Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 80. Сварка бронзы, латуни и медноникелевых сплавов

Сварка бронзы. Производится при ремонте, исправлении брака литья или обработки, наплавке. Бронзовые изделия можно сваривать с предварительным подогревом до 350—450° и без него. Прочность бронзы при высоких температурах понижается. Поэтому деталь перед сваркой следует тщательно закреплять во избежание повреждения от случайных толчков и ударов. При нагревании оловянистой бронзы свыше 550° из нее выделяется олово в виде шариков, скользящих по поверхности металла, быстро окисляющихся и образующих белый осадок окиси олова. На месте выделившегося олова остаются пустоты, придающие наплавленному металлу пористость и уменьшающие его прочность.

Дуговая сварка бронзы производится металлическим или угольным электродом в нижнем положении. Сварку металлическим электродом производят на постоянном токе при обратной полярности. При сварке угольным электродом применяют прямую полярность. Ток берут из расчета 30—40 а на 1 мм диаметра металлического электрода. Можно применять и переменный ток, но для большей устойчивости горения дуги выбирать его из расчета 75— 80 а на 1 мм диаметра электрода. Сварку ведут возможно быстрее, без перерывов и поперечных движений электрода.

После сварки литые бронзовые детали отжигают при 450— 500°. Прокатанную бронзу после сварки проковывают в холодном состоянии для получения плотного и урочного металла шва.

Фосфористую бронзу сваривают металлическими электродами состава: 9—11% олова, 0,5—1% фосфора, остальное — медь. Для сварки оловянистой бронзы берутся прутки, содержащие: 8% цинка, 3% олова, 6% свинца, 0,2% фосфора, 0,3% никеля, 0,3% железа, остальное — медь. Прутки для сварки алюминиевой бронзы имеют состав: 8,5—9,5% алюминия, 1,5—2,5% марганца, 1% железа, остальное — медь.

При сварке фосфористой бронзы в качестве покрытия применяют смесь из 75—80% борного шлака и 25—20% жидкого стекла. Борный шлак получают расплавлением в тигле смеси из 4—5% порошка магния и 95—96% плавленой буры с последующим размельчением ее и просеиванием через сито с 900—1000 отв/см2. Для сварки алюминиевой бронзы используют покрытие состава: 42% хлористого калия, 20% хлористого натрия, 38% криолита, 20—30% жидкого стекла от веса сухой части покрытия.

Если сварку производят угольным электродом, то в качестве присадочного прутка используют проволоку того же состава, что и при сварке металлическим электродом. Флюсом служит смесь из сухих веществ покрытия приведенного выше состава, которую подсыпают в сварочную ванну.

Наплавка бронзой стальных и бронзовых изделий. Поверхности деталей, работающих на трение, наплавляют литыми или прокатанными электродами из бронзы (ХЦ-5-3-20 или АЖ-9-4 состава:

Электроды отливаются в формы при температуре 1200®. Шихту расплавляют в графитовом тигле, на коксовом горне или в электропечи. После отливки поверхность электродов зачищают до металлического блеска. Диаметр электрода 7—8 мм. Наплавка производится голыми электродами, постоянным током при обратной полярности из расчета 30—35 а на 1 мм диаметра электрода.

Наплавляемая поверхность предварительно очищается с помощью зубила, пескоструя или обработкой на станке, тщательно обезжиривается и посыпается прокаленной при 500—550° бурой слоем 0,5 мм. Наплавку ведут непрерывно, отдельными валиками, при длине дуги 3—4 мм. После наплавки каждый валик тщательно очищают стальной щеткой и проковывают легкими ударами молотка. Наплавку производят в несколько слоев; толщина каждого слоя 2—3 мм. После наплавки деталь медленно охлаждают в сухом песке.

При наплавке электродами из алюминиевой бронзы АЖ-9-4 на электрод наносится покрытие того же состава, что и при сварке алюминиевой бронзы. Толщина слоя покрытия 2—2,5 мм. После сушки на воздухе в течение 8 час электроды с покрытием прокаливают в течение 1,5—2 час при 140°. Наплавку производят на постоянном токе при прямой полярности, равным 40 а на 1 мм диаметра стержня электрода. В процессе наплавки поверхность Детали посыпают слоем 0,5 мм сухой порошкообразной смеси, применяемой для приготовления покрытия.

Для наплавки можно применять угольные электроды, используя в качестве присадочного материала прутки из бронзы АЖ-9-4, покрытые указанным выше составом. Сварка ведется на постоянном токе при обратной полярности.

Для угольного или графитового электрода диаметром 10—12 мм ток должен быть 300—350 а. Наплавляемая поверхность засыпается сухим порошком состава: 5096 криолита, 25% хлористого калия, 25% хлористого натрия. Длина дуги при наплавке угольным электродом должна равняться 7—8 мм.

Сварка латуни. Латунь представляет собой сплав меди с цинком, имеющий температуру плавления 1060—1100°. При дуговой сварке происходит интенсивное испарение цинка из латуни, что является основной причиной пористости металла шва. В процессе сварки латуни происходит также поглощение расплавленным металлом водорода, который не успевает выделиться при застывании жидкого металла и образует газовые пузырьки и поры. Это создает дополнительную поверхность, увеличивающую испарение цинка и пористость металла шва. Водород попадает в жидкий металл из покрытия или флюса.

При сварке латуни металлическим электродом применяют постоянный ток при прямой полярности. Сварка ведется в нижнем положении очень короткой дугой. Ток для электрода диаметром 5 мм должен колебаться в пределах 250—275 а, скорость сварки — не менее 0,3—0,4 м/мин. После сварки шов проковывают, а затем отжигают при 600—650°. При содержании меди менее 60% проковка производится в горячем состоянии при температуре выше 700°. Если в латуни содержится более 60% меди, проковку производят в холодном состоянии. Латунь следует сваривать в один слой. Многослойная сварка не рекомендуется, так как приводит к появлению трещин.

В качестве электрода используется проволока из латуни следующего состава: 38,5—42,5% цинка, 4—5% марганца, 0,5% алюминия, 0,5—1,5% железа, 1% прочих примесей, остальное — медь. Проволока имеет покрытие, состоящее из 30% марганцевой руды, 30% титанового концентрата, 15% ферромарганца, 20% мела, 5% сернокислого калия, 35% жидкого стекла к сумме сухих частей обмазки. Покрытие наносится слоем 0,2—0,3 мм. На покрытие, после его затвердевания наносится слой флюса толщиной 0,9—1,1 мм. В качестве флюса берут борный шлак, замешанный на жидком стекле в тех же пропорциях, что и при сварке бронзы.

При сварке латуни угольным электродом используют такие же флюсы и сварочные режимы, как и при сварке меди. Составы присадочной проволоки приведены в табл. 49.

Хорошие результаты при сварке латуни угольной дугой дает проволока из латуни ЛЦМ-40-4,5, содержащая 40% цинка и 4,5% марганца. В этом случае в качестве флюса применяют молотый борный шлак или буру.

Автоматическая сварка латуни плавящимся электродом под флюсом. Этот способ исследован В. Т. Золотых. Сварка осуществляется с помощью сварочных головок или сварочных тракторов, используемых при сварке стали. Возможна шланговая полуавтоматическая и автоматическая сварка. В качестве плавящегося электрода используется медная проволока Ml, М2 или МЗ. Сварка ведется на постоянном токе при обратной полярности. Применяется флюс AH-348UI или ОСЦ-45; на 100 весовых частей флюса добавляется 10 весовых частей борной кислоты и 20 весовых частей кальцинированной соды, смесь переплавляется и гранулируется. Кромки свариваемых листов обрезают под прямым углом к поверхности листа и перед сваркой зачищают на ширину 50 мм в обе стороны от шва.

Стыкуемые листы собирают в приспособлении, обеспечивающем плотное и равномерное их сжатие по всей длине шва.. Зазор между кромками не должен превышать 1 мм. Смещение кромок при сборке (депланация) не должно превышать 1 мм для листов толщиной до 10 мм и 1,5 мм для листов от 10 до 15 мм. Перед сваркой листы прихватывают с помощью того же автомата, на котором производится сварка. Количество прихваток должно быть наименьшим. В процессе сварки прихватки перекрываются основным швом. Начало и конец шва выводятся на планки, временно привариваемые к обоим концам листов. Сварка может быть односторонней и двухсторонней.

Для формирования обратной стороны шва одностороннюю сварку ведут на остающейся подкладке из латуни JI-62 толщиной до 0,8 мм и шириной до 7 мм.

Двухсторонней сварке подвергают листы толщиной свыше8 мм. Первый слой сваривают на флюсовой подушке. Второй слой сваривают после тщательной очистки первого слоя от окислов и остатков флюса.

Флюс посыпают слоем в 20—30 мм. Вылет электрода из мундштука должен составлять 15—45 мм. Режимы сварки приведены в табл. 50.

Предел прочности металла шва при сварке латуни JI-62 этим способом составляет 27—30 кгс/мм.2, угол загиба не менее 120°. Шов после сварки очищают от остатков флюса и проковывают.

Сварка медноникелевых сплавов. Медноникелевые сплавы, например МНЖ5-1, используются для изготовления труб, устойчивых против действия морской воды, вызывающей коррозию чистой меди и сплавов меди с цинком (латуни). Эти трубы широко применяются в судостроении. Состав сплава МНЖ5-1 следующий: 4,4— 5% никеля, 1—1,5% железа, остальное—медь. Содержание в сплаве таких примесей, как мышьяк, сера, свинец и фосфор, не должно превышать 0,01% каждого, сурьмы — не более 0,005%, висмута — не более 0,002%, углерода — не более 0,03% и кислорода — не более 0,1%. В отожженном состоянии предел прочности этого сплава равен 22—27 кгс/мм2, в нагартованном — 47 кгс/мм2.

Сварка производится на постоянном токе при обратной полярности. При медленном охлаждении наплавленного металла возможно выделение железа из сплава, что ухудшает его антикоррозийные свойства. Поэтому сварка должна производиться с максимальной скоростью за один проход и без задержки электрода на. одном месте.

В качестве электрода применяется медноникелевая проволока из сплава МН5 с покрытием состава: 17,5% марганцевой руды, 32,1% плавикового шпата, 16,1% серебристого графита, 32,1% ферросилиция пассивированного, 2,2% алюминия в порошке. Толщина покрытия 0,4 мм. Режимы сварки медноникелевых сплавов приведены в табл. 51. .

Особенно вредной примесью в никеле является сера, образующая сернистый никель (NiS), располагающийся по границам зерен и способствующий образованию трещин. Применение проволоки марки НМц-2,5, содержащей 2,5% марганца, уменьшает вредное влияние серы, так как марганец связывает серу, образуя с ней соединение MnS, более тугоплавкое, чем NiS. Однако марганец ухудшает устойчивость никеля против коррозии. При сварке проволокой НМц-2,5 применяется покрытие УОНИ-13/45. Проволокой НМц-2,5 или проволокой из чистого никеля HI можно сваривать никель автоматически с применением бескислородных флюсов БКФ и БКФТ.

вверх страницы