ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ

Из алюминиевых сплавов для изготовления сварных изделий чаще всего используют алюминиевые деформируемые сплавы, высокопрочные алюминиевые сплавы и алюминиевые литейные сплавы.

Алюминий и его сплавы сваривают угольным электродом, металлическим электродом, автоматической сваркой по флюсу, аргонодуговой сваркой, ручной и автоматической.

В последние годы наиболее успешно используют аргонодуговую сварку алюминия и его сплавов неплавящимся и плавящимся электродами, ручным и механизированным способами, в среде аргона и гелия.

Сварка плавящимся электродом более производительна, чем неплавящимся, методы сварки проще в отладке, соединения более надежны в эксплуатации. Неплавящимся электродом сваривают элементы толщиной 0,5 … 5 мм; плавящимся электродом сваривают элементы толщиной 3 … 5 мм. Свариваемые элементы толщиной более 1,5 мм можно сваривать в среде аргона и гелия, при меньших толщинах рекомендуется применение аргона.

При сварке неплавящимся электродом следует применять переменный ток. Допускается применение постоянного тока (полярность обратная) при ручной сварке, если толщина свариваемых элементов не превышает 1,5 … 2 мм.

Наряду с устранением литейных дефектов в литых деталях с помощью сварки в ряде случаев при изготовлении изделий из алюминиевых сплавов необходима сварка литейных сплавов с деформируемыми. В таких случаях целесообразнее аргонодуговая сварка (автоматическая или ручная) с использованием присадочного материала.

При толщине свариваемых элементов 6 … 10 мм применяют разделку с общим углом раскрытия 70° и притуплением до 2 мм, сварку выполняют за один-два прохода.

Для магниевых сплавов применяют аргонодуговую сварку на переменном токе неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки.

Сплавы сваривают после закалки и старения или после отжига. Изготовленное сварное изделие подвергают старению.

Термическая обработка магниевых сплавов очень сложная. Она предусматривает закалку и старение деталей перед сваркой и повторение этих термических обработок после сварки.

Такой режим термической обработки обеспечивает наиболее высокую прочность. Однако применение после сварки только старения существенно не снижает прочность металла и вместе с тем делает термическую обработку приемлемой для сварных изделий различных конструктивных форм.

Сплавы на основе системы магний - литий по сравнению, например, со сплавом МА2-1 обладают меньшей плотностью (1,35 … 1,65 г/см³), более высоким модулем упругости, лучшим показателем удельной жесткости.

Сверхлегкие магниевые сплавы (ИМВ-1, ИMB-2, ВМД5 и др.) обладают высокой склонностью к окислению. Сверхлегкие магниевые сплавы сваривают аргонодуговым способом на переменном токе с поддувом аргона с обратной стороны.

Титан и его сплавы сваривают дуговым способом в среде защитных газов и автоматически под флюсом. Наиболее широко применяют аргонодуговую сварку неплавящимся электродом (автоматическую и полуавтоматическую с присадкой и без присадки, непрерывной и импульсной дугой) и плавящимся электродом автоматическую и полуавтоматическую.

Сварка погруженной дугой является одной из разновидностей сварки неплавящимся электродом. Она заключается в том, что по мере расплавления основного металла вольфрамовый электрод погружается внутрь образующегося кратера сварочной ванны до полного расплавления свариваемых кромок. Способ позволяет сваривать элементы большой толщины. Погружают электрод и выводят его на поверхность по окончании сварки вручную или автоматически.

Для ручной и автоматической сварки титана и его сплавов используют местную газовую защиту с помощью специальных керамических сопл большого диаметра на сварочных горелках. Для защиты обратной стороны соединения применяют стальные или медные подкладки с канавками и отверстиями для прохода защитного газа.

Кроме местной газовой защиты для сварки изделий из титана и его сплавов используют специальные камеры с контролируемой атмосферой и обитаемые камеры.

Титан и его сплавы очень чувствительны к концентрации напряжений. В связи с этим наиболее целесообразны стыковые соединения. Соединения других типов могут допускаться в отдельных случаях, когда невозможно применить стыковое соединение.

Все сварные детали и узлы независимо от марки титана или его сплава после сварки должны подвергаться термической обработке - отжигу. Отжигу подвергают также детали после устранения дефектов повторной сваркой.

Отжиг сварных деталей и узлов рекомендуется в вакуумных печах или в контейнерах, заполненных инертным газом.

Детали из меди толщиной менее 3 мм сваривают по отбортовке угольной дугой. При большей толщине соединений по отбортовке также можно использовать дуговую сварку угольным электродом, однако при этом используют присадочный материал в виде прутков из меди марки Ml, кремнистой или фосфористой бронзы (содержание олова 4 … 10%). Свариваемую поверхность покрывают флюсом в виде порошка, в состав которого входят бура, борная кислота и борный ангидрид.

Сварка меди возможна электродами с обмазкой из буры, борной кислоты и борного ангидрида.

Наилучшие результаты достигаются при дуговой сварке меди в защитном газе (аргоне или гелии). Медь хорошо сваривается автоматически под флюсом.

Учитывая, что медь обладает неудовлетворительными литейными свойствами, особое внимание уделяют правильному выбору присадочного материала. Он должен представлять собой сплав меди, содержащий раскислители (фосфор, олово, цинк и др.).

Латунь можно сваривать угольной дугой, а также вольфрамовым электродом в среде инертных газов.

Затруднения при сварке латуни связаны с испаряемостью при сварке цинка, дым которого состоит из окиси цинка и является ядовитым. Латунь следует сваривать в условиях хорошей вентиляции рабочего места.