менее 30 мм. Толщина односторонней накладки должна быть не менее 0,7 толщины свариваемого металла, а двусторонней — не менее 0,5 толщины металла.Перед постановкой накладки на сварной шов усиление его валика должно быть снято вровень с поверхностью основного металла. Перекрытие плоской накладкой заваренного стыка или трещины должно быть не менее 100 мм, а при небольших размерах деталей — не менее 50 мм. Размер двусторонних плоских накладок принимают таким, чтобы противоположные швы их приварки на разных сторонах детали были смещены не менее чем на 30 мм.Должно быть плотное прилегание накладок к основному металлу, поэтому для плоских накладок зазоры должны быть не более 1 мм, для угловых и коробчатых — не более 1,5 мм. При размере накладки по одной из осей более 300 мм для плотного прилегания она должна быть предварительно приварена пробочными швами (электрозаклепками), на расстоянии 150...200 мм друг от друга. Для этого в накладке сверлятся отверстия до постановки ее на место. Швы приварки накладок лобовые и косые необходимо выполнять при соотношении вертикального катета к горизонтальному 1:2 при плавном переходе от наплавленного металла к основному.

15) Наплавкой называют процесс наплавления на поверхности изделия слоя металла для изменения размеров или придания специальных свойств (твердости, антикоррозионности, износоустойчивости и т. д.). Цель наплавки — упрочнение и восстановление деталей (оборудования) посредством нанесения на поверхность покрытий, обладающих высокой износостойкостью (кислотостойкостью, термостойкостью).Наплавку твердыми сплавами применяют для деталей, рабочие поверхности которых подвергаются износу. Примерами таких деталей служат буровой инструмент, зубья ковшей экскаваторов. Литые твердые сплавы изготовляют в виде прутков. В качестве литых сплавов применяют стеллиты и сормайты. Стеллиты представляют собой твердый раствор карбидов хрома в кобальте, сормайты — твердые растворы хрома в железе и никеле. Для деталей, работающих при высоких температурах, в качестве наплавочного материала применяют стеллиты, а сормайты используют для деталей, работающих при нормальных и несколько повышенных температурах. Сормайт выпускают в виде прутков диаметром 6—7 мм, длиной 400—450 мм. Детали, наплавленные порошкообразными смесями, во многих случаях не требуют механической обработки. При необходимости наплавленный слой подвергают шлифованию. Хорошие результаты получают при использовании смесей в качестве наполнителей трубчатых электродов.

16. свариваемость зависит от содержания углерода, легирующих элементов, вредных примесей серы и фосфора, температуры окружающей среды, выбранных сварочных материалов, соблюдение режимов и технологии сваркипо свариваемости стали делятся на
хорошосвариваемые до 0,25%
удовлетворительно свариваемые от 0,25% до 0,35%:
ограниченно свариваемые от 0,35% до 0,45%
плохосвариваемые от 0,45% до 0,6%

17.Сварка в защитных газах

Сущность способа

Сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся, обычно вольфрамовым, или плавящимся электродом. В первом случае сварной шов получается за счет расплавления кромок изделия и, если необходимо, подаваемой в зону дуги присадочной проволоки. Плавящийся электрод в процессе сварки расплавляется и участвует в образовании металла шва. Для защиты применяют три группы газов: инертные (аргон, гелий); активные (углекислый газ, азот, водород и др.); смеси газов инертных, активных или первой и второй групп. Выбор защитного газа определяется химическим составом свариваемого металла, требованиями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения; экономичностью процесса и другими факторами.

Смесь инертных газов с активными рекомендуется применять и для повышения устойчивости дуги, увеличения глубины проплавления и изменения формы шва, металлургической обработки расплавленного металла, повышения производительности сварки. При сварке в смеси газов повышается переход электродного металла в шов.

Смесь аргона с 1—5% кислорода используют для сварки плавящимся электродом низкоуглеродистой и легированной стали. Добавка кислорода к аргону понижает критический ток, предупреждает возникновение пор, улучшает форму шва.

Смесь аргона с 10—25% углекислого газа применяют при сварке плавящимся электродом. Добавка углекислого газа при сварке углеродистых сталей позволяет избежать образование пор, несколько повышает стабильность дуги и надежность защиты зоны сварки при наличии сквозняков, улучшает формирование шва при сварке тонколистового металла.

Смесь аргона с углекислым газом (до 20%) и с не более 5% кислорода используют при сварке плавящимся электродом углеродистых и легированных сталей. Добавки активных газов улучшают стабильность дуги, формирование швов и предупреждают пористость.

Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке плавящимся электродом углеродистой стали. Эта смесь имеет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое проплавление и хорошую форму, предохраняет шов от пористости.

Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке плавящимся электродом углеродистой стали. Эта смесь имеет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое проплавление и хорошую форму, предохраняет шов от пористости.

В зону сварки защитный газ может подаваться центрально (см. рис. XI.2 и XI.3, а,в), а при повышенных скоростях сварки плавящимся электродом — сбоку (см. рис. XI.3,б). Для экономии расхода дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя раздельными потоками газов (см. рис. XI.3,в); наружный поток — обычно углекислый газ. При сварке активных материалов для предупреждения контакта воздуха не только с расплавленным, но и с нагретым твердым металлом применяют удлиненные насадки на сопла (подвижные камеры, см. рис. XI.3,г). Наиболее надежная защита достигается при размещении изделия в стационарных камерах, заполненных защитным газом. Для сварки крупногабаритных изделий используют переносные камеры из мягких пластичных обычно прозрачных материалов, устанавливаемых локально над свариваемым стыком. Теплофизические свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги, а значит на форму и размеры шва. При равных условиях дуга в гелии по сравнению с дугой в аргоне является более «мягкой», имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и большую ширину. Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение.

XI.2. Схемы сварки в защитных газах а, б — неплавящимся, плавящимся электродом; 1 — сварочная дуга; 2 — электрод; 3 — защитный газ; 4 — газовое сопло (горелка); 5 — присадочная проволока

XI.3. Схемы подачи защитного газа в зону сварки
а — центральная; б — боковая; в — двумя концентрическими потоками; г — в подвижную камеру (насадку); 1 — электрод; 2 — защитный газ; 3, 4 — наружный и внутренний потоки защитных газов; 5 — насадка; 6 — распределительная сетка

Преимущества и недостатки способа

Широкий диапазон применяемых защитных газов обусловливает большое распространение этого способа как в отношении свариваемых металлов, так и их толщин (от 0,1 мм до десятков миллиметров). Основными преимуществами рассматриваемого способа сварки являются следующие:

o высокое качество сварных соединений па разнообразных металлах и их сплавах разной толщины, особенно при сварке в инертных газах из-за малого угара легирующих элементов;

o возможность сварки в различных пространственных положениях;

o отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака;

o возможность наблюдения за образованием шва, что особенно важно при механизированной сварке;

o высокая производительность и легкость механизации и автоматизации процесса;

o низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

К недостаткам способа относятся: необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги; возможность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением воздуха или при забрызгиванни сопла; потерн металла на разбрызгивание, при котором брызги прочно соединяются с поверхностями шва и изделия; наличие газовой аппаратуры и в некоторых случаях необходимость водяного охлаждения горелок.

18. Технологичность конструкции - это совокупность свойств, определяющих возможность ее изготовления с наименьшими затратами труда и материалов методами прогрессивной технологии в соответствии с требованиями к качеству.

20. Плазменная резка — вид плазменной обработки материалов резанием, при котором в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя плазмы.

Между электродом и соплом аппарата, или между электродом и разрезаемым металлом зажигается электрическая дуга. В сопло подаётся газ под давлением в несколько атмосфер, превращаемый электрической дугой в струю плазмы с температурой от 5000 до 30000 градусов и скоростью от 500 до 1500 м/с. Толщина разрезаемого металла может доходить до 200 мм. Первоначальное зажигание дуги осуществляется высокочастотным импульсом или коротким замыканием между форсункой и разрезаемым металлом. Форсунки охлаждаются потоком газа (воздушное охлаждение) или жидкостным охлаждением. Воздушные форсунки как правило надежнее, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большой мощности и дают лучшее качество обработки.

Используемые для получения плазменной струи газы делятся на активные (кислород, воздух) и неактивные (азот, аргон, водород, водяной пар). Активные газы в основном используются для резки чёрных металлов, а неактивные — цветных металлов и сплавов.

Преимущества плазменной резки:

§ обрабатываются любые металлы — черные, цветные, тугоплавкие сплавы и т. д.

§ скорость резания малых и средних толщин в несколько раз выше скорости газопламенной резки

§ небольшой и локальный нагрев разрезаемой заготовки, исключающий ее тепловую деформацию

§ высокая чистота и качество поверхности разреза

§ безопасность процесса (нет необходимости в баллонах с сжатым кислородом, горючим газом и т. д.)

§ возможна сложная фигурная вырезка

§ отсутствие ограничений по геометрической форме.

24) Сборочно-сварочное производство.

Для облегчения трудоемкости работ и повышения производительности труда применяют различные приспособления, они могут бть сборочными – только для сборки, сварочными – для сварки и сборочно-сварочными – для сбора и сварки

Применяют 3 вида сборки: 1)полная – производят сборку прихватыванием всех элементов конструкции и затем сварка 2) последовательная – стыкуют один элемент к другому и заваривают, затем другой элемент и тд 3) поузловая – конструкцию расчленяют на узлы которые собирают отдельно и сваривают, а затем все узлы соединяют между собой.

25)режимы РДС-ручной дуговой сварки. К основным режимам РДС относят:

v Диаметр электрода

Ø сила сварного тока

Ø сила сварного тока

v дополнительные режимы:

Ø длина дуги

Ø угол наклона электрода

Ø скорость сварки

Ø род и полярность тока и тд

Диаметр электрода зависит от толщины металла, положения сварки и вида сварного соединения

Сила сварочного тока зависит от выбранного диаметра электрода и должна быть: Jсв =KDэ

Jсв- ток сварки, K-коэффициент, Dэ- диаметр электрода

При сварке в вертикальных и горизонтальных швов ток на 10-15% меньше чем при сварке в нижнем положении

Длина дуги это расстояние от торца электрода до металла ота должна быть постоянной: Lд=(0,5до1,1) Dэ Lд- длина дуги

Если длина дуги короткая, то происходит прилипание или прожог

v При длинной дуге

Ø Обрыв дуги

Ø Разбрызгивание

Ø Поры

Ø Непровар

Угол наклона электрода зависит от толщины металла, его свойств и положения сварки, он должен быть таким, что бы обеспечить максимальный провар и не прожечь металл.

Скорость сварки зависит от выбранного тока, угла наклона выбранного электрода и контролируется по сварочной ванне

26) Сварка — это технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), и/или пластическом деформировании.

Сварка применяется для соединения металлов и их сплавов, термопластов во всех областях производства и в медицине.

При сварке используются различные источники энергии: электрическая дуга, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только в условиях промышленных предприятиях, но в полевых и монтажных условиях (в степи, в поле, в открытом море и т. п.), под водой и даже в космосе. Процесс сварки сопряжен с опасностью возгораний; поражений электрическим током; отравлений вредными газами; поражением глаз и других частей тела тепловым, ультрафиолетовым, инфракрасным излучением и брызгами расплавленного металла. Классификация сварки металлов^[1]

ГОСТ 19521-74^[2] устанавливает классификацию сварки металлов по основным физическим, техническим и технологическим признакам.

Физические признаки, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, подразделяются на три класса:

§ Термический класс: виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии.

§ Термомеханический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления.

§ Механический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления.

К техническим признакам относятся: способ защиты металла в зоне сварки, непрерывность сварки, степень механизации сварки.

Технологические признаки установлены ГОСТ 19521-74 для каждого способа сварки отдельно.

27) Стали обыкновенного качества обозначают буквами "Ст" и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква "Г" после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа "А" в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.

Например:

Ст1кп2 - углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);

ВСт5Г - углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);

Вст0 - углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).

Качественные стали маркируют следующим образом:

1 в начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней концентрации;

а) в сотых долях процента для сталей, содержащих до 0,65% углерода;

05кп – сталь углеродистая качественная, кипящая, содержит 0,05% С;

60 – сталь углеродистая качественная, спокойная, содержит 0,60% С;

б) в десятых долях процента для индустриальных сталей, которые дополнительно снабжаются буквой "У":

У7 – углеродистая инструментальная, качественная сталь, содержащая 0,7% С, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены);

У12 - углеродистая инструментальная, качественная сталь, спокойная содержит 1,2% С;

2 легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами:

А – азот К – кобальт Т – титан Б – ниобий М – молибден Ф- ванадий

В – вольфрам Н – никель Х – хром Г – марганец

П – фосфор Ц – цирконий Д – медь Р – бор Ю – алюминий

Е – селен С – кремний Ч – редкоземельные металлы

Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010%).

Примеры:

14Г2 – низко легированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 14% углерода и до 2,0% марганца.

03Х16Н15М3Б - высоко легированная качественная сталь, спокойная содержит 0,03% C, 16,0% Cr, 15,0% Ni, до З,0% Мо, до 1,0% Nb.

Высококачественные и особовысококачественные стали.

Маркируют, так же как и качественные, но в конце марки высококачественной стали ставят букву А, (эта буква в середине марочного обозначения указывает на наличие азота, специально введённого в сталь), а после марки особовысококачественной - через тире букву "Ш".

Например:

У8А - углеродистая инструментальная высоко качественная сталь, содержащая 0,8% углерода;

30ХГС-III – особовысококачественная среднелегированная сталь, содержащая 0,30% углерода и от 0,8 до 1,5% хрома, марганца и кремния каждого.

Отдельные группы сталей обозначают несколько иначе.

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами "ШХ", после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента:

ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома;

ШХ15ГС - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 1,5% хрома и от 0,8 до 1,5% марганца и кремния.

Быстрорежущие стали (сложнолегированные) обозначают буквой "Р", следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама:

Р18-быстрорежущая сталь, содержащая 18,0% вольфрама;

Р6М5К5-быстрорежущая сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобальта.

Автоматные стали обозначают буквой "А" и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:

А12 - автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода (все автоматные стали имеют повышенное содержание серы и фосфора);

А40Г - автоматная сталь с 0,40% углерода и повышенным до 1,5% содержанием марганца.

Поиск по сайту: