Сварка цветных металлов и их сплавов

Сварка цветных металлов и их сплавов достаточно сложная процедура, поэтому при выполнении всех операций нужно строго соблюдать все условия конструкторской документации и технологического процесса.

Техническая медь маркируется в зависимости от содержания в ней примесей. Сплавы на основе меди в зависимости от состава легирующих элементов относят к латуням, бронзам и медно-никелевым сплавам.

При сварке технической меди и ее сплавов необходимо учитывать их специфические физико-химические свойства: высокую теплопроводность, высокий коэффициент термического расширения, высокую чувствительность к водороду, низкую стойкость швов и около шовной зоны к возникновению горячих трещин, повышению текучести и др.

Перед сваркой меди или ее сплавов разделку кромок и основной металл около них на ширине не менее 20 мм очищают от масла, грязи и оксидной пленки, обезжиривают растворителем или бензином. Сварочную проволоку и присадочный металл очищают травлением в жидком растворе азотной, серной и соляной кислот с последующей промывкой в воде и щелочи и просушкой горячим воздухом. Для предупреждения пористости кромки деталей покрывают специальными флюс-пастами.

Медь хорошо сваривается в аргоне, гелии и азоте, а также в их смеси. Чаще применяют смесь в составе (70-80%) Аг +(30 – 20%) N2. Азот способствует увеличению проплавления меди. Из-за высокой теплопроводности меди трудно получить надежный провар. Поэтому перед сваркой кромки деталей подогревают до температуры 200-500°С. При сварке в аргоне подогрев необходим для деталей толщиной более 4 мм, а при сварке в азоте – более 8 мм.

Величину сварочного тока выбирают исходя из диаметра вольфрамового электрода, состава защитного газа (или смеси) и рода тока. Сварку можно производить как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности.

При сварке латуней, бронз и медно-никелевых сплавов предпочтительнее использовать вольфрамовые электроды. В этом случае испарение цинка и олова из сплавов будет значительно меньше, чем при сварке плавящимися электродами. Следует учесть, что сварка цветных металлов и их сплавов вольфрамовыми электродами током обратной полярности затруднена из-за сильного нагрева электрода и очень малых допустимых токов.

При сварке алюминиевых и магниевых сплавов имеются специфические трудности. Они заключаются в том, что поверхность этих сплавов покрыта тугоплавкой оксидной пленкой, которая препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом. В процессе сварки не всегда удается полностью удалить ее из сварного шва, где она остается в виде неметаллических включений.

При сварке на токе обратной полярности происходит катодная очистка свариваемых поверхностей в зоне горения дуги. Однако действием сварочного тока разрушается лишь сравнительно тонкая оксидная пленка. Толстую пленку оксида алюминия (А1203) перед сваркой необходимо удалить механическим или химическим путем. Очень важно удалить оксидную пленку с поверхности электродной проволоки малого диаметра из алюминиевых и магниевых сплавов.

Подготовка под сварку должна осуществляться особенно тщательно, так как на поверхности оксидной пленки хорошо задерживается атмосферная влага. В процессе сварки влага разлагается и приводит к насыщению металла шва водородом и увеличению пористости металла.

Термически упрочняемые сплавы марок АВ, АК6, АКВ обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин. Для уменьшения склонности к горячим трещинам этих сплавов применяют в качестве присадочного металла сварочную проволоку с содержанием 4-6% Si.

Влияние на качество сварных соединений оказывает и выбор оборудования для сварки. Фирма ELECTREX предлагает новейшую разработку в области сварочного производства - сварочный полуавтомат MIG 506 M – WM « Synergic+», который прекрасно подходит для сварки алюминия, меди и алюминиевых сплавов. Это оборудование позволит Вам решить самые сложные задачи, связанные со сварочным производством.

Также большое значение имеет выбор конструктивных элементов разделки кромок, которые определяются требованиями ГОСТ 23949-80. Свариваемые детали собирают так, чтобы были обеспечены минимально возможные зазоры. Если сварку приходится производить без сборочно-сварочных приспособлений, то детали фиксируют с помощью прихваток. Прихватки выполняют той же проволокой, что и сварку.

Наилучшие механические свойства сварных швов обеспечивают при сварке неплавящимся электродом в среде Аг. Основным достоинством этого способа является высокая устойчивость горения дуги. Питание дуги осуществляется переменным током от источников с падающими внешними характеристиками.

При сварке плавящимся электродом питание дуги осуществляется от источника постоянного тока с жесткой вольтамперной характеристикой. С целью надежного разрушения оксидной пленки сварку ведут на токе обратной полярности. Сварку выполняют либо в аргоне, либо в смеси аргона с гелием (30% Аг + 70% Не).