чем варят цветные металлы

Виды и особенности сварки основных цветных металлов и их сплавов

Изделия 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.

Особенности сварки цветных металлов

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.

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.

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.

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.

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.

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

Флюсы для ацетилено-кислородной сварки.

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.

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:

Разрушающие методы контроля обычно проводятся на образцах изделия, а не на самом изделии. Образец по составу должен быть аналогичен основному изделию.

Таким образом, сварка цветных металлов и сплавов требует многих знаний, навыков, опыта и профессионализма.

Источник

Как сваривать цветной металл и сплавы из него, необходимые инструменты и расходники

Цветной металл и его сплавы популярны в промышленности.

Работа с ними сложна, поэтому перед газовой сваркой изделий нужно узнать об особенностях материала.

В чем сложность сварки цветного металла

Цветмет подвержен окислению. В сварочный шов легко попадают тугоплавкие окислы, из-за которых появляются трещины.

Для сварки цветных металлов нужно много энергии и тщательная слежка за температурой – чуть остынет больше нормы, уже ничего не выйдет.

Во время работы из сплава удаляются «легкие» элементы, которые имеют более низкую температуру плавления, чем основные металлы.

Цветмет хорошо взаимодействует с газами. Оксидная пленка, появляющаяся в процессе сварки, препятствует созданию крепкого шва.

Работать приходится в помещении с ограниченным количеством кислорода.

В изделиях практически не бывает «чистых» цветных металлов, чаще всего приходится работать со плавами меди, алюминия, цинка и другими.

Как подготовиться к сварке

Для начала готовят детали: удаляют жиры с поверхности, цветной металл зачищается от оксидной пленки. Части раскладываются на ровной поверхности на расстоянии не более двух миллиметров. Цветмет текуч, поэтому работать нужно максимально низко.

Нужно избегать попадания воздуха во время работы, поэтому варят с использованием гелия или азота – инертных газов. Электроды берут графитовые, угольные или вольфрамовые.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Этот цветной металл часто применяется в чистом виде, но сплавов с ним очень много. Из-за своих свойств они используются в «стерильных» промышленностях, машиностроении и строительстве.

Перед сваркой изделия обезжиривают и очищают от пленки. Их опускают в раствор фтористого натра с водой (50:50), затем на 120 секунд опускают в азотную кислоту. После промывают сначала под горячей, затем под холодной водой.

Сварку нельзя откладывать дольше, чем на 4 часа. Такие же этапы подготовки проходит сварочная проволока. Кромки нельзя зачищать наждачной бумагой. Перед работой детали прочно фиксируются.

Элементы подбираются исходя из их толщины. При необходимости делают прихваточные швы для лучшего соединения.

Как варить медные и никелевые сплавы

Никель – жаростойкий материал, поэтому применяется в производстве ракет и газопровода. Рабочая температура для его сплава – 700−1000°С, материал прочный, пластичный, но очень придирчив к выбору газовой среды.

Из-за этой чувствительности швы могут получиться пористыми.

На никель не действует коррозия. Обезжиривать можно всем, кроме бензина. Для сварки выбирают металлические электроды и ток обратной полярности. При использовании аргонного варочного аппарата используют вольфрамовые электроды.

Из меди делают запчасти для машиностроения, а также в производстве труб. В работе применяют ток прямой полярности и угольные и графитовые электроды. При ручной сварке под нагревом до 400°С ток должен быть обратной полярности, размер дуги до 40 мм.

Для присадка берут бронзовую проволоку, гелий и аргон хорошо показали себя в качестве защитных газов. Во время подготовки к сварке нужно зачистить кромку так, чтобы цветной металл блестел.

Варить следует быстро, не останавливаясь. Если нет бронзы, для присадки можно взять медь.

Порошки или пар из флюсов используются для защиты сварочной ванны.

Основы сварки сплавов с магнием и титаном

Титан встречается нечасто – в машиностроении и самолетостроении. Это сложный цветной металл, чтобы изделия из него были качественными, во время обработки нужно максимально убрать из сплава составляющие воздуха.

Для сварки используют аргон высшего или первого сорта при токе прямой полярности.

Для магния в составе сплава подходит аргоновая или гелиевая сварка с переменным током обратной полярности. На кромке располагает металлическая прокладка с малой теплопроводностью, края тщательно расплавляют.

Как сварить свинец с цветметом

Готовиться к работе со свинцом нужно так же, как и к сварке алюминия. Свинец – жидкотекучий, сам он плавится при более низкой температуре, чем его оксиды, отсюда − сложности в работе.

Для защиты сварочной зоны используют флюс (чистый стеарин или его смесь с канифолью), который наносят на края.

Как контролировать сварку цветных металлов

Сварной шов должен быть прочным, устойчивым к повреждениям, претерпеть минимальное количество исправлений и так далее. Этим определяется его качество – комплекс свойств, которые соответствуют целям, ради удовлетворения которых изделие было создано.

Контроль качества должен проходить на всех этапах производства. Так будут обнаружены дефекты и получено изделие высокого качества.

По способу воздействия на материю выделяют 2 метода контроля.

Разрушающие методы применяются только на образцах, которые полностью идентичны готовому изделию. Подвиды такого метода:

Неразрушающие используются на самом изделии, при применении могут возникнуть некоторые повреждения, которые не влияют на качество в целом. К таким методам относят оптические, тепловые и другие воздействия.

Источник

Виды и особенности сварки цветных металлов и сплавов

При самостоятельной сварке цветных металлов необходимо знать особенности сплавов. Сложно сделать качественный шов на бытовом оборудовании, необходимо использовать тугоплавкие электроды, защитную атмосферу.

Особенности сварки цветных металлов

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид. При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха. Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Технология сварки цветных металлов

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки. Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава. При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Алюминиевые сплавы

Дюрали, силумин, авмель и другие сплавы на основе алюминия сильно различаются по свариваемости. Электродугой алюминий сваривают плавящимися и неплавящимися электродами, используют оборудование, генерирующее постоянный ток. Контакты подключают в обратной полярности. Рекомендуется предварительный прогрев заготовок:

Сваривают алюминий на токах до 200 А при толщине листа до 4 мм без предварительной разделки кромок. У заготовок свыше 4 мм края стачивают под углом, варят на токах, в 35-40 раз больше толщины заготовки (до 160 А). Газовую среду используют высококлассную, чтобы облако не смещалось с рабочей зоны в процессе образования и застывания шва. Расстояние между прихватками делают с учетом толщины заготовки:

Толщина заготовки, мм

Интервал между прихватками, мм

Тугоплавкий или угольный электрод, разжигающий электродугу, держат под прямым углом к присадке, чтобы исключить непровары корня шва.

Медь и ее сплавы

Медные сплавы, латуни, бронзы сваривают несколькими способами:

При сварке цветных металлов толщиной до 2 мм нужен постоянный ток обратной полярности. В качестве присадки используют наплавочную проволоку с большим содержанием раскислителей. Толщину подбирают под размер свариваемых заготовок. Минимальный диаметр присадки – 1,5 мм, максимальный – 8 мм. Сварку меди и цветных сплавов с высоким ее содержанием, проводят:

В качестве флюса используют буру или смесь буры с борной кислотой, поваренной солью, метилборатом.

Никелевые сплавы

Цветные сплавы на основе никеля отличаются высокой вязкостью, пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700–1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, шов становится пористым, непрочным. Хотя никель устойчив к коррозии. При аргонодуговой сварке подбирают электроды с ниобием, кремнием, алюминием. В расплаве также желательно присутствие марганца, магния. Свариваемость металла повышается, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами нужны сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток. Сварка никелевых цветных заготовок производится на токе обратной полярности, чтобы защитный газ ионизировался, электродуга становится стабильнее. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод. Это особенно актуально для заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно уменьшить температуру заготовки.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов. Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры. При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток. Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

Работы с магнием

У магниевых деталей проваривают полностью всю кромку. Для работы с заготовками толще 10 мм, необходимо мощное сварочное оборудование, работающее от трехфазной сети мощностью 380 В, генерирующее переменный высокочастотный ток. В периоды обратной полярности дуга пробивает оксидную пленку, она расплавляется. При работе рекомендуется использовать подкладки с низкой теплопроводностью.

Сварка магния и цветных металлов на его основе производится под атмосферной защитой гелия или аргона, он предохраняет расплав от насыщения азотом, шов не пузырится, на нем не образуется окалина. Подачу газа в рабочую зону начинают до розжига дуги, прекращают через 20 секунд после затухания, когда верхняя часть шва схватится.

Сплавы из свинца

Разница между температурой плавления оксидов и самого свинца более 500°С, свинец становится жидким при 327°С, оксиды нужно прогревать до 888°С. Учитывая повышенную текучесть свинца, приходится экранировать зону расплава сварочной ванночкой. Сверху горячий цветной сплав оберегают флюсы, в состав которых входит стеарин, канифоль. Этими же флюсами смазывают стенки сварочной ванночки, чтобы исключить прилипание к ней свинца.

Сварка разнородных цветных металлов

Сложность процесса заключается в ограниченной взаимной растворимости. При сварке цветных металлов и сплавов между собой используют несколько технологий, обеспечивающих надежность соединения:

Защитный газ снижает степень окисления, насыщения цветного металла азотом и водородом. Высокотемпературные технологии внутреннего воздействия увеличивают скорость сварки. За счет текучести цветных металлов заполняются пустоты, стык проваривается насквозь. При подборе буферного слоя учитывают компонентный состав заготовок, температуру плавления сплавов.

Имея аппарат для аргоновой сварки, можно заниматься ремонтом деталей из цветных металлов самостоятельно. В промышленных условиях применяют передовые технологии, не позволяющие расплавленному металлу реагировать с воздухом.

Источник