Таблица 9. Флюсы для газовой сварки меди и ее сплавов.
Компоненты | Состав флюс, % по массе | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Бура………………………………………… Борная кислота……………………………. Фосфорнокислый натрий………………… Хлористый натрий………………………... Углекислый калий………………………... | 50 35 15 – – | 75 25 – – – | 50 50 – – – | 56 – – 22 22 | 100 – – – – | – 100 – – – |
Таблица 10. Ориентировочные режимы газовой сварки меди.
Толщина металла, мм | Диаметр присадочной проволоки, мм | Номер наконечника сварочной горелки | Толщина металла, мм | Диаметр присадочной проволоки, мм | Номер наконечника сварочной горелки |
До 1,5 1,5-2,5 2,5-4 | 1,5 2 3 | 1 2 3 | 4-8 8-15 Более 15 | 5 6 8 | 4-5 6 6-7 |
Примечание: При слишком малой толщине металла (менее 1 мм) рекомендуется применять малые сварочные горелки с наконечниками № 00 и 0. | |||||
Термообработка. После сварки меди любым способом сварные швы рекомендуется подвергать проковке. При толщине свариваемых листов до 5 мм медь проковывают в холодном состоянии, при большей толщине – в горячем состоянии при температуре 250-300оС. Проковку швов при температурах выше 400оС производить нельзя, так как медь становится хрупкой и могут появиться трещины. Для улучшения пластических свойств сварного соединения применяют отжиг, при этом соединение нагревают до 500-600оС, а затем охлаждают в воде.
Глава II. Технология сварки.
2.1. Технология сварки меди.
Основные трудности при сварке меди обусловлены ее высокой теплопроводностью, низкой стойкостью к образованию трещин, повышенной склонностью к образованию газовых включений.
Ацетиленокислородную сварку меди производят нормальным пламенем при соотношении смеси β=1,1-1,2. Мощность пламени устанавливается из расчете Va=(150-200).S. Нижний предел рекомендуется для меди толщиной до 10 мм сварку желательно производить одновременно двумя горелками: подогревающей мощностью Va=(150-200).S и сварочной мощностью Va=100.S.
В качестве присадочного материала применяют специальную проволоку марки МСр-1 (ГОСТ 16130–72) или обычную медную марок МО и М1. Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей (таблица 11).
Сварку производят с применением флюсов (таблица 12) в виде порошка, пасты или в парообразном состоянии.
Таблица 11. Выбор диаметра присадочной проволоки для сварки меди.
Толщина меди, мм | До 1,5 | 1,5-2,5 | 2,5-4 | 4-8 | 8-15 | Более 15 |
Диаметр присадочной проволоки, мм | 1,5 | 2 | 3 | 4-5 | 6 | 8 |
Таблица 12. Состав флюсов для сварки меди.
Компонент | Состав флюса (по массе), % | |||||||
№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
Бура прокаленная ………………….. Борная кислота …………………….. Поваренная соль …………………… Кислый фосфорнокислый натрий ... Кварцевый песок …………………... Древесный уголь …………………... Углекислый калий (поташ) ……….. | 100 – – – – – – | – 100 – – – – – | 50 50 – – – – – | 75 25 – – – – – | 50 35 – 15 – – – | 50 – – 15 15 20 – | 70 10 20 – – – – | 56 – 22 – – – 22 |
При сварке применяют в основном стыковые соединения. Подготовка кромок под сварку стыковых соединений приведена в таблице 13.
Сварку ведут только в один слой. Листовую медь толщиной до 5 мм сваривают левым способом, а при больших толщинах – правым.
После сварки рекомендуется проковка шва. При толщине листов до 4 мм проковка производится в холодном состоянии, а при больших толщинах – в горячем при температуре 500-600оС. Для придания сварному соединению более высокой вязкости после проковки шов и прилегающую к нему зону основного металла нагревают до температуры 550-600оС и быстро охлаждают в воде.
Оборудование для сварки меди
Таблица 13. Подготовка кромок при стыковой сварке меди.
2.2. Технология сварки латуни.
Латунь представляет собой медно-цинковые сплавы. Она подразделяется на простую, т.е. сплавы меди с цинком (например, Л96, Л80, Л68, Л62, Л59 и др.), и специальную, в которую кроме цинка в небольших количествах входят алюминий, никель, железо, олово, свинец, кремний, марганец и т.д. (например, ЛЖМц 59-1-1, ЛК 80-3, ЛМц 58-2, ЛО 90-1, ЛО 62-1 и др.).
Трудности при сварке латуни состоят в активном поглощении газов сварочной ванной, склонности к образованию пор и трещин. А также в испарении цинка при его кипении.
Ацетиленокислородную сварку латуни производят окислительным пламенем при соотношении смеси β=1,3-1,4. Некоторый избыток кислорода в этом случае создает на поверхности расплавленного металла пленку окислов, которая уменьшает испарение цинка. С этой же целью в состав некоторых присадочных материалов вводят небольшое количество кремния, который, окисляясь, создает тугоплавкую окисную пленку, предохраняющую цинк от испарения.
Мощность пламени устанавливается из расчета Va=(100-120).S. В качестве присадочного материала применяют проволоку или прутки по ГОСТ 16130-72.
Диаметр присадочного материала выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (таблица 14). Сварку производят с применением флюсов (таблица 15). Подготовку кромок под сварку производят так же, как и при сварке меди (таблица 13).
Таблица 14. Выбор диаметра присадочного материала для сварки латуни.
Толщина свариваемой латуни, мм | 1-2 | 2-3 | 4-5 | 6-7 | 8-10 |
Диаметр присадочного материала, мм | 2 | 3 | 5 | 7 | 9 |
Таблица 15. Составы флюсов для сварки латуни.
Компонент | Состав флюса (по массе), % | |||
№1 | №2 | №3 | Марка БМ-1 | |
Бура прокаленная ……………………... Борная кислота ………………………... Фосфорнокислый натрий …………….. Метилборат …………………………… Метиловый спирт …………………….. | 100 – – – – | 50 35 15 – – | 20 80 – – – | – – – 75 25 |
Сварку ведут в основном левым способом в нижнем положении шва, но опытные сварщики могут выполнять и на вертикальной плоскости. Использование кремнистого присадочного материала, особенно в сочетании с флюсом БМ-1, позволяет сваривать латунь во всех пространственных положениях шва. Это возможно благодаря образованию на поверхности сварочной ванны вязкой шлаковой пленки. При этом сварку ведут на пониженной мощности пламени из расчета Va=(35-40).S, а диаметр присадочного материала выбирают на 1 мм меньше, чем при сварке в нижнем положении.
Остающиеся подкладки изготавливают из меди, а съемные из нержавеющей стали. При толщине металла выше 6 мм применяют многослойную сварку, где каждый последующий шов накладывается после тщательной зачистки предыдущего. После сварки рекомендуется холодная или горячая проковка шва алюминиевым молотком. Для снятия остаточных напряжений можно применять низкотемпературный отжиг при температуре 270-300оС.
Пропано-бутано-кислородная сварка латуни производится пламенем мощностью Vr=(60-75).S. Соотношение кислорода и сжиженного газа составляет β=3,5-4. Техника сварки такая же, как и при сварке ацетиленом.
Керосинно-кислородная сварка латуни производится пламенем мощностью 140-250 г/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Соотношение кислорода и керосина в смеси составляет 1,8:2 м3/кг.
2.3. Технология сварки бронзы.
Бронзой называют сплавы меди с любыми металлами кроме цинка. Бронза подразделяется на две основные группы:
1.Оловянистая, в которой основным легирующим компонентом является олово (например, марки Бр ОФ 6,5-0,4; Бр ОЦ 4-3; Бр ОЦС 4-4-4 и др.).
2.Безоловянистая (специальная), содержащая алюминий, кремний, бериллий, никель, хром, марганец, железо и т.д. Из специальных бронз наибольшее применение имеют алюминиевые (Бр А 7, Бр АЖ 3-4, Бр АЖМц 10-3-1,5 и др.) и кремнистые (Бр КМц 3-1, Бр КН 0,5-2 и др.). Применяются также бериллиевые, марганцовистые, никелевые, хромистые и другие бронзы.
Оловянистая (оловянная) бронза. Сварку ведут строго нормальным пламенем, так как при избытке в пламени кислорода выгорает олово, а при избытке ацетилена увеличивается пористость наплавленного металла. Мощность пламени устанавливается из расчета Va=(100-150).S. В бронзовом литье чаще всего приходится заваривать раковины, поры, недоливы и трещины. Разделка кромок рекомендуется под углом 60-90о. при сквозных дефектах сварку производят на подкладках из асбеста или графита. Бронза очень жидкотекучая, а поэтому сварка возможна только в нижнем положении шва.
В качестве присадочного материала применяют бронзовые тянутые, прессованные или литые в металлический кокиль прутки, близкие по составу основному металлу. Фосфор при сварке бронз является хорошим раскислителем, а поэтому в ряде случаев в качестве присадочного материала рекомендуется фосфористая бронза марки Бр ОФ 6,5-0,4. Флюсы при сварке применяют те же, что и при сварке меди (таблица 12).
После сварки рекомендуется отжиг при температуре 600-700оС. Для особо ответственных отливок, работающих при ударных и знакопеременных нагрузках, следует применять отжиг при температуре 750оС и закалку при 600-650оС.
Глава III. Выбор пламени для сварки.
Мощность сварочного пламени при сварке меди толщиной до 4 мм выбирают из расчета расхода ацетилена 150-175 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, при толщине до 8-10 мм мощность увеличивают до 175-225 дм3/ч. При больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелками – одной ведется подогрев, а другой – сварка. Для уменьшения теплоотвода сварку выполняют на асбестовой подкладке. Для компенсации больших потерь тепла за счет отвода в околошовную зону применяют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Подогревают кромки одной или несколькими горелками.
Пламя для сварки меди выбирается строго нормальным, так как окислительное пламя вызывает сильное окисление, а при науглероживающем пламени появляются поры и трещины. Пламя должно быть мягким и направлять его следует под большим, чем при сварке стали углом. Сварка проводится восстановительной зоной, расстояние от конца ядра до свариваемого металла – 3-6 мм. В процессе сварки нагретый металл должен быть все время защищен пламенем. Сварка выполняется как левым, так и правым способом, однако наиболее предпочтителен при сварке меди правый способ. Сварка ведется с максимальной скоростью без перерывов.
turboreferat.ru
Сварка меди и ее сплавов
Сварка меди. Большая теплопроводность меди заставляет при ее сварке применять горелки большой мощности; в случае применения в качестве горючего ацетилена горелку берут из расчета 200—250 л/час на 1 мм толщины свариваемой детали. При сварке массивных деталей необходим также подогрев их перед сваркой, так как иначе мощности горелки может нехватить для восполнения потерь теплоотдачи в основной металл и на расплавление основного металла. Подогрев можно производить в горнах, печах или пламенем специальной горелки. Для уменьшения тепловых потерь по причине высокой теплопроводности меди ее сварку иногда ведут с применением тецлоизоляционных подкладок, помещаемых между деталью и подставкой (сварочным столом, стеллажем и т. п.), на которой деталь находится во время сварки. В качестве материала для подкладок применяют обычно асбест.
Присадочным материалом служит медная проволока, содержащая примеси, препятствующие поглощению наплавленным металлом кислорода; обычно применяют медную проволоку, содержащую 0,2% фосфора, являющегося раскислителем, и до 5% серебра, добавляемого для увеличения жидкоплавкости и понижения температуры плавления присадочного материала. Диаметр присадочного прутка определяется толщиной свариваемого металла. Ниже приведены размеры диаметра присадочного прутка в зависимости от толщины свариваемых деталей.
Толщина свариваемого металла в мм . . До 1,5 1,5—2,5 2,5—4 4—8 8—15 15 и выше
Диаметр присадочного прутка в мм . . 1,5 2 3 5 6 8
В качестве флюса при сварке меди применяют буру с различными добавками, например, 68% буры, 10% борной кислоты, 2% древесного угля, 20% поваренной соли. Применение флюса при сварке меди имеет целью предохранить расплавленный металл от окисления воздухом и облегчить плавление образующихся окислов.
Сварка латуни. При сварке латуни необходимо иметь в виду легкое выгорание и испарение из латуни цинка. Для предупреждения выгорания цинка в качестве присадочного материала употребляют латунь с небольшим содержанием алюминия (алюминий раскисляет окись цинка), а также окислительное пламя, создающее окисную пленку, которая препятствует испарению цинка.
Сварка бронзы. При сварке бронзы следует иметь в виду ее красноломкость, поэтому поворачивать при сварке бронзовую деталь не следует. Олово может выгорать во время сварочного процесса, поэтому в присадочный пруток вводят в качестве раскислителей алюминий, фосфор, марганец.
После сварки бронзовые детали для улучшения, структуры подвергают нагреву до температуры порядка 550—600° с последующим быстрым охлаждением.
Сварка алюминия, магния и их сплавов
При сварке алюминия следует иметь в виду сравнительно низкую температуру его плавления, высокую теплопроводность, легкую окисляемость и высокую температуру плавления окислов алюминия.
Высокая теплопроводность алюминия при низкой температуре плавления заставляет тщательно подбирать мощность горелки в соответствии с толщиной свариваемого изделия; в среднем она составляет около 75 л/час на 1 мм толщины листа.
Сварочное пламя должно быть восстановительным. Для уменьшения окисления алюминия и растворения образовавшегося тугоплавкого окисла применяют флюсы следующего состава: 15% LiCl, 7% KF, 3% NaHSQ4, 30% NaCl и 45% КCl.
Так как при высоких температурах алюминий приобретает хрупкость, то свариваемые алюминиевые детали необходимо предварительно тщательно закреплять.
Для уменьшения внутренних напряжений, могущих возникнуть при сварке, алюминиевые детали подвергают подогреву до 400°.
Присадочным материалом при сварке алюминия служат алюминиевые прутки (99% Аl) или прутки из сплава 92% Аl и 8% Сu. Для предупреждения появления трещин вблизи шва иногда применяют в качестве присадочного материала сплав состава -5% Si, 0,5% Fe, 0,2% Сu, остальное Аl, обладающий малой усадкой.
Для устранения внутренних напряжений алюминиевые детали после сварки подвергают нагреву до 300—350° с последующим медленным охлаждением.
Сварка магния подобна сварке алюминия. Присадочный материал может быть таким же, что и основной. Флюсы применяют те же, что и при сварке алюминия.
Сварка-пайка
Сваркой-пайкой называют особый вид сварочных работ, при которых основной металл не доводят до расплавления, а в качестве присадочного материала применяют припой, температура плавления которого значительно ниже температуры плавления основного металла.
Таким методом производят, например, заварку чугунных изделий сплавами меди: латунь или бронза заливается в нагретый докрасна чугун и спаивается с ним.
Так как предел прочности на растяжение у наплавленного металла (—40 кг/мм2) выше, чем у чугуна (—15 кг/мм2) при большой сравнительно пластичности, то качество шва из медного сплава следует признать вполне удовлетворительным.
Для сварки-пайки медных деталей или деталей, изготовленных из сплавов меди, применяют в качестве присадочного материала мягкие оловянисто-свинцовые или твердые медно-цинковые сплавы.
Газовая наварка твердых сплавов
Детали машин, работающие на износ или в сильно корродирующей среде, покрывают тонким слоем твердого сплава посредством наплавки; так повышают износоустойчивость и сопротивляемость разрушению коррозией клапанов электродвигателей, лопаток турбин.
Перед наваркой деталь очищают от грязи, масла, окислов и протирают спиртом.
Для наплавки применяют прутки диаметром 3—5 мм и длиной до 500 мм.
Перед наваркой деталь подогревают до 750—800°; предварительный подогрев имеет целью уменьшение внутренних напряжений и улучшение самого процесса наварки. Подлежащее наварке место нагревают до начала расплавления, а пруток — до расплавления его конца; капли наплавляемого материала привариваются к детали. Когда наплавка закончена, проверяют плотность наплавленного слоя; для этого пламенем горелки нагревают до 900° всю наплавленную поверхность. Если наплавленный слой плотный, то его цвет накала будет всюду одинаков; при наличии в нем пузырей, раковин в местах их расположения будет наблюдаться посветление. При обнаружении посветлений на них направляют пламя горелки, расплавляют корку и добавляют в это место несколько капель присадочного материала.
Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ
Пароль на архив: privetstudent.com
privetstudent.com
Температура плавления меди 1083°С
Марка | Свариваемость | Технологические особенности сварки |
Медь катодная | Электродная проволока Бр.КМц 3-1; МНЖКТ-5-1 -0,2-0,2; Бр.ОЦ 4-3; Бр.ОЦ 4-3; БР.Х 0,7 При толщине более 8-10 мм необходим предварительный подогрев до 200-300°С | |
М00к, М0к, М1к | Хорошая | |
Медь раскисленная | ||
Mlp, М2р, МЗр | Хорошая | |
Медь рафинированная | ||
М2, М3 | Хорошая | |
Бронзы оловянные литейные | Электродная проволока той же марки, что и основной металл При толщине более 10-15 мм необходим предварительный подогрев до 500-600°С Защитные газы Ar, Не, N2 | |
Бр03Ц12С5, Бр05Ц5С5, Бр08Ц4, Бр010Ф1, Бр010Ц2 | Удовлетворительная | |
Бр03Ц7С5Н1, Бр04Ц7С5, Бр010С10 | Плохая | |
Бронзы безоловянистые литейные | ||
БрА9Ж3Л | Хорошая | |
БрА9Мц2Л, БрА10ЖЗМц2, БрА11Ж6Н6, БрА7Мц15Ж3Н2ц2 | Удовлетворительная | |
Бронзы деформируемые | ||
Бр0ф7-0,2, БрХ1, БрКМц3-1, БрБ2 | Хорошая | |
БрАМц9-2, БрАЖН9-5-2, БрАЖ9-4, БрСр1 | Удовлетворительная | |
БрА5, БрА7 | Плохая | |
Латуни деформируемые | Электродная проволока Бр.ОЦ 4-3; Бр.КМц 3-1; ЛК62-0,5; ЛК80-3; ЛМц59-0,2 При толщине более 12 мм необходим предварительный подогрев до 300-350°С | |
JI96, ЛА77-2, ЛК80-2 | Хорошая | |
ЛМцС58-2, ЛС3, Л062-1 | Удовлетворительная | |
ЛС59-1, ЛС60-1 | Плохая | |
Медь и сплавы на ее основе - бронзы, латуни, медно-никелевые сплавы качественно свариваются способом MIG/MAG в инертных газах.
Высокая теплопроводность меди (в 6 раз выше, чем у железа) осложняет сварку соединений с несимметричным теплоотводом;
Большая жидкотекучесть (в 2--2,5 раза выше, чем у стали) затрудняет сварку вертикальных и потолочных швов;
Интенсивное окисление с образованием закиси меди (Cu2О), хорошо растворяемой в расплавленном металле, приводит к образованию трещин;
Активная способность меди поглощать газы (кислород и водород) при расплавлении приводит к пористости шва и горячим трешинам
Большой коэффициент линейного расширения меди (в 1,5 раза выше чем у стали) влечет та собой значительные деформации и напряжения
Разделку меди и ее сплавов на мерные заготовки можно выполнять шлифовальной машинкой, труборезом, на токарном или фрезерном станке, а также плазменно-дуговой резкой.
Кромки под сварку подготавливают механическим способом. Для меди толщиной 6-18 мм рекомендуются V- и X-образные разделки.
Свариваемые детали и присадочную проволоку очищают от окислов и загрязнений до металлического блеска и обезжиривают. Механическую зачистку кромок выполняют наждачной бумагой, металлическими щетками и т.д. Использовать наждачную бумагу и абразивный камень с крупным зерном не рекомендуется.
Главное при сварке меди - защита сварочной ванны от кислорода. Она достигается при помощи раскисления фосфором, алюминием и серебром. Поэтому следует использовать электродную проволоку, легированную этими раскислителями.
Свариваемые кромки и присадочную проволоку можно очищать травлением в растворе, состоящем из:
с последующей промывкой в воде и щелочи и сушкой горячим воздухом.
Предварительный подогрев конструкций с толщиной стенки 10-15 мм возможен газовым пламенем, рассредоточенной дугой или другими способами.
Сборку стыков под сварку ведут либо в приспособлениях, либо с помощью прихваток. Зазор в стыкуемых заготовках соблюдают одинаковым на всем протяжении. Прихватки должны быть минимального сечения, чтобы в процессе сварки их можно было переплавить. Поверхность прихваток необходимо очистить и осмотреть, чтобы на них не было горячих трещин. При сварке в нижнем положении используют графитовые подкладки или медные пластины, охлаждаемые водой.
Плавящимся электродом в защитных газах эффективнее всего сваривать медь толщиной не менее 6-8 мм. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.
Медь хорошо сваривается плавящимся электродом в аргоне, азоте, в смеси аргона с азотом и в гелии. Из-за высокой теплопроводности меди для получения надежного провара в начале сварки и хорошего сплавления кромок детали подогревают до 200-500°С. При сварке в аргоне подогрев необходим при толщине металла более 4,5 мм, а в азоте - более 8 мм
Одним из важнейших параметров режима сварки меди плавящимся электродом является длина дуги. Шов качественно формируется при длине дуги 4-5 мм.
Стыковые соединения сваривают на подкладных элементах. Импульсно-дуговая сварка (ИДС) в аргоне дает возможность выполнять вертикальные и потолочные швы, позволяет сваривать тонкий металл. При сварке в азоте процесс идет с короткими замыканиями (КЗ) с повышенным разбрызгиванием или крупнокапельным переносом (КР)
Для повышения стойкости металла шва к образованию горячих трещин рекомендуются проволоки Бр.АЖНМц 8,5-4-5-1,5; Бр.МцФЖН 12-8-3-3; ММц40, Механические свойства сварных соединений в этом случае соответствуют свойствам основного металла.
Вид соединения | Размеры, мм | Процесс сварки | Газ | Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, В | Скорость сварки, м/ч | Диаметр электрода, мм | Вылет электрода, мм | Расход газа, л/мин | |
S | b | |||||||||
 | 0,8-1 | 0+0,5 | ИДСКЗ | ArN2 | 80-11080-110 | 18-2018-20 | 30-45 | 0,8-1,20,8 | 10-1410-12 | 7-9 |
 | 2-3 | 1-1,5 | ИДСКЗКЗ | ArN2Ar | 140-210140-200140-200 | 19-2320-2519-23 | 25-3525-3525-30 | 0,8-1,60,8-1,20,8-1,2 | 10-1810-1410-14 | 8-108-98-10 |
 | 5-6 | 2-3 | КЗСТРИДС | N2ArAr | 250-320250-320250-320 | 24-2723-2623-28 | 22-2820-2520-25 | 1-1,41-1,61,2-3 | 10-1610-1812-30 | 10-12 |
8-10 | 3-3,5 | СТРСТРКР | ArHeN2 | 350-550300-500300-500 | 32-3733-3834-39 | 18-2020-2220-28 | 2-31,6-31,6-3 | 20-3518-3518-35 | 14-1630-4014-16 | |
 | 12-14 | 1,5-2,5 | СТРСТРКР | ArHeN2 | 300-500270-500280-500 | 28-3632-3832-39 | 16-1818-2218-22 | 2-41,5-31,5-3 | 20-4018-3518-35 | 14-1830-4014-16 |
16-20 | 3-4 | СТРСТРКР | ArHeN2 | 350-680350-650350-650 | 32-3934-4235-42 | 16-1816-2016-20 | 2-42-42-4 | 20-40 | 14-1830-5014-18 | |
Медь сваривают с минимальным числом проходов.
Сварку ведут "углом вперед" справа налево. Для формирования обратной стороны шва стыковых соединений используют графитовые или медные водоохлаждаемые подкладки. Двухсторонние соединения выполняют с формированием шва на весу или по подварочному шву наложенному ручной аргонодуговой сваркой W-электродом.
Бронзы - сплавы меди с алюминием. Их обозначают двумя буквами "Бр" начальными буквами русских названий легирующих элементов и рядом чисел, указывающих содержание этих элементов в %.
Так, марка БрАЖМц 10-3-1,5 означает, что бронза содержит 10% алюминия, 3% железа, 1,5% марганца. В конце некоторых марок литейных бронз ставится буква "Л".
Вид соединения | Размер, мм | Процесс сварки | Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, В | Скорость сварки м/ч | Диаметр электрода, мм | Вылет электрода, мм | Расход газа, л/мин | |
S | b | ||||||||
 | 3 | 0+1 | ИДСКЗ | 150-190160-190 | 23-2622-25 | 20-2520-25 | 1-1,51-1,5 | 10-1610-16 | 8-109-11 |
 | 4-5 | 0+1,5 | ИДСКЗ | 140-220160-220 | 23-2622-26 | 20-2220-22 | 1-1,51-1,5 | 10-1610-16 | 10-1210-12 |
 | 8-10 | 0+1,5 0+2 | СТРСТР | 300-400375-450 | 29-3331-36 | 25-3230-35 | 2-42-4 | 20-3520-35 | 12-1614-16 |
 | 14-16 | 0+2 | СТР | 400-650 | 33-38 | 20-25 | 2-5 | 20-40 | 16-20 |
 | 24-26 | 0+2 | СТР | 400-800 | 33-42 | 18-30 | 2-5 | 20-40 | 16-20 |
Трудность сваривания бронз объясняется их повышенной жидкотекучестью. При сварке бронз возникают трудности, вызванные образованием окиси алюминия, поэтому способ и технологию сварки выбирают такими, как и при сварке алюминия, а режимы - характерные для медных сплавов.
Сплавы меди с цинком - это латуни, или медноцинковые латуни. Для улучшения свойств в сплав добавляют Al, Mn, Ni, Fe, Sn, Si и др. Такие латуни называются специальными.
Латуни обозначают буквой "Л", справа от которой пишут буквенное обозначение специально вводимых элементов (кроме Zn). затем цифру, указывающую процент меди, и наконец, проценты специально вводимых добавок в той же последовательности, в какой записаны сами элементы. В маркировке элементы обозначаются русскими буквами: Л - алюминий, Б -бериллий, О - олово, С - свинец, Н - никель, Мц - марганец, К - кремний, Мг - магний, X - хром, Ц - цинк.
ЛТ 96 - (томпак) означает медно-цинковую латунь с содержанием 96% меди и 4% цинка.
Л 68 - медноцинковая латунь с содержанием 68% меди и 32% цинка.
ЛАЖМц 70-6-3-1 - это специальная латунь с содержанием 70% меди, 6% алюминия, 3% железа, 1% марганца, 20% цинка.
Особенность сварки латуней - интенсивное испарение цинка при температуре 907°С. При этом ухудшаются механические свойства сварного соединения. Для уменьшения выгорания цинка эффективны сварка на пониженной мощности дуги, применение присадочной проволоки с кремнием, который создает на поверхности сварочной ванны окисную пленку (SiO2), препятствующую испарению цинка.
weldering.com
Содержание:
Введение
Глава I. Виды сварки меди и ее сплавов:
1.1.Дуговая сварка меди.
1.2.Автоматическая сварка меди.
1.3.Газовая сварка меди.
Глава II. Технология сварки:
2.1.Технология сварки меди.
2.2.Технология сварки латуни.
2.3.Технология сварки бронзы.
Глава III. Выбор пламени для сварки.
Глава IV. Техника безопасности.
Глава V. Экология.
Список использованной литературы
Введение
Особенности сварки цветных металлов и их сплавов обусловлены их физико-механическими и химическими свойствами. Температуры плавления и кипения цветных металлов невысокие, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. Если сваривают сплав металлов, то перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких оксидов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну, снижает физико-механические свойства сварного шва. Ухудшению качества сварного соединения способствует также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), что приводит к пористости металла шва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой. Относительно большие коэффициенты линейного расширения и большая линейная усадка приводят к возникновению значительных внутренних напряжений, деформаций и к образованию трещин в металле шва и околошовной зоны. Резкое уменьшение механической прочности и возрастание хрупкости металлов при нагреве могут привести к непредвиденному разрушению изделия.
Для выполнения качественного сварного соединения применяют различные технологические меры, учитывающие особенности сварки каждого металла (сплава) и обеспечивающие получение шва с требуемыми физико-механическими свойствами.
Глава I. Виды сварки меди и её сплавов.
Медь сваривают ручной и автоматической дуговой сваркой, в среде защитных газов и газовой сваркой.
Ручную дуговую сварку меди выполняют металлическим или угольным электродами. В качестве электродных стержней для электродов ЗТ применяют: проволоку из меди М1, проволоку из кремнемарганцевой бронзы Бр. КМц 3–1, литые стержни из латуни Л90 или оловянно-фосфористой бронзы Бр. ОФ 4-0,25; для электродов «Комсомолец 100» – медная проволока М1. Для электродов используют также медь М2 и М3.
На электродные стержни наносят специальные покрытия, состав которых дан в таблице 1. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности. Режимы сварки металлическим электродом приведены в таблице 2.
Таблица 1. Электродные покрытия для сварки меди.
Состав | Марка электрода | |
ЗТ | Комсомолец 100 | |
Сухие вещества, % Марганцевая руда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Плавиковый шпат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Полевой шпат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Графит серебристый . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ферросилиций (Си75) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ферромарганец (низкоуглеродистый) . . . . . . . . Алюминий (порошок) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Жидкого стекла от массы сухой смеси . . . . . . . . . . |
17,5 32 – 16 32 – 2,5 55-60 |
– 10 12 – 8 50 – 20 |
Примечания: 1.Толщина слоя покрытия электродов ЗТ из меди М1 0,6-0,9мм, для других материалов – 0,2-0,4; для электродов «Комсомолец 100» – 0,4мм. 2.Электроды просушивают на воздухе при температуре 20-30оС в течение 3-4ч, а затем прокаливают при температуре при температуре 250-300оС в течение 1,5-2ч. | ||
Таблица 2. Ориентировочные режимы дуговой сварки меди металлическим электродом.
Толщина металла, мм | Диаметр электрода, мм | Сила тока, А |
2 3 4 5 6 | 3 3-4 4 5 5-6 | 120-150 160-210 240-280 300-350 330-380 |
При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочных прутков применяют стержни из меди тех же марок, что и для металлических электродов. Для улучшения процесса сварки меди угольной дугой применяют специальные флюсы, которые перед сваркой наносят на присадочные прутки и, кроме того, их можно подсыпать в разделку. Состав флюса для сварки меди угольной дугой дан в таблице 3. Режимы сварки угольным электродом приведены в таблице 4.
При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочных прутков применяют стержни из меди тех же марок, что и для металлических электродов. Для улучшения процесса сварки меди угольной дугой применяют специальные флюсы, которые перед сваркой наносят на присадочные прутки и, кроме того, их можно подсыпать в разделку. Состав флюса для сварки меди угольной дугой дан в таблице 3. Режимы сварки угольным электродом приведены в таблице 4.
Таблица 3. Состав флюсов для ручной дуговой сварки меди угольным или графитовым электродом.
Компоненты | Состав, % | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Бура (прокаленная)………………………………………… Магний металлический……………………………………. Кислый фосфорнокислый натрий………………………… Кремневая кислота………………………………………… Поваренная соль…………………………………………… Древесный уголь…………………………………………… Борная кислота……………………………………………... | 94 6 – – – – – | 96 4 – – – – – | 68 – 15 15 – 2 – | 50 – 15 15 – 20 – | – 68 – – 20 2 10 |
Таблица 4. Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки меди угольным электродом.
Толщина металла, мм | Диаметр электрода, мм | Сила тока, А |
1 2 4 6 12 | 4 6 6 8 10 | 135-180 195-260 250-330 315-430 420-550 |
Ручную дуговую сварку меди толщиной до 4 мм производят без разделки кромок. Стыковые соединения собирают под сварку без зазоров. Угловые и тавровые соединения сваривают в положении в лодочку. Изделия толщиной более 5 мм перед сваркой нужно нагревать до температуры 200-300оС.
1.2. Автоматическая дуговая сварка меди.
Автоматическую дуговую сварку меди по флюсом можно вести неплавящимся угольным или плавящимся металлическим электродами.
Для автоматической сварки меди применяют флюсы ОСЦ-45, АН-20 и АН348А. Сварку угольным или графитовым электродом выполняют с помощью автоматической сварочной головки, которая передвигается вдоль шва с постоянной скоростью. Для сварки металла толщиной 4-8 мм угольный электрод берут диаметром 20 мм. Схема автоматической сварки меди угольным электродом показана на рисунке 1. Режимы автоматической сварки меди угольным электродом под слоем флюса приведены в таблице 5.
Рисунок
Таблица 5. Режимы автоматической сварки меди угольным электродом под слоем флюса.
Толщина листов, мм | Диаметр угольного или графитированного электрода, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч |
4 6
8 | 20 | 780-800 960-980
1000 | 18 | 22,4 |
18-19 | 16 |
Автоматическую сварку меди металлическим электродом можно выполнять с помощью обычных автоматов. Сварку ведут электродной проволокой из меди М1, М2, М3 диаметром 16-3 мм на постоянном токе обратной полярности. При автоматической сварке меди металлическим электродом применяют керамический флюс марки ЖМ-1, который имеет следующий состав, %:
Мрамор………………………………………………………28,0
Полевой шпат……………………………………………….57,5
Плавиковый шпат……………………………………………8,0
Древесный уголь…………………………………………….2,2
Борный шлак………………………………………………...3,5
Алюминий …………………………………………………..0,8
Флюс ЖМ-1 дает возможность выполнять автоматическую сварку меди на переменном токе. При одностороннем шве сваривают на графитовой или медной подкладке сл сквозным проваром. Листы толщиной до 8 мм сваривают без разделки кромок. При сварке более толстых листов применяют V-образную разделку под углом 60о. Листы толщиной 8-10 мм рекомендуется сваривать с двух сторон. Режимы автоматической сварки меди металлическим электродом под слоем флюса приведены в таблицах 6-8. Для более легкого зажигания дуги в начале сварки рекомендуется под конец электродной проволоки подсыпать латунную стружку.
Таблица 6. Режимы автоматической сварки меди (стыковые соединения без разделки кромок).
Толщина листов, мм | Диаметр проволоки, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч |
2 3 4 5 6 8 | 1,6 | 140-160 190-210 250-280 300-340 330-350 400-440 | 32-35 | 25 20 25 25 20 16 |
2 | ||||
30-35 | ||||
3 | 33-38 |
Таблица 7. Режимы автоматической сварки меди(стыковые соединения с разделкой кромок, шов двухсторонний).
Толщина кромок, мм | Разделка кромок | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч | |
Угол разделки, градусы | Величина притупления кромок, мм | ||||
10 12 | 60 60 | 5 6 | 540-560 580-600 | 33-38 35-38 | 15 15 |
Таблица 8. Режимы автоматической сварки меди (соединения внахлестку).
Толщина листов, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч |
3,0 4,5 6,0 | 220-240 300-340 350-400 | 30-35 30-35 30-35 | 25 25 20 |
1.3. Газовая сварка меди.
Этот вид сварки меди (газовая сварка) наиболее распространен. В качестве присадочного материала при сварке металла толщиной до 5 мм применяют прутки из меди марок М1, М2, М3. При сварке металла большой величины рекомендуется применять медную проволоку, содержащую 0,2% фосфора и 0,15-0,30% кремния или только 0,2-0,7% фосфора. Наиболее распространенные флюсы, применяемые при газовой сварке меди, бронзы и латуни, приведены в таблице 9. Режимы газовой сварки меди даны в таблице 10.
turboreferat.ru
Большинство бронз применяется в виде литья, поэтому основным назначением сварки является исправление дефектов литья и ремонт поврежденных изделий. При сварке бронз обычно применяют присадочные прутки или электроды того же состава, что и основной металл. Электродные покрытия и флюсы для большинства бронз используют те же, что и при сварке Сu. Массивные детали перед сваркой следует нагревать до 200-400 °C, а после сварки – охлаждать в воде.
Сварка латуни небольшой толщины ведется графитовым электродом без присадочной проволоки на постоянном токе прямой полярности. Сварку латуней графитовым электродом производят с использованием флюсов. Наибольшее распространение получил флюс следующего состава (%): криолит 35, хлористый калий 50, хлористый натрий 12,5, древесный уголь 2,5. Флюс наносят на стержни диаметром 6-8 мм из присадочного металла марки ЛК-80-3.
Для сварки латуни применяют металлические электроды имеющие стержень из латуни марки ЛК-80-3 или бронзы марки БрКМц 3-1 с соответствующим покрытием. Сварку ведут на постоянном токе.
1 Получить у преподавателя индивидуальное задание.
2 Подобрать режимы сварки и технологию для предложенного сплава.
3 Вопросы к практическому занятию
1 Какие свойства Сuзатрудняют сварку и почему?
2 Основные технологические приемы сварки Сuугольным электродом и назначение флюса.
3 Особенности сварки Сuметаллически покрытым электродом.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка Сuплавящимся электродом и в защитных газах.
Особенности и способы сварки латуни.
Способы сварки бронз.
Практическая работа 14
Определение толщины стенки трубопроводов и проверка прочности и устойчивости подземных и надземных трубопроводов
1 Теоретическая часть
Выбор трассы трубопроводов должен производиться по критериям оптимальности. В качестве критериев оптимальности следует принимать приведенные затраты при сооружении, техническом обслуживании и ремонте трубопровода при эксплуатации, включая затраты на мероприятия по обеспечению сохранности окружающей среды, а также металлоемкость, конструктивные схемы прокладки, безопасность, заданное время строительства, наличие дорог и др.
Взаимные пересечения проектируемых и действующих трубопроводов допускаются в исключительных случаях при невозможности соблюдения минимальных расстояний от оси магистральных трубопроводов до населенных пунктов, промышленных предприятий и сооружений.
Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений
и
следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.
Все расчеты ведутся по СНиП 2.05.06-85 (2000).
Расчетные сопротивления растяжению (сжатию)
следует определять по формуле:
; (14.1)
где m – коэффициент условий работы трубопровода;
– коэффициент надежности по материалу;
– коэффициент надежности по назначению трубопровода;
– минимальное значение временного сопротивления металла трубы (МПа)
studfiles.net
Министерство образования РФ
Курсовая работа
по теме:
«Сварка латуни»
Выполнил: Овчинников Е. В.
Проверила: Ишмуратова А.
2007 г.
Содержание
Введение 3
Сварка латуни 5
Используемая литература 9
Введение
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.
Определение сварки относится к металлам и неметаллическим материалам (пластмассы, стекло, резина и т. д.).
Свойства материала определяются его внутренним строением — структурой атомов. Все металлы в твердом состоянии являются телами с кристаллической структурой. Аморфные тела (стекло и др.) имеют хаотическое расположение атомов. Для соединения свариваемых частей в одно целое нужно их элементарные частицы (ионы, атомы) сблизить настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, что достигается местным или общим нагревом или пластическим деформированием или тем и другим.
В зависимости от условий, при которых осуществляется сваривание (образование межатомных связей) частиц металла, различают сварку плавлением и сварку давлением.
Сущность сварки плавлением (рисунок 1) состоит в том, что металл по кромкам свариваемых деталей 1 и 2 подвергается плавлению от нагрева сильным концентрированным источником тепла: электрической дугой, газовым пламенем, химической реакцией, расплавленным шлаком, энергией электронного луча, плазмой, энергией лазерного луча. Во всех этих случаях образующийся от нагрева жидкий металл одной кромки самопроизвольно соединяется с жидким металлом другой кромки. Создается общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. После застывания металла сварочной ванны получается металл шва 4. Металл шва может образоваться только за счет переплавления металла по кромкам 3 или дополнительного присадочного металла, введенного в сварочную ванну.
а – детали перед сваркой; б – детали после сварки
Рисунок 1 – Схема соединения деталей сваркой плавлением
Зона частично оплавившихся зерен металла на границе кромки свариваемой детали и шва называется зоной плавления; в этой зоне достигается межатомная связь. При этом металл шва тесно соприкасается с металлом свариваемых частей, а загрязнения, находившиеся на поверхностях свариваемых частей, всплывают наружу, образуя шлак.
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла в месте соединения под действием силы Р. Находящиеся на соединяемых поверхностях различные загрязнения вытесняются наружу, а поверхности свариваемых частей будут чистыми, ровными и сближенными по всему сечению на расстояние атомного сцепления. Зона, в которой установилась межатомная связь, называется зоной соединения. Ширина зоны соединения измеряется десятками микрон.
Пластическую деформацию кромок деталей осуществить легче, если нагревать место соединения. Источником тепла (при сварке с местным нагревом) служит электрический ток, газовое пламя, химическая реакция, механическое трение; при сварке с общим нагревом — кузнечный горн, нагревательная печь.
Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521—74): термический, термомеханический и механический. Термический класс объединяет виды сварки, осуществляемые плавлением металла. Термомеханический класс включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии. К механическому классу относятся виды сварки, выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.
Сварка по виду применяемой энергии подразделяется на следующие основные виды:
давлением с общим нагревом: кузнечная, прокаткой, выдавливанием;
давлением с местным нагревом: контактная, индукционно-прессовая, термитно-прессовая, газопрессовая, диффузионная, дуто-прессовая;
давлением без нагрева металла внешним источником тепла; ультразвуковая, холодная, трением, взрывом, магнитноимпульсная;
плавлением: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерным лучом, плазменная.
Сварка латуни
Латунь представляет собой сплав меди с цинком; температура плавления латуни 800—1000 °С.
При дуговой сварке из латуни интенсивно испаряется цинк; расплавленный металл поглощает водород, который не успевает выделиться при затвердевании жидкого металла в сварочной ванне, в результате чего в шве образуются газовые поры. Водород попадает в сварочную ванну из покрытия, флюса или воздуха.
Сварка латуней покрытыми электродами находит ограниченное применение, в основном для исправления брака литья. Это объясняется сильным испарением цинка при дуговой сварке по сравнению с газовой сваркой, дуговой под флюсом или дуговой в защитном газе.
Для дуговой сварки латуни применяют электроды с покрытием ЗТ, разработанные Балтийским заводом в Ленинграде. Состав электрода следующий: стержень из кремнемарганцовистой бронзы Бр. КМц 3-1, содержащей 3 % кремния и 1 % марганца; покрытие из 17,5 % марганцовой руды, 13 % плавикового шпата, 16 % серебристого графита, 32 % ферросилиция 75 %-ного, 2,5 % алюминия в порошке. Сварка ведется постоянным током при обратной полярности короткой дугой с целью снижения выгорания цинка. От вытекания металла стык защищают прокаленной асбестовой подкладкой с обратной стороны стыка. При толщине листов до 4 мм сварку ведут без разделки кромок. При толщине листов более 4 мм разделка кромок такая же, как и для стали. После сварки шов проковывают, а затем отжигают при 600—650°С для выравнивания химического состава и придания металлу мелкозернистой структуры.
Сварку латуни можно выполнять угольным электродом на постоянном токе при прямой полярности с применением флюсов.
При сварке латуни угольным электродом используют флюсы. Наибольшее распространение получил флюс БЛ-3 состава: 35 % криолита, 12,5 % хлористого натрия, 50 % хлористого калия, 2,5 % древесного угля.
Режимы сварки латуни угольным электродом представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Режимы сварки латуни угольным электродом
| Толщина металла, мм | Диаметр угольного электрода, мм | Диаметр присадочного стержня, мм | Сварочный ток, А |
| 3 5 10 14-16 | 6 10 18 20 | 4 6 8 10 | 180-200 240-270 400-450 450-550 |
Латунь толщиной до 10 мм сваривают без подогрева, более 10 мм — с подогревом до 300—350°С.
Газовая сварка латуней обеспечивает лучшее качество сварных соединений, чем дуговая покрытыми электродами. Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут окислительным пламенем; при этом на поверхности сварочной ванны образуется жидкая пленка окиси цинка, препятствующая его испарению. Избыточный кислород окисляет часть водорода пламени и поглощение жидким металлом водорода уменьшается.
Газовую сварку широко используют для сварки латуни, которая труднее поддается сварке электрической дугой. Основное затруднение при сварке состоит в значительном испарении из латуни цинка, которое начинается при 900С. Если латунь перегреть, то вследствие испарения цинка, шов получится пористым. При газовой сварке может испаряется до 25% содержащегося в латуни цинка.
Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут пламени с избытком кислорода до 30-40%.
Для удаления окислов меди и цинка при газовой сварке пользуются флюсами того же состава, что и при дуговой сварке меди угольным электродом.
Для уменьшения испарения цинка и поглощения сварочной ванной водорода конец ядра пламени должен находиться от свариваемого металла на расстоянии в 2—3 раза большем, чем при сварке стали.
Для газовой сварки латуней ВНИИавтогенмаш разработал присадочную проволоку марки ЛК 62-0,5 (ГОСТ 16130—72), содержащую 60,5— 63,5 % меди, 0,3—0,7 % кремния, остальное — цинк. В качестве флюса при сварке этой присадочной проволокой применяют прокаленную буру.
ВНИИавтогенмаш для сварки латуней разработал самофлюсующую присадочную проволоку ЛКБ062-02-004-05 (ГОСТ 16130—72), содержащую 60,5—63,5'/, меди, 0,1—0,3 % кремния, 0,03—0,1 % бора, 0,3—0,7 % олова, остальное — цинк. Бор, входящий в состав проволоки, выполняет функции флюса. Применение другого флюса при сварке этой проволокой не требуется.
Хорошее качество газовой сварки латуней достигается применением флюса БМ-1 (разработан ВНИИавтогенмаш), состоящего из 25 % метилового спирта и 75 % метилбората, или флюса БМ-2, состоящего из одного метилбората. Эти флюсы вводятся в сварочную ванну в виде паров. Ацетилен пропускается через жидкий флюс, находящийся в особом сосуде (флюсопитателе), насыщается парами флюса и подается в горелку. В пламени флюс сгорает по реакции
2В(СН30)3-1-902 = В2Оз + 6С02 + 9Н20.
Борный ангидрид В20, является флюсующим веществом. Применение флюса БМ-1 повышает производительность сварки, дает металл шва с высокими механическими свойствами и обеспечивает почти полную безвредность процесса для сварщика.
Используемая литература:
1 Рыбаков В. М. Сварка и резка металлов: Учебник для сред. проф.-тех училищ .- 2-е изд., испр. – М.: Высш. школа, 1979, - 217 с., ил.
2 Сварка и резка металлов: Учеб. пособие для нач. проф. образования / М. Д. Баннов, Ю. В. Казакова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия»,
2003. – 400 с.
3 Глизманенко Д.А. Газовая сварка и резка металлов.-М.: Высш. школа, 1969.-304с.
topref.ru
Министерство образования РФ
Курсовая работа
по теме:
«Сварка латуни»
Выполнил: Овчинников Е. В.
Проверила: Ишмуратова А.
2007 г.
Содержание
Введение 3
Сварка латуни 5
Используемая литература 9
Введение
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.
Определение сварки относится к металлам и неметаллическим материалам (пластмассы, стекло, резина и т. д.).
Свойства материала определяются его внутренним строением — структурой атомов. Все металлы в твердом состоянии являются телами с кристаллической структурой. Аморфные тела (стекло и др.) имеют хаотическое расположение атомов. Для соединения свариваемых частей в одно целое нужно их элементарные частицы (ионы, атомы) сблизить настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, что достигается местным или общим нагревом или пластическим деформированием или тем и другим.
В зависимости от условий, при которых осуществляется сваривание (образование межатомных связей) частиц металла, различают сварку плавлением и сваркудавлением.
Сущность сварки плавлением (рисунок 1) состоит в том, что металл по кромкам свариваемых деталей 1и 2подвергается плавлению от нагрева сильным концентрированным источником тепла: электрической дугой, газовым пламенем, химической реакцией, расплавленным шлаком, энергией электронного луча, плазмой, энергией лазерного луча. Во всех этих случаях образующийся от нагрева жидкий металл одной кромки самопроизвольно соединяется с жидким металлом другой кромки. Создается общий объем жидкого металла, который называется сварочнойванной. После застывания металла сварочной ванны получается металл шва 4. Металл шва может образоваться только за счет переплавления металла по кромкам 3или дополнительного присадочного металла, введенного в сварочную ванну.
а – детали перед сваркой; б – детали после сварки
Рисунок 1 – Схема соединения деталей сваркой плавлением
Зона частично оплавившихся зерен металла на границе кромки свариваемой детали и шва называется зоной плавления; в этой зоне достигается межатомная связь. При этом металл шва тесно соприкасается с металлом свариваемых частей, а загрязнения, находившиеся на поверхностях свариваемых частей, всплывают наружу, образуя шлак.
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла в месте соединения под действием силы Р. Находящиеся на соединяемых поверхностях различные загрязнения вытесняются наружу, а поверхности свариваемых частей будут чистыми, ровными и сближенными по всему сечению на расстояние атомного сцепления. Зона, в которой установилась межатомная связь, называется зоной соединения. Ширина зоны соединения измеряется десятками микрон.
Пластическую деформацию кромок деталей осуществить легче, если нагревать место соединения. Источником тепла (при сварке с местным нагревом) служит электрический ток, газовое пламя, химическая реакция, механическое трение; при сварке с общим нагревом — кузнечный горн, нагревательная печь.
Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521—74): термический, термомеханический и механический. Термический класс объединяет виды сварки, осуществляемые плавлением металла. Термомеханический класс включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии. К механическому классу относятся виды сварки, выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.
Сварка по виду применяемой энергии подразделяется на следующие основные виды:
давлением с общим нагревом: кузнечная, прокаткой, выдавливанием;
давлением с местным нагревом: контактная, индукционно-прессовая, термитно-прессовая, газопрессовая, диффузионная, дуто-прессовая;
давлением без нагрева металла внешним источником тепла; ультразвуковая, холодная, трением, взрывом, магнитноимпульсная;
плавлением: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерным лучом, плазменная.
Сварка латуни
Латунь представляет собой сплав меди с цинком; температура плавления латуни 800—1000 °С.
При дуговой сварке из латуни интенсивно испаряется цинк; расплавленный металл поглощает водород, который не успевает выделиться при затвердевании жидкого металла в сварочной ванне, в результате чего в шве образуются газовые поры. Водород попадает в сварочную ванну из покрытия, флюса или воздуха.
Сварка латуней покрытыми электродами находит ограниченное применение, в основном для исправления брака литья. Это объясняется сильным испарением цинка при дуговой сварке по сравнению с газовой сваркой, дуговой под флюсом или дуговой в защитном газе.
Для дуговойсварки латуни применяют электроды с покрытием ЗТ, разработанные Балтийским заводом в Ленинграде. Состав электрода следующий: стержень из кремнемарганцовистой бронзы Бр. КМц 3-1, содержащей 3 % кремния и 1 % марганца; покрытие из 17,5 % марганцовой руды, 13 % плавикового шпата, 16 % серебристого графита, 32 % ферросилиция 75 %-ного, 2,5 % алюминия в порошке. Сварка ведется постоянным током при обратной полярности короткой дугой с целью снижения выгорания цинка. От вытекания металла стык защищают прокаленной асбестовой подкладкой с обратной стороны стыка. При толщине листов до 4 мм сварку ведут без разделки кромок. При толщине листов более 4 мм разделка кромок такая же, как и для стали. После сварки шов проковывают, а затем отжигают при 600—650°С для выравнивания химического состава и придания металлу мелкозернистой структуры.
Сварку латуни можно выполнять угольным электродом на постоянном токе при прямой полярности с применением флюсов.
При сварке латуни угольным электродом используют флюсы. Наибольшее распространение получил флюс БЛ-3 состава: 35 % криолита, 12,5 % хлористого натрия, 50 % хлористого калия, 2,5 % древесного угля.
Режимы сварки латуни угольным электродом представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Режимы сварки латуни угольным электродом
Толщина металла, мм | Диаметр угольного электрода, мм | Диаметр присадочного стержня, мм | Сварочный ток, А |
3 5 10 14-16 | 6 10 18 20 | 4 6 8 10 | 180-200 240-270 400-450 450-550 |
Латунь толщиной до 10 мм сваривают без подогрева, более 10 мм — с подогревом до 300—350°С.
Газоваясварка латуней обеспечивает лучшее качество сварных соединений, чем дуговая покрытыми электродами. Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут окислительным пламенем; при этом на поверхности сварочной ванны образуется жидкая пленка окиси цинка, препятствующая его испарению. Избыточный кислород окисляет часть водорода пламени и поглощение жидким металлом водорода уменьшается.
Газовую сварку широко используют для сварки латуни, которая труднее поддается сварке электрической дугой. Основное затруднение при сварке состоит в значительном испарении из латуни цинка, которое начинается при 900С. Если латунь перегреть, то вследствие испарения цинка, шов получится пористым. При газовой сварке может испаряется до 25% содержащегося в латуни цинка.
Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут пламени с избытком кислорода до 30-40%.
Для удаления окислов меди и цинка при газовой сварке пользуются флюсами того же состава, что и при дуговой сварке меди угольным электродом.
Для уменьшения испарения цинка и поглощения сварочной ванной водорода конец ядра пламени должен находиться от свариваемого металла на расстоянии в 2—3 раза большем, чем при сварке стали.
Для газовой сварки латуней ВНИИавтогенмаш разработал присадочную проволоку марки ЛК 62-0,5 (ГОСТ 16130—72), содержащую 60,5— 63,5 % меди, 0,3—0,7 % кремния, остальное — цинк. В качестве флюса при сварке этой присадочной проволокой применяют прокаленную буру.
ВНИИавтогенмаш для сварки латуней разработал самофлюсующую присадочную проволоку ЛКБ062-02-004-05 (ГОСТ 16130—72), содержащую 60,5—63,5'/, меди, 0,1—0,3 % кремния, 0,03—0,1 % бора, 0,3—0,7 % олова, остальное — цинк. Бор, входящий в состав проволоки, выполняет функции флюса. Применение другого флюса при сварке этой проволокой не требуется.
Хорошее качество газовой сварки латуней достигается применением флюса БМ-1 (разработан ВНИИавтогенмаш), состоящего из 25 % метилового спирта и 75 % метилбората, или флюса БМ-2, состоящего из одного метилбората. Эти флюсы вводятся в сварочную ванну в виде паров. Ацетилен пропускается через жидкий флюс, находящийся в особом сосуде (флюсопитателе), насыщается парами флюса и подается в горелку. В пламени флюс сгорает по реакции
2В(СН3 0)3 -1-902 = В2 Оз + 6С02 + 9Н2 0.
Борный ангидрид В2 0, является флюсующим веществом. Применение флюса БМ-1 повышает производительность сварки, дает металл шва с высокими механическими свойствами и обеспечивает почти полную безвредность процесса для сварщика.
Используемая литература:
1 Рыбаков В. М. Сварка и резка металлов: Учебник для сред. проф.-тех училищ .- 2-е изд., испр. – М.: Высш. школа, 1979, — 217 с., ил.
2 Сварка и резка металлов: Учеб. пособие для нач. проф. образования / М. Д. Баннов, Ю. В. Казакова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия»,
2003. – 400 с.
3 Глизманенко Д.А. Газовая сварка и резка металлов.-М.: Высш. школа, 1969.-304с.
www.ronl.ru
