Що собою являє зварювання кольорових металів

Зварювання кольорових металів і їх сплавів, незважаючи на більш низькі температури плавлення, не так проста, як здається на перший погляд. Всі кольорові метали і їх сплави мають підвищену хімічну активність при контакті з киснем і покриті оксидною плівкою, що перешкоджає якісному зєднанню деталей. При простому нагріванні в повітряному середовищі хімічна активність багаторазово зростає і замість зварного шва можна отримати оплавлені краю з товстим шаром оксидних плівок. Варка кольорових металів для лиття теж повинна проводиться в середовищі з обмеженим доступом кисню.

Найбільш популярні сплави

У чистому вигляді кольорові метали застосовуються відносно рідко. Сучасні технології дозволяють виготовляти величезну кількість різноманітних сплавів в різних комбінаціях з різноманітними фізико-механічними властивостями. Найбільш поширеними, використовуваними для виготовлення деталей промислових і побутових пристроїв, є сплави міді, алюмінію, нікелю, цинку і титану.

Використовуваними з давніх часів сплавами з міді є латунь і бронза. Така зварювання може використовувати:

1. Просту латунь, яка представляє сплав міді з цинком. Мідь є основним компонентом сплаву, вміст цинку зазвичай близько 30%, в залежності від необхідних властивостей сплаву її розмір може збільшитися до 50%. Складні латуні, крім міді і цинку, містять додаткові компоненти.
2. Бронза представляє сплав міді з оловом. Класичне співвідношення 85% міді і 15% олова. Ще використовуються сплави з добавками до основного складу цинку, кремнію, магнію, свинцю та інших металів в залежності від необхідних властивостей.

Підготовка до проведення зварювальних робіт

Перед початком робіт деталі необхідно підготувати. Поверхня в місцях зварювання необхідно зачистити металевою щіткою або шабером для видалення оксидної плівки, потім промити в бензині або розчиннику для видалення жирів. Через велику плинність зварювання краще проводити в нижньому положенні. Деталі необхідно зафіксувати, щоб ширина шва не перевищувала двох міліметрів. Можна попередньо зробити прихоплює зєднання, а потім виконати повну обварка.

Зварювання необхідно проводити в середовищі інертних газів, що захищають зварювальну ванну від контакту з повітряним середовищем. Найбільш ефективним є азот, але можна використовувати гелій, аргон і їх суміші. Для створення дуги можна використовувати вугільні, графітові і вольфрамові електроди. Вугільні електроди можна використовуються для зварювання невідповідальних деталей невеликих розмірів. В інших випадках потрібно використовувати вольфрамові або графітові електроди. Дріт для зварювання перед роботою необхідно теж протравить в розчині азотної кислоти або суміші соляної та сірчаної кислоти.

Зварювання алюмінієвих деталей

Алюміній - найбільш поширений елемент з таблиці Менделєєва і самий вживається на земній кулі після заліза. На відміну від міді, він набагато частіше використовується в чистому вигляді і має кілька класів чистоти. Але більш широкого поширення набули сплави на основі алюмінію. Щодо хімічного складу сплавів настільки різноманітний, що багато хто з них простіше класифікувати за їх властивостями. Найбільш відомими і вживаними сплавами є дуралюмин, силумін, Авіелен.

Деталі з алюмінію перед зварюванням слід зачистити від окисної плівки, знежирити розчинником або бензином. Після механічного очищення зварюються поверхні необхідно протравити в водному розчині натру фтористого і їдкого натру в пропорції 50 на 50 протягом 1-2 хвилин, потім виконати промивку в гарячій воді не нижче 50 ° С і холодної воді. Після відмивання деталі потрібно помістити на дві хвилини в розчин азотної кислоти і знову ретельно промити гарячою і холодною водою. Зварювання підготовлених деталей повинна проводитися не пізніше 4 годин після підготовки.

Дріт, що використовується для зварювання також повинна бути оброблена аналогічним чином. Для зачистки крайок і прилеглих поверхонь можна використовувати абразивні матеріали або наждачний шкірку. Перед початком роботи деталі потрібно жорстко зафіксувати, забезпечивши мінімальний зазор. При неможливості жорсткої фіксації потрібно зєднати деталі прихватками і потім повністю проварити шов. Зварювання проводиться в захисному середовищі з інертних газів, що не плавляться або плавкими електродами. Ручне дугове зварювання чистого алюмінію і силуміну можна виконати спеціальними електродами серії ОЗА.

Технологія виготовлення електродів забезпечує зварювання у всіх положеннях з чітко вираженим крапельним перенесенням в зварювальну ванну і утворенням легко відділяється шлакового покриття.

Деталі, виготовлені зі сплавів на основі нікелю, застосовуються у високотемпературних пристроях з робочою температурою 700-100 ° С. Використовуються в газових і парових турбінах, конструкціях двигунів ракет. Особливо можна виділити вироби з ніхрому з високим питомим електричним опором, що використовуються для виготовлення нагрівальних елементів в промислових і побутових пристроях.

Зварювальний процес виробів із сплавів нікелю утруднений великий чутливістю до домішкам і газам, що створює пористість зварювального шва. Низька пластичність нікелевих сплавів вимагає великої потужності при проведенні зварювальних робіт. Зварювані поверхні необхідно зачистити до блиску і видалити жири ацетоном або розчинниками на його основі. Застосування бензину небажано.

Проведення зварювальних робіт

Зварювання проводять в середовищі інертних газів із застосуванням спеціального дроту. Зварюються деталі необхідно розташовувати на спеціальних підкладках з канавками. За канавок повинен проходити інертний газ для захисту зворотного боку шва від контакту з повітряним середовищем. Процес потрібно виконувати, накладаючи тонкі шари і даючи час на охолодження деталей. Після закінчення роботи бажано виконати термічний відпустку вироби для зняття залишкових напруг.

Цинк як конструкційний матеріал у чистому вигляді не застосовується. Основне використання - виготовлення сплавів і антикорозійного покриття залізних і сталевих деталей. Зварюваність деталей з цинковим покриттям або вмістом цинку значно знижена в прямій залежності від кількості. При зварюванні потрібно використовувати захисну газове середовище з боку зварювання і зворотного боку шва. Вибір режиму залежить від розмірів деталі. Зварювання виконується плавляться з вольфраму.

Титан і його сплави знайшли широке застосування в кінці двадцятого століття з розвитком авіації і ракетобудування. У чистому вигляді він використовується рідко. Сплави із застосуванням легуючих елементів мають високу міцність і значно покращують вихідні властивості металу.

Підготовка деталей до зварювання теж починається з механічного зачищення або обробки в кислоті. При механічному очищенні можна використовувати наждачний шкірку і металеві щітки з автоматичним обертанням. Дріт для зварювання вибирають відповідно марці сплаву.

Зварюються деталі потрібно щільно стиснути, контролюючи, щоб на поверхні не потрапили сторонні речовини. Зварювальний процес повинен проходити в захищеній інертними газами або аргоном зоні з використанням електродів з вольфраму.

Особливості зварювання кольорових металів вимагають застосування додаткового обладнання та захисних засобів для якісного виконання робіт та забезпечення безпеки зварників. Незалежно від використовуваного методу при зварюванні кольорових металів і їх сплавів на місці проведення повинна бути потужна примусова вентиляція робочих місць. Сполуки, що утворюються при зварюванні, шкідливі, а іноді і токсичні. При цьому необхідно дотримуватися індивідуальні заходи безпеки: спецодяг, зварювальні рукавиці, зварювальний щиток або окуляри.

При зварюванні кольорових металів і їх сплавів часто необхідне попереднє прогрівання деталей через підвищену теплопровідності. Підігрів можна проводити в спеціальних печах з контролем температури.

Газове зварювання кольорових металів вимагає наявності балонів з необхідними газами в залежності від обраної технології, що знижують редукторів для всіх видів балонів, шлангів необхідної довжини і діаметру, пальники з комплектуючими елементами та інших необхідних компонентів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!