Что собой представляет сварка цветных металлов

Сварка цветных металлов и их сплавов, несмотря на более низкие температуры плавления, не так проста, как кажется на первый взгляд. Все цветные металлы и их сплавы обладают повышенной химической активностью при контакте с кислородом и покрыты оксидной пленкой, препятствующей качественному соединению деталей. При простом нагревании в воздушной среде химическая активность многократно возрастает и вместо сварного шва можно получить оплавленные края с толстым слоем оксидных пленок. Варка цветных металлов для литья тоже должна проводится в среде с ограниченным доступом кислорода.

Схема газовой сварки цветных металлов

Схема газовой сварки цветных металлов.

Наиболее популярные сплавы

В чистом виде цветные металлы применяются относительно редко. Современные технологии позволяют изготавливать огромное количество разнообразных сплавов в различных комбинациях с разнообразными физико-механическими свойствами. Наиболее распространенными, используемыми для изготовления деталей промышленных и бытовых устройств, являются сплавы меди, алюминия, никеля, цинка и титана.

Используемыми с древних времен сплавами из меди являются латунь и бронза. Такая сварка может использовать:

  1. Простую латунь, которая представляет сплав меди с цинком. Медь является основным компонентом сплава, содержание цинка обычно около 30 %, в зависимости от требуемых свойств сплава ее размер может увеличиться до 50 %. Сложные латуни, кроме меди и цинка, содержат дополнительные компоненты.
  2. Бронза представляет сплав меди с оловом. Классическое соотношение 85% меди и 15% олова. Еще используются сплавы с добавками к основному составу цинка, кремния, магния, свинца и других металлов в зависимости от требуемых свойств.

Подготовка к проведению сварочных работ

Схема сварки в среде инертного газа

Схема сварки в среде инертного газа.

Перед началом работ детали необходимо подготовить. Поверхность в местах сварки необходимо зачистить металлической щеткой или шабером для удаления оксидной пленки, затем промыть в бензине или растворителе для удаления жиров. Из-за большой текучести сварку лучше проводить в нижнем положении. Детали необходимо зафиксировать, чтобы ширина шва не превышала двух миллиметров. Можно предварительно сделать прихватывающие соединения, а затем выполнить полную обварку.

Сварку необходимо проводить в среде инертных газов, защищающих сварочную ванночку от контакта с воздушной средой. Наиболее эффективным является азот, но можно использовать гелий, аргон и их смеси. Для создания дуги можно использовать угольные, графитовые и вольфрамовые электроды. Угольные электроды можно используются для сварки неответственных деталей небольших размеров. В остальных случаях нужно использовать вольфрамовые или графитовые электроды. Проволоку для сварки перед работой необходимо тоже протравить в растворе азотной кислоты или смеси соляной и серной кислоты.

Сварка алюминиевых деталей

Алюминий - наиболее распространенный элемент из таблицы Менделеева и самый употребляемый на земном шаре после железа. В отличие от меди, он намного чаще используется в чистом виде и имеет несколько классов чистоты. Но более широкое распространение получили сплавы на основе алюминия. Химический состав сплавов настолько разнообразен, что многие из них проще классифицировать по их свойствам. Наиболее известными и применяемыми сплавами являются дуралюмин, силумин, авиель.

Режимы сварки алюминия

Режимы сварки алюминия.

Детали из алюминия перед сваркой следует зачистить от окисной пленки, обезжирить растворителем или бензином. После механической очистки свариваемые поверхности необходимо протравить в водном растворе натра фтористого и едкого натра в пропорции 50 на 50 в течение 1-2 минут, затем выполнить промывку в горячей воде не ниже 50°С и холодной воде. После отмывки детали нужно поместить на две минуты в раствор азотной кислоты и опять тщательно промыть горячей и холодной водой. Сварка подготовленных деталей должна проводиться не позднее 4 часов после подготовки.

Проволока, используемая для сварки также должна быть обработана аналогичным образом. Для зачистки кромок и прилегающих поверхностей нельзя использовать абразивные материалы или наждачную шкурку. Перед началом работы детали нужно жестко зафиксировать, обеспечив минимальный зазор. При невозможности жесткой фиксации нужно соединить детали прихватками и затем полностью проварить шов. Сварка проводится в защитной среде из инертных газов неплавящимися или плавящимися электродами. Ручную дуговую сварку чистого алюминия и силумина можно выполнить специальными электродами серии ОЗА.

Технология изготовления электродов обеспечивает сварку во всех положениях с четко выраженным капельным переносом в сварочную ванночку и образованием легко отделяющегося шлакового покрытия.

Устройство сварочного инвертора

Устройство сварочного инвертора.

Детали, изготовленные из сплавов на основе никеля, применяются в высокотемпературных устройствах с рабочей температурой 700-100 °С. Используются в газовых и паровых турбинах, конструкциях двигателей ракет. Особо можно выделить изделия из нихрома с высоким удельным электрическим сопротивлением, используемые для изготовления нагревательных элементов в промышленных и бытовых устройствах.

Сварочный процесс изделий из сплавов никеля затруднен большой чувствительностью к примесям и газам, создающим пористость сварочного шва. Низкая пластичность никелевых сплавов требует большой мощности при проведении сварочных работ. Свариваемые поверхности необходимо зачистить до блеска и удалить жиры ацетоном или растворителями на его основе. Применение бензина нежелательно.

Проведение сварочных работ

Сварку проводят в среде инертных газов с применением специальной проволоки. Свариваемые детали необходимо располагать на специальных подкладках с канавками. По канавкам должен проходить инертный газ для защиты обратной стороны шва от контакта с воздушной средой. Процесс нужно выполнять, накладывая тонкие слои и давая время на остывание деталей. После окончания работы желательно выполнить термический отпуск изделия для снятия остаточных напряжений.

Цинк как конструкционный материал в чистом виде не применяется. Основное использование - изготовление сплавов и антикоррозионных покрытий железных и стальных деталей. Свариваемость деталей с цинковым покрытием или содержанием цинка значительно снижена в прямой зависимости от количества. При сварке нужно использовать защитную газовую среду со стороны сварки и обратной стороны шва. Выбор режима зависит от размеров детали. Сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама.

Титан и его сплавы нашли широкое применение в конце двадцатого века с развитием авиации и ракетостроения. В чистом виде он используется редко. Сплавы с применением легирующих элементов обладают высокой прочностью и значительно улучшают исходные свойства металла.

Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов

Основные характеристики покрытых электродов для сварки цветных металлов.

Подготовка деталей к сварке тоже начинается с механической зачистки или обработки в кислоте. При механической очистке можно использовать наждачную шкурку и металлические щетки с автоматическим вращением. Проволоку для сварки выбирают соответственно марке сплава.

Свариваемые детали нужно плотно сжать, контролируя, чтобы на поверхности не попали посторонние вещества. Сварочный процесс должен проходить в защищенной инертными газами или аргоном зоне с использованием электродов из вольфрама.

Особенности сварки цветных металлов требуют применения дополнительного оборудования и защитных средств для качественного выполнения работ и обеспечения безопасности сварщиков. Независимо от используемого метода при сварке цветных металлов и их сплавов на месте проведения должна быть мощная принудительная вентиляция рабочих мест. Соединения, образующиеся при сварке, вредны, а иногда и токсичны. При этом необходимо соблюдать индивидуальные меры безопасности: спецодежда, сварочные рукавицы, сварочный щиток или очки.

При сварке цветных металлов и их сплавов часто требуется предварительный прогрев деталей из-за повышенной теплопроводности. Подогрев можно проводить в специальных печах с контролем температуры.

Газовая сварка цветных металлов требует наличия баллонов с необходимыми газами в зависимости от выбранной технологии, понижающих редукторов для всех видов баллонов, шлангов необходимой длины и диаметра, горелки с комплектующими элементами и других необходимых компонентов.

Welding of non-ferrous metals and their alloys, in spite of the lower melting point, is not as simple as it seems at first glance. All non-ferrous metals and their alloys have high chemical activity on contact with oxygen and are covered with an oxide film that prevents better connection details. In a simple heating in air reactivity increases dramatically and can instead receive melted weld edge with thick oxide films. Melting of non-ferrous metal casting also should be carried out in an environment with limited oxygen access.

Driving gas welding of non-ferrous metals

Driving gas welding of non-ferrous metals.

The most popular alloys

In pure form, non-ferrous metals are used relatively rarely. Modern technologies allow to produce a huge variety of alloys in various combinations with a variety of physical and mechanical properties. The most commonly used for industrial manufacturing parts, and household devices are alloys of copper, aluminum, nickel, zinc and titanium.

Used since ancient times are alloys of copper brass and bronze. This welding can be used:

  1. Simple brass that is an alloy of copper and zinc. Copper is the main component of the alloy, the zinc content is usually about 30%, depending on the desired properties of the alloy may increase its size by 50%. Complex brass, copper and zinc in addition comprise additional components.
  2. Bronze is an alloy of copper and tin. Classical ratio of 85% copper and 15% tin. Another use alloys with additives to the basic composition of zinc, silicon, magnesium, lead, and other metals depending on the properties required.

Preparations for welding

Scheme welding in an inert gas atmosphere

Scheme welding in an inert gas atmosphere.

Before starting work the items you need to prepare. The surface in the welding areas should be cleaned with a wire brush or scraper to remove the oxide film, and then washed in gasoline or solvent to remove fat. Due to the high turnover of welding is best done in the down position. Details must be secured to the seam width of no more than two millimeters. You can pre-make a grab connections, and then perform a full obvarku.

The welding must be performed in inert gas atmosphere to protect the welding bath from contact with the air environment. Nitrogen is the most effective, but it is possible to use helium, argon, and mixtures thereof. To create an arc, you can use coal, graphite and tungsten electrodes. Carbon electrodes can be used for welding of non-critical parts of small dimensions. In other cases, you need to use tungsten or graphite electrodes. The wire for the welding work is necessary to also etched in a solution of nitric acid or a mixture of hydrochloric and sulfuric acid.

Welding aluminum parts

Aluminium - the most abundant element of the periodic table, and most were used for the globe after the iron. Unlike copper, it is much more commonly used in a pure form and has several grades of purity. But more widespread based on aluminum alloys. The chemical composition of the alloys is so varied that many of them are easier to be classified according to their properties. The most known and used alloys are duralumin, silumin, Avielen.

Modes of aluminum welding

welding modes aluminum.

Details of the aluminum before welding should be cleaned of oxide film, degrease with thinner or benzine. After mechanical cleaning of the surface to be welded must be etched in an aqueous solution of sodium fluoride and sodium hydroxide in a proportion of 50 to 50 for 1-2 minutes, then perform washing in hot water not lower than 50 ? C and cold water. After washing, the details need to put two minutes in the nitric acid solution and again rinse thoroughly with hot and cold water. Welding produced parts should be carried out no later than 4 hours after preparation.

The wire used for the welding must also be handled similarly. For cleaning the edges and adjacent surfaces can not use abrasives or emery cloth. Before you begin, you need to rigidly fix the details, ensuring a minimum clearance. At impossibility of rigid fixation is necessary to connect parts tack and then fully seam boil. Welding is performed in protective atmosphere of inert gases nonconsumable or consumable electrodes. Manual arc welding pure aluminum and silumin can be done with special electrodes OAD series.

Electrode manufacturing technology allows the welding in all positions with a distinct globular in the welding bath and the formation of slag coating can be easily separated.

Inverter welding device

The device of the welding inverter.

Parts made from nickel-based alloys are used in devices with high operating temperatures 700-100 ? C. Used in steam and gas turbines, rocket engine designs. Particularly can distinguish products made with nichrome high electrical resistivity, used for the manufacture of heating elements for industrial and consumer applications.

Welding process products of nickel alloys difficult great sensitivity to impurities and gases, creating weld porosity. The low ductility nickel alloys requires high power during welding. The surfaces should be cleaned to a shine and remove fat with acetone or solvent based on it. The use of gasoline is not desirable.

Carrying out welding work

Welding is carried out in inert gas atmosphere using a special wire. Welded parts should be placed on special pads with grooves. The grooves should pass an inert gas to protect the reverse side of the seam in contact with the air environment. The process to be performed by placing thin layers and giving time for cooling of parts. After the work is desirable to carry out the thermal vacation products for stress relief.

Zinc as a structural material in the pure state is not applied. The main use - production of alloys and corrosion resistant coatings of iron and steel parts. Weldability parts zinc-coated or zinc significantly reduced in direct proportion to the amount. When welding is necessary to use a protective gas from the weld seam and the back side. The choice of treatment depends on the size of the items. Welding is performed non-consumable electrode made of tungsten.

Titanium and its alloys are widely used in the late twentieth century with the development of aviation and rocketry. In its pure form it is used rarely. The alloys with alloying elements have high strength and greatly improve the properties of the original metal.

Main characteristics of coated electrodes for welding non-ferrous metal

Main characteristics of coated electrodes for welding non-ferrous metals.

Preparation for welding parts too begins with a mechanical stripping or treatment in acid. When mechanical cleaning can be used emery cloth and metal brushes with automatic rotation. The wire for the welding alloy is selected brand respectively.

Welded parts must be a tight squeeze, controlling that the surface no foreign substances. The welding process must be inert gases in the protected zone or argon using tungsten electrodes.

Features welding ferrous metals require additional equipment and protective equipment for quality of work and to ensure the safety of welders. Regardless of the method used for welding of non-ferrous metals and their alloys at the venue to be a powerful forced ventilation jobs. The compounds produced during welding are harmful and sometimes toxic. It is necessary to respect the individual protective measures: protective clothing, welding gloves, welding shield or goggles.

When welding ferrous metals and their alloys often require preheating of parts due to high thermal conductivity. Heating can be carried out in special ovens with temperature control.

Gas-welding of non-ferrous metals requires gas cylinders required depending on the chosen technology, reduction gears for all types of cylinders, hoses required length and diameter of the burner with accessories elements and other necessary components.

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 з'єднанню 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.

Схема газового зварювання кольорових металів

Схема газового зварювання кольорових металів.

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

Схема зварювання в середовищі інертного газу

Схема зварювання в середовищі інертного газу.

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 з'єднання, 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.

Режими зварювання алюмінію

Режими зварювання алюмінію.

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 з'єднати 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.

Пристрій зварювального інвертора

Пристрій зварювального інвертора.

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.

Основні характеристики покритих електродів для зварювання кольорових металів

Основні характеристики покритих електродів для зварювання кольорових металів.

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.


» » » Что собой представляет сварка цветных металлов