1.11.2022 Кісневе різання металу профільного прокату.

    Техніка кисневого різання.

         Загальні відомості. Киснева різання є одним з найбільш поширених процесів газополум'яної обробки металів. Вона широко використовується в металообробці і металургії при різанні листів, заготовок профільного прокату, труб і т.д.
      Розрізняють два види кисневого різання: розділовий і поверхневу.
При розділової різанні утворюються наскрізні розрізи, а при поверхневій - канавки круглого обриси.
Розділова різання проводиться без і зі скосом кромок під зварювання, а поверхнева буває або суцільний, коли обробляється вся поверхня заготовки за один прохід, або вибіркової з видаленням поверхневого шару металу.
На відміну від зварювання кисневе різання на вертикальній площині або в стельовому положенні не представляє труднощів і може здійснюватися в будь-якому просторовому положенні.
       У процесі різання метал розплавляється і випливає з порожнини різу. Однак залізо легко окислюється, а в чистому кисні горить і перетворюється в оксиди і шлаки.
       До термічного та хімічній дії може приєднуватися механічна дія струменя газу, яка викидає рідкі та розм'якшені продукти з порожнини різу.
       При кисневого різання відбувається хімічна реакція згоряння заліза в кисні.
Залізо і сталь не загоряються, як відомо в кисні при низьких температурах, тому кисень зберігають у стальних балонах. Температура початку горіння металу заздрості від його хімічного складу і дорівнює 1000-1200 ^о С. Температура початку горіння підвищується зі збільшенням змісту вуглецю в металі при одночасному зниженні температури його плавленні. Високоякісна кисневе різання металу можлива лише в тому випадку, якщо він горить у твердому стані. Якщо ж метал спалахує лише при расплавлении, то в процесі різання він витікає з порожнини різу і рез виходить широким і нерівномірним.

Сутність процесу кисневого різання. Суміш кисню з пальним газом виходить з подогревательного мундштука різака і згорає, утворюючи полум'я, яке називають подогревающим. Коли метал нагрівається до температури початку горіння, пор осьовому каналу ріжучого мундштука подається технічно чистий кисень. Він потрапляє на нагрітий метал і запалює його. У процесі горіння виділяється значна кількість кислоти. Нижні шари металу нагріваються, і горіння швидко поширюється в глибину, пропалюючи наскрізний отвір, через яке ріжуча струмінь кисню виходить, назовні пробиваючи метал. Якщо переміщати різак з певною швидкістю, то метал буде розрізатися.

        Таким чином, кисневе різання складається з декількох процесів: підігріву металу, спалювання металу струменем кисню, видування розплавленого шлаку з порожнини різу. Подогревательное полум'я зазвичай не гасять, і воно горить протягом всього процесу різання, так як теплоти, що виділяється при спалюванні заліза в кисні, недостатньо для відшкодування всіх втрат теплоти в зоні різання. Якщо подогревательное полум'я загасити, то процес різання швидко припиняється, метал охолоджується настільки, що кисень перестане на нього діяти, і реакція горіння металу в кисні зупиняється.
         Умови різання. Кисневою різанні піддаються тільки ті метали і сплави, які задовольняють певним умовам.
· Температура займання металу в кисні повинна бути нижче температури його плавлення. Цій вимозі відповідають низьковуглецеві стали, температура займання яких в кисні близько 1300 ^о С, а температура плавлення близько 1500 ^о С. Збільшення вмісту вуглецю в сталі супроводжується підвищенням температури запалення в кисні і пониженням температури плавлення. Тому із зростанням вмісту вуглецю кисневе різання сталей погіршується.
· Температура плавлення оксидів металів, що утворюються при різанні, повинна бути нижче температури плавлення самого металу. В іншому випадку тугоплавкі оксиди не будуть видуватися струменем ріжучого кисню, що порушить нормальний процес різання. Цій умові не задовольняють високохромистого стали і алюміній. При різанні високохромистих сталей утворюються тугоплавкі оксиди з температурою плавлення 2000 ^о С, а при різанні алюмінію - оксид, температура плавлення якого близько 2050 ^о С. Кисневе різання їх неможлива без застосування спеціальних флюсів.
· Теплоти, яка виділяється при згорянні металу в кисні, має бути достатньо для підтримки безперервного процесу різання. При різанні стали близько 70% теплоти виділяється в результаті згоряння металу в кисні і лише 30% її надходить від полум'я, що підігріває різака.
· Утворюються при різанні шлаки повинні бути рідкотекучий і легко видуватися з місця реза.
· Теплопровідність металів і сплавів не повинна бути занадто високою, інакше теплота від полум'я, що підігріває і нагрітого шлаку інтенсивно відводиться від місця реза, процес різання стає нестійким і в будь-який момент може перерватися. При різанні стали згоряння заліза в кисні відбувається у відповідності з наступними реакціями:
Fe + 0,5 O ₂ = FeO + 269 МДж / кмоль,
2Fe + 1,5 O ₂ = Fe ₂ O ₃ + 272 МДж / кмоль,
3Fe + 2O ₂ = Fe ₃ O ₄ +276 МДж / кмоль.
        З рівнянь випливає, що на згоряння 1 кг заліза витрачається 0,38 кг (0,27 л) кисню, або на 1 см ³ заліза потрібно 2,1 л кисню. На практиці ж витрата кисню в процесі різання може бути вище або нижче теоретичного значення, так як частина металу видувається з порожнини реза в неокислених вигляді і витікаючий шлак містить не тільки оксиди, але і металеве залізо. Виділяється при горінні заліза значна кількість теплоти оплавляє поверхню металу. Цей рідкий метал захоплюється в шлак разом з розплавленими оксидами. Кількість теплоти, що утворюється в результаті згоряння заліза при різанні, в 6-8 разів перевищує кількість теплоти, що виділяється подогревающим полум'ям різака.
Зазначеним умовам задовольняє лише залізо і його технічні сплави - сталі. Більшість інших металів не піддаються кисневого різання.
        Разрезаемость металу. Нижче наведені характеристики разрезаемості вуглецевих сталей.

Сталь	Характеристика разрезаемості.
Низьковуглецева	При змісті вуглецю до 0,3% різання без утруднень.
Середньовуглецевих	Зі збільшенням змісту вуглецю від 0,3 до 0,7% різання ускладнюється.
Високовуглецева	При змісті вуглецю понад 0,3% до 1% різання утруднена і потрібно попередній підігрів сталі до 300-700С. При змісті вуглецю більш 1-1,2% різання неможлива (без застосування флюсів).

Разрізуємість киснем конструкційних сталей оцінюють за вмістом у них еквівалентного вуглецю:
C _е = C + 0,16 Mn + 0,3 (Si + Mo) + 0,4 Cr + 0,2 V + 0,04 (Ni + Cu).
Цифри, що стоять перед позначенням елементів, вказують їх вміст у сталях (у відсотках за масою).
Характеристика розрізуємість конструкційних сталей.

Зміст		Разрезаемость стали	Марка стали
вуглецю	еквівалентного вуглецю
До 0,3	До 0,6	Можлива різка в будь-яких умовах без обмежень і без підігріву до і після різання.	15Г, 20Г, 10Г2, 15М, 15Нм та ін
До 0,5	0,6 - 0,8	У літній час - хороша без підігріву. У зимовий час необхідний підігрів до150 о С	30Г, 40Г, 30Г2, 15Х, 20Х, 15ХФ, 10ХФ, 15ХГ, 20М, 12ХНЗА, 20ХНЗА та ін
До 0,8	0,8 - 1,1	Різка ускладнена у зв'язку з можливістю утворення гартівних тріщин. Необхідний попередній підігрів до 500 о С	50Г - 70г, 35Г2 - 50Г2, 30Х - 50Х і ін 12ХМ - 35ХМ, 20ХГ - 40ХГ, 40ХН - 50ХП, 12Х2Н4А - 20Х2Н4А, 40ХФА, 5ХНМ, ШХ10, 25ХМФА та ін
Більше 0,8	Більше 1,1	Різка ускладнена у зв'язку з можливістю утворення тріщин після різання. Необхідний попередній підігрів до 300-400 о С і уповільнене охолодження металу після різання.	25ХГС - 50ХГС, 33ХГС - 40ХС, 20ХЗ, 35ХЮА, 37ХНЗА, 35Х2МА, 25НВА, 38ХМЮА, 40ХГМ, 45ХНМФА, 50ХГА, 50ХТФА, 5ХНМ, 12Х2НЗМА, ШХ15, ШХ15СГ та ін

Вплив легуючих елементів на разрезаемость сталі при кисневого різання.

Елемент	Разрезаемость стали
Марганець	При вмісті до 0,6% Mn різання виконується без труднощів, однак твердість поверхні різу значно підвищується в порівнянні з твердістю основного металу.
Кремній	При вмісті до 0,2% З і до 4% Si метал розрізається без утруднень. При вмісті понад 0,2% З і до 2,5% Si різання виконується задовільно.
Хром	Сталі, що містять до 0,7% З і до 1,5% Cr, піддаються різанню без утруднень. При вмісті до 0,4% З і до 5% Cr необхідний попередній підігрів, який дозволяє уникнути гарту. Якщо зміст Cr перевищує 6%, сталь не розрізається.
Нікель	При вмісті до 0,5% З і до 35% Ni сталь розрізається задовільно, якщо в її складі немає значної кількості інших елементів.
Вольфрам	Сталь, що містить до 0,7% З і до 10% W, розрізається без утруднень. При вмісті 10-15% W різання можлива тільки з попереднім підігрівом.
Молібден	Зміст Mo до 2% не впливає на процес різання. При вмісті понад 3,5% Мо різанні піддаються тільки сталі, які містять не більше 0,3% С.
Мідь	Зміст Cu до 0,7% не впливає на процес різання.
Алюміній	Зміст до 0,5% Al на процес різання не впливає. При більшому його утриманні погіршується процес різання. При вмісті понад 10% Al сталь не розрізається.
Сірка і фосфор	Якщо загальний вміст цих елементів не перевищує 0,1%, на процес різання вони впливу не роблять.

         Попередній підігрів необхідний у першу чергу для попередження утворення тріщин і виконується в газових печах, нагрівальних колодязях або полум'ям многопламенной пальника.
         Високолеговані сталі кисневого різання не піддаються через утворення в процесі різання тугоплавких оксидів, які важко видаляються з порожнини різу (розрізу). Високовуглецеві, високолеговані аустеністние, високохромистого стали не піддаються газокисневого різанні. У цьому випадку застосовують киснево-флюсових або плазмово-дугове різання.
         Для різання необхідний чистий кисень; навіть невелика кількість домішок помітно знижує їй швидкість і значно підвищує витрата кисню. В якості пального дл полум'я, що підігріває при кисневого різання можна використовувати будь-який промисловий горючий газ, а також бензин, бензол, гас і т.д.
         Чавун не ріжеться внаслідок низької температури плавлення і високої температури початку горіння; він горить у кисні в розплавленому стані, що виключає можливість отримання якісного розрізу.
         Кольорові метали також не піддаються процесу різання з-за високої температури плавлення їх оксидів і значною теплопровідності.
          Мідь не ріжеться внаслідок високої теплопровідності та незначної кількості теплоти, що виділяється при її згорянні. Мідь і її сплави можна обробляти киснево-флюсового різкою.
          Алюміній не ріжеться внаслідок надмірної тугоплавкости утворюється оксиду. Для алюмінію і його сплавів застосовують плазмову дугове різання.
          Показники режиму різання. Основними показниками режиму різання є: потужність полум'я, тиск ріжучого кисню та швидкість різання. Від їх вибору багато в чому залежать продуктивність і якість різання.
           Потужність полум'я визначається товщиною металу, що розрізає, складом і станом сталі (прокат або поковка). При ручній різанні через нерівномірність переміщення різака зазвичай доводиться в 1,2-2 рази збільшувати потужність полум'я в порівнянні з машинною. При різанні лиття слід підвищувати потужність полум'я в 3-4 рази, тому що поверхня виливків, як правило, покрита піском і пригаром.
          Для різання сталі товщиною до 300 мм застосовують нормальне полум'я, а завтовшки понад 400 мм - підігріває полум'я з надлишком ацетилену (насичуватися вуглецем) для збільшення довжини факела і прогріву нижній частині різу.
          Тиск ріжучого кисню залежить від товщини металу, що розрізає, форми ріжучого сопла і чистоти кисню. При підвищенні тиску понад нормативний швидкість різання зменшується, і якість поверхні реза погіршується. Відповідно збільшується витрата кисню.
           Швидкість різання повинна відповідати швидкості окислення металу по товщині розрізається аркуша. Судити про правильний вибір швидкості різання можна за такими ознаками. При сповільненій швидкості відбувається розплавлення верхніх крайок розрізається листа і розплавлені шлаки (оксиди) вилітають з розрізу у вигляді потоку іскор в напрямку різання.
Занадто велика швидкість характеризується слабким вильотом пучка іскр з розрізу в бік, зворотний напрямку різання, і значним «відставанням» ліній різу від вертикалі. Можливо непрорезаеніе металу. При нормальній швидкості різання потік іскор і шлаку із зворотного боку розрізається листа порівняно невеликий і направлений майже паралельно кисневої струмені.
Підготовка поверхні. Перед різкою поверхню металу, що розрізає повинна бути ретельно очищена від окалини, іржі, фарби й бруду. Для ручного різання досить очистити полум'ям різака місце різу у вигляді вузької смуги (30-50 мм) з подальшою зачисткою металевою щіткою. Перед механізованої різанням на стаціонарних машинах листи зазвичай правлять на Листоправильні вальцях і очищають усю поверхню або хімічною, або механічним (дробеструйной обробкою) шляхом.
Листи укладаються горизонтально на опори. Вільний простір під листом має становити половину товщини металу, що розрізає плюс 100мм.
Положення і переміщення різака в процесі різання. Перед початком різання подогревающим полум'ям нагрівають крайку розрізає металу до температури оплавлення і потім включають ріжучий кисень.
Положення різака на початку різання залежить від товщини розрізаючої сталі. При прямолінійній різанні листової сталі товщиною до 50 мм різак встановлюється вертикально, а при великій товщині листа - під кутом 5 ^про до поверхні торця аркуша. Потім його нахиляють на 20-30 ^про убік, зворотну руху різака. Таке положення різака сприяє кращому прогріванню металу по товщині і підвищенню продуктивності різання. При вирізці фігурних деталей різак повинен бути строго перпендикулярний до поверхні металу, що розрізає.
Для полегшення різання і прискорення прогрівання металу доцільно робити зарубку зубилом в початковій точці різу.

 

Контрольні запитання та завдання:

1. Опрацювати матеріал уроку
2. Опрацювати матеріали інструкційних карт.
3. Практичне виконання завдань згідно інструкційних карт
4. Переглянути навчальні  фільми:

https://www.youtube.com/watch?v=NLUCDbg9KrU

https://www.youtube.com/watch?v=2frFOJrG8Ls

26.10.22 Ур. 56 Підготовка газової апаратури до роботи : підключення редуктарів до балону із газом, підключення пальника або різака, перевірка щільності зєднань та сопла наконечника.

 

Підготовка зварювального обладнання до роботи та перевірка працездатності зварювальної апаратури

Перед початком праці зварювальник або оператор зобов'язаний оглянути обладнання і переконатися в його справності, провести видалення пилу і бруду з джерел живлення, а так само виконати заходи техніки безпеки при зварюванні.

Перевірити наявність і справність пристроїв для попереднього і супутнього підігрівання під час зварювання, а так само наявність перевірених приладів для контролю температури підігріву при необхідності.
Перевірити справність амперметров і вольтметрів на джерелах і апаратурі при автоматичному зварюванні.
Перевірити наявність амперметров на постах для ручного дугового зварювання. Перевірити вимоги ПТД по роду застосовуваного струму, відхилення напруги електричної мережі, підключення до самостійних джерел живлення, по промивці пальників і шлангів.
Перевірити справність оснащення і пристосувань, а так само відповідності їх параметрів майбутніх операціях.
Маніпулятори і роликові стенди повинні забезпечувати надійне закріплення на них і плавне переміщення деталей, що зварюються.
Відповідальність за працездатність і справність і справність зварювального устаткування, пристосувань і контрольно-вимірювальних приладів несе служба енергетика цеху.
Результати контролю зварювального устаткування, пристосувань і контрольно-вимірювальних приладів заносяться в журнал зварювальних робіт.
Напівавтоматичне зварювання в захисному газі

1. Переконатися в тому, що в пальниках правильно обраний внутрішній направляючий канал. Змінний направляючий канал підбирається по діаметру зварювального дроту.
для діаметра дроту 0,8 – 1,2 мм - діаметр внутрішнього каналу 1,6 мм
для діаметра дроту 1,2-1,4 мм - діаметр внутрішнього каналу 2,0 мм
для дроту діаметром 0,8-1,0 мм канал подає синього кольору
для дроту діаметром 1,0-1,2 мм канал подає червоного кольору
для дроту діаметром 1,4-1,6 мм канал подає жовтого кольору

2. При зварюванні нержавіючої дротом канал подає підбирається таким чином:
для дроту діаметром 0,8-1,0 мм канал подає червоного кольору
для дроту діаметром 1,0-1,2 мм канал подає жовтого кольору

3. Правильно вибрати наконечник по діаметру зварювального дроту, при неприпустимому зносі замінити наконечник. Необхідно пам'ятати, що при зварюванні нержавіючої дротом O наконечника підбирається більше діаметру зварювального дроту.

4. Очистити сопло від бризок металу, в іншому випадку сопло опинившись під потенціалом електрода при зіткненні з виробом може вийти з ладу. Для кращого видалення бризок сопло необхідно обробити спеціальною пастою або спреєм (аерозолем) можна розчином крейди у воді.

5. Запустити зварювальний дріт через подаючий механізм у канал направляючий при відключеному подаючому механізмі. Піджати притискні ролики, включити подаючий механізм. Зусилля поджатия притискних роликів повинна бути відрегульовано таким чином, щоб при примусової затримки дроту подаючі ролики пробуксовували. Дріт на виході з наконечника не повинна втрачати свою форму від притиснення подаючими роликами.

6. Закрутити обраний по діаметру зварювального дроту наконечник свічку. Одягнути чистий від бризок сопло.

7. Вибрати швидкість подачі зварювального дроту, витрата газу, напругу і силу струму, залежно від товщини зварюваного виробу і просторового положення при зварюванні.

8. Підготувати робоче місце під зварювання, заземлити виріб зворотним проводом (зворотна полярність + на пальнику – на виробі).
Автоматичне зварювання під флюсом

Автоматичне дугове зварювання виконується на постійному струмі зворотної полярності. Перед початком роботи перевірити правильність підключення кабелів і приладів стеження або позиціонування.
Провести настройку параметрів зварювального струму і швидкості зварювання згідно з ПДТ .
Перевірити стан роликів подаючого механізму. На подаючих роликів повинна бути насічка. Обертання роликів повинен бути плавний без ривків.
Перевірити надійність контакту між мундштуком і зварювальної дротом.
Зварювання кільцевих швів виконується на кантователях, маніпулятори або іншому обладнанні, що забезпечує рівномірне обертання, без ривків або поздовжніх переміщень.
Зварювальний дріт перед зарядкою в касети не повинна мати слідів іржі, масла і повинна намотуватися в касету рівними рядами.
Перевірити наявність зварювального флюсу в бункері, а так само переконатися, що насыпаемый флюс відповідає поєднанню флюс-дріт.
Автоматичне зварювання під флюсом рекомендується виконувати в нижньому положенні.
Допускається проводити зварювання при нахилі головки по відношенню до горизонту до +8°.
Ручна аргонодуговая зварка неплавким електродом

Аргонодугове зварювання виконується на постійному струмі прямої полярності.
Перед початком роботи газопроводящие шланги та пальник необхідно продути аргоном.
Тривалість продувки повинна бути не менше 30 секунд.
Кінець вольфрамового електрода повинен бути заточений на конус на довжині рівній 3-4 діаметрам.
Не допускаються протяги й інше спрямоване рух повітря, що погіршує якість газового захисту.
Перевірити номер мундштука витрати захисного газу.
Перевірити балон з аргоном або ДМР на наявність газу в балоні і його кількість.
Підібрати режими зварювання і витрата захисного газу відповідні технологічного процесу зварювання.
Перевірити герметичність шлангів підведення захисного газу, шляхом їх обмыливания при подачі газу в пальник при цьому на пальник надіти заглушене сопло.
Надійність запалювання вольфрамового електрода.
Робити промивку шлангів та пальників не рідше 1 рази на місяць. Промивка шлангів проводитися спільно з промиванням пальника і клапана в наступному порядку :
Визначають кількість спирту з розрахунку :
- для промивання шлангів (на 1 метр) – 0,0125 л;
- для промивання одного клапана – 0,0290 л;
- для промивання одного пальника – 0,175 л;
- для промивання одного покажчика витрати газу – 0,068 л.
Залити в шланг спирт-ректифікат з боку підключення до редуктора, піднявши кінець шланга над рівнем підлоги на 1800 мм і закріпивши його на цьому рівні.
Пальник підіймають із шлангом на висоту 1,5 – 1,7 м і опускають (10 – 12 разів). Цю операцію проводять удвох.
Роблять витримку протягом 15 хв. Після витримки шланги залитих спиртом повторюють п. 5.12.12.
Злити спирт і продути шланг аргоном.
Не рідше одного разу на рік проводиться замір опору ізоляції ручки пальника, яке повинно бути не менше 0,5 Мом.
Результати контролю занести в журнал обліку перевірки обладнання.
Ручне дугове зварювання покритим електродом

Перевірити справність електротримачі. Перевіряють візуальним контролем і вимірюванням опору ізоляції.
При візуальному контролі перевіряють :
- надійність затиснення електрода;
- кріплення зварювального кабелю, підключення зварювального кабелю з електортримачем повинно бути щільним (без люфтів).
- стан ізоляції ручки з'єднань кабелів.
Не рідше одного разу на рік проводиться замір опору ізоляції ручки электродержателя, яке повинно бути не менше 0,5 Мом.
Результати контролю занести в журнал обліку перевірки обладнання.

 

19.10./25.10.22 Ур. 54-55 Зварювання деталей, конструкцій : таврових, рішітчастих.

 http://poradu24.com/remontu/vigotovlennya-reshitok-na-vikna-svo-mi-rukami.html

https://www.youtube.com/watch?v=Viv_L1D1_Uo&feature=emb_logo

12.10.22/18.10.22 Ур52-53 Напівавтоматичне зварювання під флюсом

 Зварювання під флюсом (SAW) – це процес зварювання плавленням при якому електродний дріт суцільного перерізу подається у зону зварювання, а флюс, котрий покриває зварний шов та ванну, плавиться, чим захищає зону зварювання від атмосфери та легує зварний шов, надаючи йому певних механічних та хімічних властивостей. Даний вид зварювання за ступенем механізації поділяють на автоматичне та напівавтоматичне зварювання, а технологія зварювання під флюсом дозволяє виконувати одностороннє або двохстороннє зварювання.

Автоматичне зварювання під флюсом застосовують при серійному виробництві однотипних конструкції з довгими протяжними швами правильної форми. Подача електродного дроту у зварювальну ванну та переміщення дуги уздовж шва відбувається автоматично, дану функцію може виконувати зварювальний трактор, зварювальна головка або зварювальний автомат.

Напівавтоматичне зварювання під флюсом доцільно використовувати при одиничному виробництві або зварюванні коротких швів. При напівавтоматичному зварюванні під флюсом, переміщення дуги вздовж зварного шва виконується вручну зварником.

SAW зварювання широко застосовується при виробництві трубопроводів та труб великого діаметра, таврових та двотаврових балок, суднобудуванні, танкобудування, будівництві нафтових та хімічних резервуарів.

Зварювання під флюсом успішно використовують при зварюванні металоконструкції з вуглецевих, низьколегованих, нержавіючих сталей, жароміцних та кислотостійких сплавів, титану, алюмінію, міді та різноманітних сплавів.

Сутність процесу полягає у тому, що дуга, яка горить між електродним дротом та основним металом, покрита товстим шаром флюсу. Від температури дуги флюс частково плавиться, утворюючи газову порожнину та рідкий шлак на поверхні зварювальної ванни, захищаючи метал шва від повітря. Також  шлак створює додатковий тепловий захист і знижує теплові втрати дуги.

Флюс надходить у зону зварювання по спеціальному патрубку із флюсового бункера під дією сили тяжіння. Товщина флюсового шару становить близько 15-30мм. В процесі переміщення дуги та остигання зварювального шва, на його поверхні утворюється шлакова кірка, яка легко відділяється та може бути повторно використана, що зменшує витрату флюсу.

Відкриття швидкісного методу зварювання та доведення його до промислового використання було здійснене в 1930-1940 роках в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона.

Переваги зварювання під шаром флюсу:

- висока продуктивність зварювання;

- збільшена глибина проплавлення через високий струм зварювання;

- відсутність розбризкування металу та зменшене його вигорання, відповідно, менший розхід дроту при зварюванні;

- висока якість зварного шва завдяки механізації процесу та гарному захисту шва;

- можливість повторного використання флюсу (рециркуляція флюсу);

- покращення умов праці зварника через відсутність світлового випромінювання;

 До недоліків зварювання під флюсом відносять:

- зварювання виконують лише в нижньому положенні;

- труднощі при зварюванні в монтажних умовах;

- відсутність візуального контролю за горінням дуги та формуванням шва;

- пил від флюсу та зварювальний аерозоль шкідливий для органів дихання;

- високі вимоги до збирання деталей та обробки крайок.

При підготовці обладнання, налаштовують наступні параметри режиму зварювання під флюсом: діаметр електродного дроту, виліт електродного дроту, полярність, струм на напруга зварювання, швидкість переміщення.

Діаметр електродного дроту обирають в залежності від виду робіт (зварювання або наплавлення) та струму зварювання. Найпоширенішими діаметрами дроту є 2мм, 3мм, 4мм.

Виліт електроду впливає на його попередній підігрів та дещо на глибину проплавлення. Зазвичай виліт обирають в межах 8-10 діаметрів електроду. Збільшений виліт призводить до зменшення глибини провару та збільшення ширини шва.

Зварювання під флюсом виконують на постійному струмі прямої або зворотної полярності. Пряма полярність - зварювальний трактор приєднаний до роз'єму «-», а деталь до «+». Перевагою даної схеми дугового зварювання є велика висота наплавленого валика при мінімальній глибині проплавлення. Схема підключення на прямій полярності застосовується в основному при наплавленні. Зворотна полярність - деталь приєднана до роз'єму «-», а зварювальний трактор до «+». Особливість полягає у найменшій ймовірності утворення пор та великій глибині проплавлення. Область застосування - зварювання стикових з’єднань без розкриття крайок.

При зварюванні під шаром флюсу напруга на дузі різко впливає на форму і ширину шва. Чим більша напруга на дузі, тим більше її довжина та рухливість, що викликає збільшення ширини шва та зменшення глибини проплавлення. Зазвичай напруга зварювання коливається в межах від 25В до 45В.

Сила зварювального струму має найбільший вплив на глибину проплавлення, при чому, сила зварювального струму прямо пропорційна швидкості подачі електродного дроту. Силу зварювального струму обирають відповідно до товщини деталі: чим більше сила струму, тим більше глибина проплавлення, занадто мале значення струму зварювання може призвести до непровару. При малій швидкості подачі (струму) можливий обрив дуги, при великій швидкості подачі дроту (струму) він не встигає плавитися і відбувається часте коротке замикання на зварювальну ванну, що негативно впливає на зварний шов.

Швидкість переміщення або швидкість зварювання впливає на геометричні параметри шва при незмінних значеннях напруги та струму зварювання, внаслідок зміни погонної енергії. Збільшення швидкості зварювання призводить до зменшення глибини проплавлення. Велика швидкість зварювання, більше 70м/год, може призвести до виникнення дефектів, тому використовують спеціальні способи зварювання: зварювання трифазною дугою, двох-дугове зварювання, використовуючи зварювальний трактор у тандемі з іншими пристроями.

Обладнання для автоматичного зварювання компанії JASIC це комплекс, який складається із джерела живлення MZ-1000 (M308) або MZ-1250 (M310) та самохідної каретки (зварювальний трактор) АТ-1, що представляє собою візок на колесах зі зварювальною головкою. Зварювальний трактор JASIC  АТ-1 є повним аналогом до зварювального трактора ESAB. Обладнання для зварювання під флюсом JASIC належить до класу обладнання з високим ступенем автоматизації та має такі додаткові функції: встановлення струму запалювання дуги, час заварювання кратера, регулювання струму та напруги заварювання кратера, регулювання швидкості холостої подачі дроту. Дане обладнання широко використовується для автоматичного та напівавтоматичного зварювання стикових, напусткових, кутових і таврових з’єднань, а також наплавлення. А завдяки зміні вольт-амперної характеристики джерела живлення, його можна використовувати для ручного зварювання і стругання.

https://www.youtube.com/watch?v=uDGfyqHK2Yo відео перегляньте!

05.10.22 /11.10.22 Ур. 50-51 Газове зварювання кольорових металів

 

Зварювання міді і її сплавів Зварюваність міді. Мідь зварюється погано через її високу теплопровідність, водопровідність і підвищеної схильності до утворення тріщин при зварюванні. Теплопровідність міді при кімнатній температурі в шість разів більше теплопровідності технічного заліза, тому зварювання міді і її сплавів повинна вироблятися зі збільшеною погонною тепловою енергією, а в багатьох випадках з попереднім і супутнім підігрівом основного металу. При переході з твердого стану в рідке мідь виділяє велика кількість теплоти (схована теплота плавлення), тому зварювальна ванна підтримується в рідкому стані більш тривалий час, чим при зварюванні стали. Підвищена водопровідність міді утрудняє її зварювання у вертикальному, горизонтальному й особливо в стельовому положеннях. Водень у присутності кисню робить негативна дія на властивості міді. Водень, що проникає в мідь при підвищених температурах зварювання, реагує з киснем оксиду міді (Сu2О + 2Н Н2О + 2Сu), утворить водяна пара, що, прагнучи розширитися, приводить до появи дрібних тріщин. Це явище при зварюванні міді називають «водневою хворобою». Якщо зварювати мідь покритими мідними електродами без підігріву виробу, що зварюється, (зі швидким охолодженням), то виникають гарячі тріщини. Однак при зварюванні з підігрівом, що створює умови повільного охолодження, водяна пара в більшості випадків до затвердіння металу виходить назовні; невелика частина водяної пари залишається між шаром зварювального шлаку і поверхнею металу шва. У результаті цього поверхня металу шва після видалення ще гарячого шлаку стає нерівної з дрібними поглибленнями, що можна уникнути при дуже повільному охолодженні шва і шлаку. Чим більше утримується кисню в міді, що зварюється, тим значніше виявляється «воднева хвороба». Домішки в міді миш'яку, свинцю, сурми, вісмуту і сірки утрудняють зварювання. Вони практично не розчиняються в міді, не утворять з нею легкоплавкі хімічні сполуки, що, знаходячись у вільному стані, розташовуються по границях зерен і послабляють міжатомні зв'язки. У результаті під дією усадочної сили, що розтягує, у процесі охолодження звареного з'єднання утворяться гарячі тріщини. Тому зміст кожної зі шкідливих домішок (кисню, вісмуту, свинцю в міді й у зварювальних матеріалах) не повинне бути більш 0,03 %, а для особливо відповідальних зварених виробів — 0,01 %. Коефіцієнт лінійного розширення міді більше коефіцієнта лінійного розширення заліза, у зв'язку з чим зварювальні деформації при зварюванні конструкцій з міді і її сплавів трохи більше, ніж при зварюванні сталей. Основні види зварювання міді плавленням: дугова покритими електродами; дугова порошковим дротом, дугова в газі, автоматична дугова під флюсом, плазменна зварювання, газове зварювання й ін. Зварювання міді покритими металевими електродами дає задовільну якість у випадках, якщо мідь, що зварюється, містить кисню не більш 0,01 %. При змісті в міді кисню в кількостях більш 0,03 % зварені з'єднання мають низькі механічні властивості. Для зварювання міді застосовують покриті електроди марок ДО-100 (завод «Комсомолець»), ОМЗ-1 (досвідчений Московський завод) і ін. Склад електрода марки ДО-100 наступний: стрижень з металу марки М1; покриття — плавиковий шпат 12,5%, польовий шпат—15%, феромарганець Мn1, Мn2 — 47,5%, кремениста мідь (73 — 75% міді, 23 — 25% кремнію й інше домішки) — 25 %. Зварювання ведуть у нижнім положенні на постійному струмі зворотної полярності. При зварюванні аркушів товщиною більш 6 мм потрібен попередній підігрів основного металу до 300 — 400 °С. Газове зварювання мідних аркушів товщиною до 10 мм виконується полум'ям потужністю 150 дм3 ацетилену/год на 1 мм товщини металу. Аркуші більшої товщини зварюють полум'ям з розрахунку 200 дм3/год на 1 мм товщини металу. Зварювання краще робити одночасно двома пальниками з двох сторін відбудовним полум'ям, для того щоб не допускати утворення в зварювальній ванні оксидів міді. Зварювання міді на вуглевоживаючим полум'ям не допускаються, тому що при цьому утворяться пори і тріщини у шві внаслідок утворення З2 і Н2О по реакціях: З + Сn2О-+З2 + 2Сn; Н2 + Сn2ОН2О + 2Сn. Шов заповнюється за один шар. Багатошарове газове зварювання викликає перегрів металу і тріщини у швах. Щоб уникнути перегріву міді, зварювання варто вести з високими швидкостями нагрівання й охолодження зварених з'єднань. Метал товщиною до 2 мм зварюють встик без присадочного матеріалу, при товщині 3 мм і більш застосовують скіс крайок з кутом оброблення 90° і притупленням 1,5 - 2 мм. Толсті мідні аркуші зварюють встик з обробленням крайок у вертикальному положенні одночасно з двох сторін двома пальниками. Присадочний дротом служить чиста мідь або мідь зі змістом розкислювачів: фосфору — до 0,2 % і кремнію — до 0,15 - 0,30%. Дріт підбирають діаметрами від 1,5 до 8 мм у залежності від товщини аркушів, що зварюються; дріт діаметром 8 мм уживається для аркушів товщиною 15 мм і більш. Газове зварювання міді виконується з флюсами, що складаються в основному з бури. Висока якість звареного з'єднання одержують, застосовуючи газофлюсового зварювання, при якій порошкоподібний флюс засмоктується ацетиленом і подається безпосередньо в полум'я пальника від спеціальної установки КГФ-2-66. Застосуванню проковування металу шва (краще околошовного металу) ще більш поліпшує механічні властивості зварених з'єднань. Зварювання латуні. Латунь являє собою сплав міді з цинком; температура плавлення латуні 800-1000 С. При дуговому зварюванні з латуні інтенсивно випаровується цинк; розплавлений метал поглинає водень, що не устигає виділитися при затвердінні рідкого металу в зварювальній ванні, у результаті чого у шві утворяться газові пори. Водень попадає в зварювальну ванну з покриття, флюсу або повітря. Зварювання латуней покритими електродами знаходить обмежене застосування, в основному для виправлення шлюбу лиття. Це порозумівається сильним випаром цинку в порівнянні насамперед з газовим зварюванням або дуговий під флюсом, або дуговий у захисному газі. Для дугового зварювання латуні застосовують електроди з покриттям виду ЗТ. Склад електрода наступний: стрижень із кремніємарганцевої бронзи Бр КМц 3-1, що містить 3% кремнію і 1% марганцю; покриття з 17,5% марганцевої руди, 13% плавикового шпату, 16% сріблистого графіту, 32% ферросилиция 75 %-ного, 2,5 % алюмінію в порошку. Зварювання ведеться постійним струмом при зворотній полярності короткою дугою з метою зниження вигоряння цинку. Від витікання металу зі зварювальної ванни стик захищають прожареною азбестовою підкладкою зі зворотної сторони стику. При товщині аркушів до 4 мм оброблення крайок така ж, як і для сталі. Після зварювання шов проковують, а потім випалюють при 600-650 °С для вирівнювання хімічного складу і додання металові дрібнозернистої структури. Зварювання латуні можна виконувати вугільним електродом на постійному струмі прямої полярності з застосуванням флюсу. Дугове зварювання латуней порошковим дротом і в газі; в останні роки стали застосовувати плазменно-дугове зварювання латуней, міді й ін. Газове зварювання латуней забезпечує кращу якість зварених з'єднань, чим дугова покритими електродами. Для зменшення випару цинку зварювання латуні ведуть окисним полум'ям; при цьому на поверхні зварювальної ванни утвориться рідка плівка оксиду цинку, що перешкоджає його випарові. Надлишковий кисень окисляє частина водню полум'я, тому поглинання рідким металом водню зменшується. Для видалення оксидів міді і цинку при газовому зварюванні користуються флюсом, складеним на основі бури. Для зменшення випару цинку і поглинання зварювальною ванною водню кінець ядра полум'я повинний знаходитися від металу, що зварюється, на відстані в 2 - 3 рази більшому, ніж при зварюванні стали. Для газового зварювання латуней застосовують присадочний дріт марки ЛК62-0,5 (ДСТ 16130-72), що містить 60,5-63,5% міді, 0,3-0,7% кремнію, інше — цинк. Як флюс при зварюванні цієї присадочним дротом застосовують прожарену буру. Без застосування флюсу можна користуватися самофлюсуючийся присадочний дротом марки ЛКБ062-004-05. Гарна якість газового зварювання латуней досягається застосуванням флюсу БМ-1 (розроблений ВНИИавтогенмаш), що складається з 25% метилового спирту і 75% метилбората або флюсу БМ-2, що складається з одного метилбората. Ці флюси вводяться в зварювальну ванну у виді пар. Ацетилен пропускається через рідкий флюс, що знаходиться в особливій судині (флюсопитателі), насичується парами флюсу і подається в пальник. У полум'ї флюс згоряє по реакції: 2В(СН3О)3 + 9О2 = В2О3 + 6З2 + 9Н2О. Борний ангідрид В2О3 є речовиною, що флюсує. Застосування флюсу БМ-1 підвищує продуктивність зварювання, дає метал шва з високими механічними властивостями і забезпечує майже повну нешкідливість процесу для зварника. Зварювання бронзи. Бронза — це сплави міді з оловом (3 —14% — оловянисті бронзи), кремнієм (до 1 % — кременисті бронзи), марганцем, фосфором, бериллієм і ін. Звичайно бронзи застосовуються для виготовлення литих деталей. Зварені з'єднання марганцевої бронзи (0,2 - 1 % — марганцю) відрізняються високою пластичністю і міцністю, що трохи перевищує міцність зварених з'єднань міді. Берилієві бронзи, що містять до 0,05% бериллія, утворять зварені з'єднання з задовільною міцністю. Зміст більш 0,5% бериллія в мідному сплаві приводить при зварюванні до окислювання бериллія; оксиди, що утворилися, із працею віддаляються зі зварювальної ванни. Тому якість зварених з'єднань з таких бронз невисоке. Існує кілька десятків марок бронз. По зварюваності бронзи значно відрізняються друг від друга, тому і технологія зварювання бронз різноманітна. Зварювання бронзи можна виконувати вугільним електродом із присадочним металом, покритими електродами, що не плавиться (вольфрамовим) електродом в аргоні, плазменою дугою й ін. Звичайно присадочний матеріал підбирають близьким до хімічного складу металу, що зварюється. Зварювання марганцевої бронзи (наприклад, марки Бр Мц6) виконують електродами марки ДО-100, обов'язково з попереднім підігрівом до 400 — 500 °С. Для зварювання алюмінієвих і алюмінієво-нікелевих бронз (виправлення дефектів лиття) можна застосовувати електроди марки АНМц/ЛКЗ-АБ з попереднім підігрівом до 150-300 °С. Зварювання виконують на постійному струмі при зворотній полярності короткими ділянками. Як правило, бронзи зварюють у нижнім або похилому (до 15°) положенні. Газове зварювання бронз ведеться відбудовним полум'ям, тому що при окисному полум'ї відбувається вигоряння легуючих елементів (олова, алюмінію, кремнію). Потужність полум'я встановлюють 100-150 дм3 ацетилену/год на 1 мм товщини металу, що зварюється. При зварюванні користуються тими ж флюсами, що і для зварювання міді і латуні. Газове зварювання бронз дає міцність зварених з'єднань, рівну 80—100% міцності металу, що зварюється. Зварювання алюмінію і його сплавів Алюміній має низьку міцність (в 10 • 107 Па), тому його застосовують в основному в хімічному аппаратостроєнні, для віконних і дверних плетінь і декоративних виробів у будівництві. Він має малу щільність (2,7 г/см3), підвищеної корозійною стійкістю і великою пластичністю в порівнянні з низьковуглеводною сталлю. Підвищену міцність мають сплави алюмінію з марганцем, магнієм, кремнієм, цинком і міддю. Алюміній і його сплави поділяють на ливарні і деформуючі (катані, пресовані, куті). Деформуючі сплави підрозділяють на термічно нестійкі, до яких відносяться сплави алюмінію з марганцем і магнієм, і термічно стійкіші, до яких відносяться сплави алюмінію з міддю, цинком, кремнієм. Найбільш високою міцністю володіють термічно стійкіші алюмінієві сплави. Наприклад, механічні властивості дюралюмінію марки - Д16 (3,8-4,9% міді, 1,2-1,8% магнію, 0,3 — 0,9% марганцю, інше — алюміній) наступні: до термічної обробки в = 22 • 107 Па і = 2%; після термічної обробки в = 42 • 107 Па і =18%. Термічно зміцнені алюмінієві сплави разупрочняются при зварюванні. З термічно неупрочняемых сплавів найбільшою міцністю володіють сплави системи А1 - Мg - Т1, наприклад сплав Амг6, механічні властивості якого наступні: в = (32 38) • 107 Па, т = (1618)-107 Па, =15-20% і аn = (34) • 105 Дж/м2. Конструкції з алюмінієво-магнієвого сплаву марки Амг6 виготовляються в основному звареними. Зварюваність алюмінію і його сплавів. Алюміній і його сплави мають велику теплопровідність, теплоємність і сховану теплоту плавлення. Теплопровідність алюмінію в три рази вище теплопровідності низьковуглеводної стали; при нагріванні від 20 до 600 0С різниця в теплопровідності ще більш зростає. Отже, зварювання алюмінію і його сплавів повинні виконуватися з відносно могутнім і концентрованим джерелом нагрівання. Коефіцієнт лінійного розширення алюмінію в два рази вище, ніж коефіцієнт розширення заліза. Це сприяє збільшеним деформаціям і коробленню при зварюванні алюмінієвих виробів. Низька питома щільність (2,7 г/см3) і температура плавлення (660 °С) алюмінію в порівнянні з високою питомою щільністю оксиду алюмінію А12О3 (3,85 г/см3) і його температурою плавлення (2050 °С) утрудняють процес зварювання. Тугоплавкий і важкий оксид може залишатися в металі і знижувати працездатність звареного з'єднання. При зварюванні алюмінію і його сплавів необхідно застосовувати різні способи боротьби з оксидом А12О3. В усіх випадках поверхня металу виробу повинна зачищатися безпосередньо перед зварюванням, а процес зварювання повинний протікати з захистом розплавленого металу від дії газів повітря. Використовують два способи боротьби з оксидом алюмінію: зварювання з розчинником оксидів (електродні покриття, флюси), зварювання без розчинників, але з так називаним катодним розпиленням. Розчинниками оксиду А12О3 і інших оксидів є галогенні солі щілочноземельних металів (хлористий, фтористий літій і ін.), що розчиняють оксиди і разом з ними піднімаються зі зварювальної ванни в зварювальний шлак. Тому що розчин має знижену температуру плавлення, меншою питомою щільністю і меншою в'язкістю, чим кожен компонент окремо, то він виводиться з металу шва в зварювальний шлак. Сутність катодного розпилення полягає в тому, що при дуговому зварюванні в аргоні на постійному струмі і тільки при зворотній полярності відбувається дроблення оксидної плівки А12О3 з наступним розпиленням часток оксиду. Тонка оксидна плівка, що покриває зварювальну ванну, руйнується під ударами важких позитивних іонів аргону (атомна вага аргону приблизно в 10 разів важче атомної ваги гелію і тому при зварюванні в гелії катодного розпилення не відбувається), що утворяться при горінні дуги. Алюмінієві сплави мають підвищену схильність до утворення пір. Пористість металу при зварюванні алюмінію і його сплавів викликається воднем, джерелом якого служить адсорбована волога на поверхні основного металу й особливо зварювального дроту, а також повітря, підсосуваємий у зварювальну ванну. У цьому випадку алюміній у зварювальній ванні взаємодіє з вологою по реакції: 2А1 + ЗН2ОА12О3 + 6Н. Для одержання безпористих швів при зварюванні алюмінію і його сплавів навіть невеликої товщини іноді потрібен підігрів, що знижує швидкість охолодження зварювальної ванни і сприятливий більш повному видаленню водню з металу при повільному охолодженні. Наприклад, при наплавленні на лист алюмінію товщиною 8 мм безпористий шов можна одержати при підігріві металу до 1500С. При збільшенні товщини металу до 16 мм навіть підігрів до температури 3000С не забезпечує безпористих швів. Однак підігрівши аркушів для зварювання деяких сплавів варто застосовувати обережно. Наприклад, при зварюванні товстолистових алюмінієво-магнієвих сплавів допускається підігрів до температури не вище 100-150 0С. Більш висока температура підігріву може підсилити пористість шва за рахунок виділення з твердого розчину магнію й утворення при цьому водню по реакції: Мg + Н2О МgО + 2Н. Крім того, при зварюванні підігрітого металу (алюмінієво-магнієвих сплавів) знижуються механічні властивості зварених з'єднань. При аргонодуговому зварюванню алюмінію і його сплавів боротьбу з порами ведуть за допомогою окисної атмосфери. Найкращі результати виходять при добавці до аргону 1,5% кисню. Окисна атмосфера в районі поверхні зварювальної ванни не дає водневі розчинятися в металі, тому що водень буде знаходитися насамперед в окисленому стані і пори у швах не утворяться. Види зварювання алюмінію і його сплавів. Деталі з алюмінію і його сплавів можна з'єднувати як зварюванням плавленням, так і зварюванням тиском. Широке поширення одержали наступні види зварювання: ручне або механізоване дугове зварювання електродом, що не плавиться, у захисному інертному газі (в основному в аргоні); механізоване дугове зварювання металевим електродом, що плавиться, у захисному газі; автоматичне дугове зварювання зварювальним дротом, що плавиться, по шарі дозованого флюсу; стикове або крапкове контактне зварювання й ін. Склад флюсів і покрить для зварювання алюмінію і його сплавів. Ручне зварювання алюмінію дугою або газовим полум'ям виконують з підігрівом аркушів від 100 до 400 С; чим товстіша деталь, тим вище температура підігріву. Для зварювання уживають флюс, найчастіше марки АФ-4а, що містить 50% хлористого калію, 14% хлористого літію, 8% фтористого натрію і 28% хлористого натрію. Склади електродних покрить можуть бути наступні: покриття 1 — 65 % флюсу АФ-4а і 35 % кріоліту і покриття II — 50 % хлористого калію, 30 % хлористого натрію і 20% кріоліту Na3А1F6. Підбор присадочного електродного металу. ДСТ 7871—75 передбачає для зварювання алюмінію і його сплавів дріт 14 марок: з технічного алюмінію (Св-А97, Св-А85Т, Св-А5), алюминієво-марганцеву (Св-аМц), алюминієво-магнієву (Св-аМг3, Св-аМг4, Св-аМг5, Св-1557, Св-аМгб, Св-аМг63, Св-аМг61), алюмінієво-кремнієву (Св-АК5, Св-АК10) і алюминієво-мідну (Св-1201). Стандарт поширюється на тягнена і пресовану (марка Св-АК10) дріт діаметрами від 0,8 до 12,5 мм. Дріт поставляється в упакуванні, термін збереження не більш 1 року з дня виготовлення. Звичайно зварювальний дріт підбирають з умови однорідності з основним металом або з трохи підвищеним змістом одного або декількох елементів проти основного металу з урахуванням неминучого збідніння металу шва деякими елементами (Мg, Zn) при зварюванні. Технологія зварювання. Для дугового зварювання алюмінію застосовують покриті електроди марки ОЗА-1 (досвідчений завод, для алюмінію, модель 1) зі стрижнем з алюмінієвого дроту. Зварювання цими електродами виробляється в нижнім і вертикальному положеннях постійним струмом зворотної полярності, короткою дугою без поперечних коливань. При діаметрі електрода 4 мм струм береться 120-140 А, для інших діаметрів — вище. Зварювання здійснюють з підігрівом виробу до температури 200-250 °С при товщині металу 6 - 10мм, 300-350°С при 10-16 мм. Електроди перед уживанням (за кілька хвилин) просушують при температурі 200 °С в плин 2 ч. Після зварювання зварювальний шлак негайно видаляють сталевою щіткою з промиванням гарячою водою. Для заварки ливарних пороків у виробах застосовують покриті алюмінієві електроди марки ОЗА-2. Форма підготовки крайок під зварювання алюмінієвих сплавів подібна підготовці при зварюванні сталей. Шви по можливості виконуються однопрохідними і на великих швидкостях. Зварювання вугільним електродом виробляється на постійному струмі прямої полярності. Аркуші товщиною до 3 мм бажано зварювати з отбортовкой крайок без присадочного металу. Зварювання більш товстих аркушів вимагає оброблення крайок і застосування присадки. Бажане застосування масивних мідних або сталевих підкладок під аркуші, що зварюються. Можна використовувати флюс марки АФ-4а або флюс наступного складу: 45% хлористого калію, 15% хлористого літію, 30% хлористого натрію, 7 % фтористого калію і 3 % сірчанокислого натрію. Газове зварювання алюмінію і його сплавів забезпечує задовільну якість зварених з'єднань. Потужність газового полум'я при зварюванні підбирається в залежності від товщини металу, що зварюється. При газовому зварюванні алюмінію і його сплавів застосовують флюси. Флюс АФ-4а розводять дистильованою водою і наносять на крайки, що зварюються. При зварюванні застосовують присадочний дріт тієї ж марки, що і метал, що зварюється. Зварювання титанових сплавів При питомій щільності в 4,5 г/см3 титан і його сплави мають тимчасовий опір розривові (45150) • 107 Па. Заміна стали титаном зменшує масу виробів на 20 - 30%. Титан має також високу антикорозійну стійкість. Для зварених виробів використовується технічний титан марок ВТ 1-00, ВТ 1-0, ВТ-1 і його сплави з алюмінієм, хромом, молібденом, оловом, ванадієм, марганцем, церієм марок ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВТ8, ВТ 14 і ін. Титан більш активний у порівнянні з алюмінієм до поглинання кисню, азоту і водню в процесі нагрівання. Тому при зварюванні технічного титана необхідний особливо надійний захист від цих газів. Такий захист здійснюється при дуговому зварюванні в інертному газі, а також при використанні флюсу-пасти, наносимої на крайки, що зварюються. Інститут електрозварювання ім. Е. О. Патона розробив серію спеціальних флюсів-паст (від АН-ТА до АН-Т17А), що по складу є бескислородними фторидно-хлоридними. Дугове зварювання гитана і його сплавів покритими електродами, вугільною дугою, а також газовим полум'ям не застосовується. Останніми видами зварювання не можна забезпечити висока якість зварених з'єднань через занадто велику активність титана до кисню, азотові і водневі. Технічний титан з'єднують аргоно-дуговий, дуговий під флюсом і деякими видами зварювання тиском. Зварювання магнієвих сплавів Магній має велику спорідненість до кисню, чим титан. Магній, з'єднуючись з киснем, утворить тугоплавкий і важкий оксид магнію. Температури плавлення магнію й оксиду магнію відповідно рівні 651 і 2150°С, питомі щільності — відповідно 1,74 і 3,2 г/см3. Щільність магнієвих сплавів близько 1,8 г/см3. Тимчасовий опір сплавів при розтяганні складає (2134)105 Па. Магнієві сплави зварюють вольфрамовим електродом в аргоні. Газове зварювання, дугове зварювання покритими електродами і вугільним електродом застосовуються рідко. Аргонодугового зварювання рекомендується застосовувати тільки для всіх магнієвих сплавів. Газове зварювання можна застосовувати тільки для сплавів марок МА1, МА2, МА8, МЛ2, МЛ5 і МЛ7 і лише з застосуванням флюсу з фтористих солей. Найкращим флюсом вважають флюс марки ВФ-156 (33,3% фтористого барію, 24,8% фтористого магнію, 19,5% фтористого літію, 14,8% фтористого кальцію, 4,8 натрієві кріоліти, 2,8 % оксиду магнію). Основні вимоги безпеки праці при зварюванні кольорових металів і їхніх сплавів 1. При дуговому і газовому зварюванні кольорових металів і сплавів необхідно дотримувати вимоги. 2. Необхідно підсилити від місця зварювання кольорових металів відсос пар і зварювального пилу. 3. Зварювання латуней на відкритій площадці необхідно виконувати з респіратором марок ШБ-1., «Пелюсток», «Астра-2» і ін., а в замкнутих резервуарах - зі шланговим протигазом, щоб не допустити влучення в дихальні органи пар цинку, що входить до складу латуней пропоную до перегляду відео https://www.youtube.com/watch?v=vn2JTZn3jhk&feature=emb_logo

04.10.22 Ур49 Дугове зварювання кольорових металів. Наплавлення валиків на пластинах з алюмінію, міді та їх сплавів

 Сварка кольорових металів їх сплавів широко застосовується в будівництві, в багатьох галузях промисловості, при виготовленні унікальних кованих виробів, ремонті безлічі металевих деталей. Цей процес має безліч особливостей, які необхідно враховувати при підготовці та виконанні робіт.

Кольорові метали відрізняє:

• Висока теплопровідність, що приводить до швидкого охолодження. Запобігає зниженню якості шва попередній нагрів потужним джерелом тепла.
• Окислення при температурі оплавлення, що приводить до появи на поверхні плівки. Для захисту від дії кисню зварювання виконують з використанням шару флюсу в захисному газовому середовищі (азот або інертний газ).
• Велика різниця температури плавлення. З’єднання різнорідних металів з великою різницею в температурі плавлення (наприклад, цинк -419 ° С і латунь – 850 ° С) потребує збільшення швидкості плавки.

Мідь і її сплави

Мідь відрізняє висока тепло- і електро- провідність, хімстійкість. Мідні деталі з’єднують електродами – вугільними і металевими, з покриттям, використовуючи:

• флюс;
• захисне середовище.

Вугільні електроди вимагають в якості присадочного металу мідний пруток, що містить фосфор (< 0,2%) і срібло (< 1%). Процентний склад флюсу: бура зневоднена -70 / кислота борна – 10 / сіль кухонна – 20. Заміна NaCl на фосфат натрій дає можливість використовувати велектролітичну мідь як присадку, забезпечуючи найбільш повне видалення кислоти з розплаву.

Елементи невеликого формату підігрівають вугільної дугою, великоформатні – перед роботою нагрівають до 500 ° С в електропечі, заповненої захисним газом, що запобігає утворенню закису міді і крихкість матеріалу. Застосування азоту або інертних газів високого ступеня очищення робить сплав міцніше і корозійно стійким.

Поєднуючи елементи мідні і її сплавів з товщиною до 60 мм застосовують плазмову зварку, застосовуючи плазмотрон прямої дії скріплення виконують за 1 прохід. Шар флюсу захищає від окислення повітрям, дрібнозерниста структура виконується з використанням порошкового дроту. З’єднання деталей малої товщини здійснюється мікроплазменним зварюванням.

Дугове зварювання кольорових металів

Дугове зварювання кольорових металів застосовується для міді, алюмінію і їх сплавів. Широке використання алюмінієвих конструкцій обумовлено їх малою щільністю і масою, високою механічною міцністю і стійкістю до корозії. Складність зварювання алюмінієвих конструкцій полягає в попередженні освіти на поверхні окисної плівки, яка знижує якість кріплення. Вирішення цієї проблеми полягає в промиванні елементів до початку роботи органічними розчинниками, потім лугами NaOH і HNO3, змивають поверхневі забруднення, потім промивають охолодженою водою і осушують.

Стрижні застосовують з зварювального дроту, покриті солями хлору і фтору. Для зварювання потрібен постійний струм з зворотною полярністю, підбір сили струму залежить від Ø електроду. Оскільки алюміній має високу теплопровідність, зварюються деталі попередньо нагрівають до t = 250 … 400 ° C.Сварка в аргонової середовищі за допомогою вольфрамових електродів дає можливість зварювати сплави алюмінію кромкою від 0,8 мм, для зварювання виробів меншої товщини використовують імпульсну дугу і електрод, який не плавиться. Трифазна дуга робить можливим виконання з’єднань елементів до 30-ти мм, одночасно зменшуючи пористість шва.

Зварювання чавуну

Мала пластичність і схильність до відбілювання чавуну – причина віднесення погано зварюються сплавів. Елементи з чавуну з’єднують холодним та гарячим зварюванням. Гаряче зварене з’єднання виробляють з повним або місцевим нагріванням в 400 … 650 ° С, електродами з чавуну, графіту або вугільними. Для холодної – застосовують будь-які якісні електроди.

Можливо застосувати напівавтоматичний і електрошлаковий  способи зварювання деталей за допомогою електродів – чавунних пластин. Грамотно вибрані електроди, використання фторидного флюсу роблять зварювання якісним, без дефектів у вигляді вибілених швів і тріщин.