Разновидности материалов для сварки металла

Материалы для сварочных работ

13 мая 2016 г.

При выполнении сварки плавлением применя­ют: сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся элек­троды, электроды со специальным покрытием. Для защиты сварочной ванны используют различные флюсы и защитные газы. Правильный выбор сварочных материалов является зало­гом качественной сварки. 

Электродные материалы. Сварочная проволока выпускается нескольких десятков марок и диаметров; каждый вид проволо­ки предназначен для определенного вида работ.

Маркировка проволоки выполняется буквенным и цифровыми символами, указывающими на содержание примесей и виды сталей, для сварки которых она предназначена.

Химические элементы в сталях обозначают следующими символами: алюминий — Ю, азот — А, титан — Т, хром — X, цир­коний — Ц, кремний — С, вольфрам — В, кобальт — К, марга­нец — Г, молибден — М, никель — Н, медь — Д, бор — Р, вана­дий — Ф, ниобий — Б. Индекс А в конце маркировки указывает на то, что проволока изготовлена из. высококачественной ста­ли, которая содержит мало вредных примесей.

При сварке низкоуглеродистых сталей применяют свароч­ную проволоку марок: Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-ГА и Св-10Г2. Диаметр сварочной проволоки, выпускае­мой современной промышленностью, может колебаться от 0,3 до 12 мм. 

В последнее время используют проволоку с медным покры­тием, защищающим ее поверхность от атмосферного воздейст­вия.

Выбирая проволоку, следует внимательно изучить инфор­мацию на бирке, прикрепленной к каждому мотку или бухте. Здесь указывают изготовителя, марку стали, из которой прово­лока изготовлена, и ее диаметр.

Кроме того, к каждой постав­ляемой партии проволоки независимо от ее количества должен прилагаться сертификат соответствия. 

Ответственные конструкции, к качеству сварки которых предъявляют повышенные требования, варят порошковыми проволоками.

Такая проволока представляет собой металличе­скую оболочку из низкоуглеродистой стали, в полость которой запрессован порошок состава, специально подобранного в за­висимости от марки свариваемой стали и требований, предъ­являемых к сварному соединению.

Порошковая проволока маркируется символом «ПП», за которым следует буквенный и цифровой символы, указываю­щие ее тип. Хранят и транспортируют сварочную проволоку в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление. 

Электроды для ручной дуговой сварки изготовляют в виде стержней из холоднотянутой калиброванной сварочной про­волоки, на которую методом опрессовки под давлением нане­сен слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите ее от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги. В состав защитного покрытия входят:

• стабилизирующие вещества, обеспечивающие устойчивый процесс горения дуги за счет соединений щелочных и щелоч­ноземельных металлов, обладающих низким потенциалом ио­низации. К таким металлам относят калий, натрий, кальций, которые содержатся в кальцинированной соде, поташе, неко­торых видах известняка и мрамора;
• шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и минералы (полевой шпат, гра­нит, кремнезем, плавиковый шпат). При помощи шлакообра­зующих компонентов вокруг сварочной ванны создается за­щитная шлаковая пленка, препятствующая протеканию окис­лительных процессов;
• газообразующие — неорганические вещества (мрамор СаС03, магнезит MgC03 и др.) и органические (крахмал, древесная му­ка и т.п.). Роль этих веществ сводится к дополнительной защи­те сварочной ванны за счет выделенных газов, образующих за­щитную оболочку;
• легирующие элементы и раскислители — кремний, марганец, титан и др., а также сплавы этих элементов с железом. Их при­меняют для наполнения сварочной ванны легирующими эле­ментами, придавая металлу нужное состояние;
• раскисляющие вещества, позволяющие восстанавливать ме­таллы из образовавшихся в сварочной ванне оксидов. Для это­го служат ферромарганец, ферросилиций и ферротитан;
• связующие компоненты — водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом, которые придают моно­литность покрытию из порошковых материалов;
• формовочные добавки — вещества, придающие покрытию пла­стические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и проч.).

Для обеспечения устойчивого горения дуги в покрытия вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциа­лом ионизации (соли щелочных металлов). С целью повыше­ния производительности сварки в покрытия добавляют желез­ный порошок, содержание которого может достигать 60 % мас­сы покрытия. 

Все электроды для ручной сварки можно разделить на сле­дующие группы: В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами (49 типов); Л — для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву свыше 600 МПа (пять типов — Э70, Э85, Э100, Э125, Э150; цифры в обозначении электрода для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва); Т — для сварки легированных теплоустойчивых сталей (9 типов); У — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву; Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ствами (44 типа). 

Выпускаемые промышленным способом электроды в зави­симости от допустимого пространственного положения свар­ки подразделяют на четыре группы:

• для сварки во всех положениях шва;
• для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз;
• для сварки в нижнем, горизонтальном положении шва на вер­тикальной плоскости и вертикальном — снизу вверх;
• для сварки в нижнем положении и нижнем «в лодочку».

Маркировка электродов состоит из буквы «Э» и цифр, ука­зывающих прочностные характеристики наплавленного метал­ла Например, электроды Э42 обеспечивают минимальное со­противление шва внешним нагрузкам с давлением 420 МПа.

Ес­ли в обозначении после цифр стоит буква «А», то данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства наплавленного металла. Электроды различают по маркам, кото­рые указаны в их паспорте. Одному и тому же типу электродов может соответствовать несколько марок.

К примеру, электро­дам типа 46 соответствуют марки АНО-4, МР-3 и некоторые другие, электродам типа Э42 — марки УОНИ-13/45 и СМ-11. 

Например, условное обозначение на упако­вочной пачке Э42А-УОНИ- 13/45-УД Е432(5)-Б1=ОП рас­шифровывается следующим образом: Э42А — тип электрода с прочностной характеристикой шва 420 МПа; УОНИ-13/45 — марка электрода; У — назначение электрода — для сварки угле­родистых и низкоуглеродистых сталей; Д — электрод с толстым покрытием; Е432(5) — группа индексов, указывающих характе­ристики наплавленного металла; Б — вид покрытия; 1 — для всех пространственных положений; = ОП — постоянный ток обратной полярности.

При необходимости электроды прокаливают не позднее чем за 5 суток до сварки. После этого электроды хранят в запа­янных полиэтиленовых пакетах без доступа воздуха. Нельзя прокаливать электроды более 2 раз (не считая прокалку при их изготовлении), так как покрытие может отслаиваться и осы­паться. 

Неплавящиеся электроды применяют для возбуждения и поддержания сварочной дуги, но сами они не наполняют сва­рочную ванну.

Для этого применяют электроды в виде стерж­ней цилиндрической формы, выполненные из тугоплавкого материала (в основном вольфрама, реже угля или графита). Ко­нец электрода затачивается на конус.

Графитовые электроды имеют высокую электрическую проводимость, стойкость против окисления при высоких тем­пературах. 

Вольфрамовые электроды изготовляют из чистого вольфра­ма или с добавлением активизирующих присадок, которые обеспечивают более устойчивое горение дуги, повышают стой­кость электрода при повышенной плотности тока. Содержание активирующих добавок обычно не превышает 1 -3 %. 

Флюсы для дуговой сварки используют с целью защиты от вредных воздействий атмосферных газов и металлургической обработки сварочной ванны.

Их введение обеспечивает высо­кое качество шва за счет поддержания устойчивого процесса сварки, формирования оптимального химического состава шва, механических свойств сварных соединений (прочность) и легкой отделяемости шлаковой корки от поверхности. Швы получаются плотные и не склонные к кристаллизационным трещинам.

Флюсы вводят в сварочную ванну различными спо­собами: наносят в виде паст на кромки свариваемых деталей, вводят в виде порошков или газов непосредственно в свароч­ную дугу или пламя (рисунок ниже).  

Схема дуговой сварки под слоем флюса

1 — электрод; 2 — расплавленный флюс; 3 — слой флюса; 4 — ванна расплавленного металла; 5 — металл трубы

Сварочные флюсы могут быть кислыми и основными.

Если в сварочной ванне преобладают основные оксиды (в большин­стве случаев это оксиды металлов), то должны использоваться кислые флюсы, их применяют преимущественно для сварки цветных металлов и сплавов на медной основе.

Если приме­няются кислотные оксиды (SiО2 и др.), то флюс должен быть основным, его чаще всего применяют при сварке чугуна. Как правило, это смесь соды Na2C03, поташа К2С03 и других веществ. В обоих случаях реакция протекает по следующей схеме:

кислотный оксид + основной оксид = соль.

Для сварки чугуна в качестве флюса может применяться чистая бура. Сварку низкоуглеродистых сталей выполняют преимущественно низкоуглеродистой сварочной проволокой в сочетании с высококремнистым марганцевым флюсом. 

Перед употреблением флюсы обычно прокаливают, соблю­дая режимы, указанные в ТУ или в паспортах, разработанных заводом-изготовителем. 

Защитные газы, служащие для снижения вредного воздейст­вия окружающей среды, могут применяться как в чистом виде, так и в виде смесей. В основном это инертные газы аргон и ге­лий.

Инертные газы не вступают в химическую реакцию с ме­таллом и не растворяются в нем. Их используют преимущест­венно при сварке химически активных металлов (титан, алю­миний, магний и т.д.).

Кроме инертных газов для защиты сварочной ванны могут применять активные газы — углекис­лый газ и азот.  

Аргон — бесцветный негорючий неядовитый газ тяжелее воздуха, не образующий с ним взрывчатых смесей. Он хорошо обеспечивает защиту сварочной ванны, не вступая с ним в ре­акцию. Поставляется в баллонах вместимостью 40 л под давле­нием. 

Гелий — значительно легче воздуха, следовательно, аргона, поэтому расход гелия при сварке увеличивается в 1,5-2 раза. По своим качествам гелий не уступает аргону, а в некоторых случаях превосходит его.

 

Азот — активный газ без цвета, запаха и вкуса. В соедине­нии с металлами, азот образует нитриды, снижающие механи­ческие свойства металла. Его используют для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным га­зом. 

Водород — горючий взрывоопасный газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, в 14,5 раза легче воздуха. Так как водород обра­зует взрывоопасные смеси (особенно с кислородом), то его не применяют в чистом виде для сварки.

Смесь водорода и аргона значительно улучшает процесс формирования шва, повышает чистоту его поверхности, увеличивает глубину проплавления. Такой смесью часто пользуются при сварке тонких металлов (толщиной до 1 мм).

 

Смесь кислорода и аргона при сварке благоприятно влияет на металлургические процессы и технологические характери­стики. Так, при содержании кислорода в аргоне до 5 % повы­шается стабильность сварочной дуги, увеличивается текучесть сварочной ванны, улучшается процесс формирования шва, пе­ренос металла становится мелкокапельным. 

Углекислый газ (диоксид углерода) со слабым запахом и рез­ко выраженными окислительными свойствами является ак­тивным защитным газом. Для сварки применяют сварочный углекислый газ чистотой 99,5 %.

Углекислый газ не токсичен и не взрывоопасен. При содержании его в рабочей зоне до 0,5 % не представляет опасности для здоровья.

Источник: http://ros-pipe.ru/tekh_info/tekhnicheskie-stati/montazh-i-remont-vodosnabzheniya-zhilykh-domov/materialy-dlya-svarochnykh-rabot/

Разновидности сварочных материалов

При поиске необходимого сварочного оборудования или сварочных материалов обратите внимание на наш каталог .

Узнать другую необходимую информацию можно по телефону:

+7 (4712) 747-242

Свойства различных сварочных материалов

Учитывая все многообразие современных видов сварки, самым распространенным материалом для таких работ по-прежнему остаются электроды и сварочная проволока. В сварке также используются такие расходные сварочные материалы, как флюсы, присадочные прутки, керамические прокладки и газы.

Все сварочные материалы объединены несколькими общими свойствами, касающимися их возможностей. В функциональном плане все эти элементы позволяют создавать швы с нужными габаритными параметрами и геометрическими пропорциями в зависимости от каждой конкретной ситуации.

Еще одной важнейшей функцией сварочной проволоки и электродов является то, что они выбираются в соответствии с требуемым химическим составом и главными параметрами изделия, чтобы шов на металлических листах оказался наиболее устойчивым к механическому воздействию.

Правильно применяя сварочные материалы можно создать гарантированную защиту расплавленного металла от влияния окружающим воздухом. Сегодня с целью защиты металла активно применяют газовую, шлаковую и газошлаковую защиту. Сварочный материал также придает процессу стабильность и избавляет металл шва от вредных примесей.

Решить все эти задачи просто невозможно, если не использовать электроды, разделенные на 2 большие группы: плавящиеся и неплавящиеся. При плавке первых изменяется покрытие.

В свою очередь, сварочная проволока может быть сплошной, порошковой и активированной. Флюсы бывают защитными и электропроводными, а газы – защитными, горючими и поддерживающими горение.

С помощью керамических прокладок можно создать стыковой, угловой и тавровый шов. Также прокладки бывают всепозиционными и круглыми.

Применение электродов и сварочной проволоки подразумевает нагрев места сварки путем подачи электричества.

Многие материалы имеют в своем составе компоненты, которые не только обеспечивают защиту металла от воздействия окружающим воздухом, но и дают гарантию проведения работа на более высоком, качественном уровне. Применяя присадочный пруток необходимо вводить его в шов непосредственно в процессе сварки.

Основное их отличие состоит в том, что активные газы вступают в реакцию с металлом, а инертные не вступают.

Каков бы ни был регламент на использование водорода и кислорода, ацетилена, пропан-бутановых смесей, метилацетилен-алленовых фракций – все это горючие газы, что необходимо учитывать при работе. Без них невозможна газовая сварка и резка как вид.

Для каждого приведенного в данной статье сварочного материала также предусмотрена своя классификация на типы в соответствии со свойствами того металла, для сварки которого он предназначен.

Выпускаемые в наше время проволоки и электроды пригодны для работы с углеродистой, низколегированной и нержавеющей сталью, а также чугуном, медью и алюминием.

Все это требует четкого понимания характеристик каждого металла с которым вы работаете, иначе прочность швов может оказаться недостаточной.

Источник: http://www.tweld.ru/raznovidnosti-svarochnih-materialov.html

Сварка различных материалов

СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

В промышленности применяют различные металлы и сплавы, поэтому использование сварки при выполнении их соединений не является редкостью. Очень важно иметь представление о том, как правильно это делать. Далее будут рассмотрены особенности дуговой сварки различных мате­риалов.

1. Сварка алюминиевых сплавов. В зависимости от сос­тава алюминиевые сплавы имеют различную свариваемость. Например, дюралюминий (сплав алюминия с медью) отлича­ется плохой свариваемостью, поэтому его соединяют не свар­кой, а клепкой; силумины (сплавы алюминия с кремнием), на­против, варятся довольно хорошо.

При соединении алюминия используют сварку плавле­нием и давлением, способы сварки: ручная и механизиро­ванная в среде аргона плавящимся (при автоматической и полуавтоматической сварке) и неплавящимся (при ручной дуговой) электродами, а также покрытыми электродами (при толщине изделия более 5 мм).

Режим полуавтоматической сварки плавящимся электро­дом в среде аргона для металла толщиной 3 мм:

— диаметр электрода — 0,8 мм;

— величина сварочного тока — 120-145 А;

— скорость сварки — 30 м/ч;

— скорость подачи проволоки — 900 м/ч;

— расход газа —15-17 л/мин.

Режимы автоматической сварки неплавящимся электро­дом представлены в табл. 26.

Таблица 26ПРИМЕРНЫЕ РЕЖИМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМОВЫМ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ Толщинаметалла Диаметрэлектрода Параметры Расходгаза Величинасварочноготока Скоростьсварки 2 мм 3-4 мм 170-180 А 19 м/ч 16- 18 л/мин 3 мм 4-5 мм 200-220 А 15 м/ч 16- 18 л/мин

Таблица 26 (продолжение) Толщинаметалла Диаметрэлектрода Параметры Расходгаза Величинасварочноготока Скоростьсварки 4 мм 4-5 мм 210-235 А 11 м/ч 18-20 л/мин 6 мм 4-5 мм 230-260 А 8 м/ч 18- 20 л/мин

Основная проблема при сварке алюминия — наличие туго­плавкой оксидной пленки (температура плавления — 2050° С). Поэтому данный материал требует специальной подготовки, т. е. обезжиривания (бензином или ацетоном), удаления с по­верхности оксидной пленки (химическим или механическим способом) и применения присадок, которая должна быть за­вершена за 2-4 часа до проведения основных работ.

Для сварки алюминия и сплавов рекомендуется постоян­ный ток прямой полярности. Материал нуждается в предва­рительном подогреве до 300-400° С в зависимости от тол­щины.

Она же определяет и необходимость разделки кромок.

Если толщина металла больше 2 мм, тогда детали сваривают с разделкой кромок и зазором, составляющим половину тол­щины металла; если толщина равна 1-2 мм, то изделие сва­ривают без разделки и применения присадок.

Скорость сварки алюминия должна превышать скорость сварки стали.

При сварке в среде аргона на переменном токе подбирают вольфрамовые электроды диаметром 5-6 мм при толщине из­делия до 5 мм. Угол между присадочной проволокой, подавае­мой возвратно-поступательными движениями, и электродом должен сохраняться прямым.

Медные пластины толщиной до 15 мм сваривают уголь­ными электродами, а если она превышает 15 мм — графито­выми. Для сварки рекомендуется следующее:

— постоянный ток прямой полярности и применение длинной дуги;

— постоянный ток обратной полярности и короткую сва­рочную дугу при применении покрытых электродов (характер движений — возвратно-поступательный);

— положение электрода к изделию — под углом в 90°. При сварке присадочную проволоку (наилучшей считается проволока с раскислителем, которую может заменить флюс, состоящий из 95% буры и 5% металлического магния) не вво­дят в сварочную ванну, а придерживают под углом в 30° к по­верхности изделия. Высокой производительностью отличают­ся электроды марок АНЦ-1 и АНЦ-2;

— использование асбестовых или графитовых подкладок;

— односторонняя сварка стыковых соединений в один проход;

— прогрев медных листов толщиной более 5 мм до 300° С, односторонняя разделка кромок под углом в 70°. При толщине листов до 5 мм ни прогрев, ни разделка кромок не требуются.

Режимы сварки меди и ее сплавов наглядно представле­ны в табл. 27.

3. К сварке бронзы прибегают в случае необходимости исправить дефектные отливки, при ремонте изделий из нее и для наплавки. Для этого используют угольные и металличе­ские электроды, а в среде аргона — вольфрамовые. Техноло­гия сварки бронзы аналогична работе с медью (ток постоян­ный обратной полярности). Но есть некоторые особенности, которые следует иметь в виду:

— вести процесс нужно быстро, чтобы ограничить нагре­вание основного металла и величину сварочной ванны, уско­рить охлаждение и кристаллизацию;

— следует применять присадочные прутки из фосфори­стой бронзы;

Таблица 27ПРИМЕРНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ Типэлектрода Толщинаметалла Диаметрэлектрода Параметры Величинасварочноготока ДлинасварочнойДУГИ Графитовый 2 мм 6 мм 125-200 А 5-8 мм 5 мм 8 мм 200-350 А 10-15 мм 8 мм 10 мм 300-450 А 15-20 мм 13 мм 15 мм 450-700 А 25-30 мм Покрытый 2 мм 2-3 мм 100-120 А — 3 мм 3-4 мм 120-160 А — 4 мм 4-5 мм 160-200 А — 5 мм 5-6 мм 240-300 А — 6 мм 6-7 мм 260-340 А — 8 мм 7-8 мм 380-400 А — 10 мм 7-8 мм 400-420 А —

— подогревать металл при сварке и использовать флю­сы необязательно.

4. Сварка чугуна призвана устранить дефекты, образо­вавшиеся в отливках и промышленных конструкциях. В соот­ветствии с температурой предварительного подогрева свар­ка чугуна бывает:

1) холодной, которая предполагает ряд операций, а имен­но: очистку, разделку кромок, сварку и проковку. Для сварки подбирают определенные марки электродов:

— медно-никелевые (МНЧ-2), дающие наплавленный металл, поддающийся обработке. При их применении необхо­димо избегать перегрева изделия, поэтому его время от вре­мени охлаждают. После сварки валики проковывают легким слесарным молотком;

— никелевые (ОЗЧ-З), которыми можно устранять небольшие дефекты на чугунном литье. Чтобы не допустить образования трещин в зоне сварного шва, изделие подвер­гают проковке;

— медно-железные (034-2), сфера применения которых совпадаете описанной в предыдущем пункте;

— железоникелевые (ОЗЖН-1), которые дают шов высокой прочности, наложенный на поверхность чугунного изделия;

— стальные (УОНИ-13/45) с легирующим покрытием, перед применением которых требуется разделать кромки из­делия. При сварке шов накладывают отдельными участками длиной примерно 100 мм. После этого остуженное изделие проковывают;

2) горячей, в которую входят предварительная обработка, формовка, доведение температуры изделия до 600-800° С, сварка и охлаждение. Очищенное от загрязнений изделие формуют, т. е.

Для формовки ис­пользуют графитовые пластинки и формовочную массу (смесь кварцевого песка с жидким стеклом).

Подогрев, который необходим для снижения скорости охлаждения и повышения пластических свойств соединения, осуществляют посредством индукционного тока или помещают изделие, если его габариты позволяют, в нагревательную печь.

Для горячей сварки подходят электроды марок ЭЧ-1, ЦЧ-5 и ЭЧ-2 диаметром 8, 10, 12 и 16 мм, рассчитанные на работу при величине тока 600-800, 700-800, 1000- 1200 и 1500-1800 А соответственно. Ручную дуговую сварку ведут угольными электродами диаметром 8-18 мм на посто­янном токе прямой полярности (280-600 А).

Горячая сварка чугуна отличается большей трудоемко­стью, чем холодная. При объемной сварочной ванне жидкий металл следует перемешивать концом присадочного прутка. Для защиты и раскисления металла применяют флюсы.

5. В основу классификации сталей могут быть положены различные признаки, например:

— по химическому составу стали подразделяются на угле­родистые и легированные;

— по назначению — на конструкционные, инструмен­тальные и с особыми свойствами;

— по способу производства — на конвекторные, марте­новские и электросталь и т. д.

В состав углеродистых сталей входят 0,1-0,7% углерода, марганец, кремний, примеси серы и фосфора. Для каждой марки стали разработаны стандарты — ГОСТ 380-71 (обык­новенного качества), ГОСТ 1050-74 (качественная сталь), ГОСТ 5521-76 (для судостроения) и др.

По свариваемости выделяются четыре группы сталей:

— хорошо свариваемые стали. Сюда входят низкоугле­родистые стали (содержание углерода — 0,23%), например ВСтЗ сп5, СтТсп; низколегированные низкоуглеродистые стали (содержание углерода — 0,15%), например 10 Г2 С, 12 Г2 СМФ и др. Они свариваются без каких-либо ограничений (по тол­щине металла, температуре окружающего воздуха, жесткости изделия и пр.). Диапазон режимов довольно широкий;

— удовлетворительно свариваемые. Это стали с со­держанием углерода 0,22-0,3%, например Ст4, Ст25 и др.

; низколегированные низкоуглеродистые стали (содержание углерода — 0,14-0,22%), например 15 ХСНД, 16 Г2 АФ и др.

Такие материалы свариваются с некоторыми ограничениями, в частности толщина металла не должна превышать 20 мм, температура воздуха должна быть не ниже -5° С, а режим сварки следует тщательно подбирать;

— ограниченно свариваемые. Эту группу составляют углеродистые стали с содержанием углерода 0,3-0,4%, на­пример Ст5; низколегированные среднеуглеродистые стали (содержание углерода — 0,22-0,3%), например 18 Г2 АФ, 20 ХГСА и др. Для сварки требуется подогрев (сопутствующий или предшествующий);

— плохо свариваемые. К ним относятся теплоустойчивые стали, например 15 ХМ, 20 ХМФЛ и др., среднелегированные среднеуглеродистые стали типа 30 ХГСА и перлитные высоко­легированные стали.

Сварка этих материалов возможна при наличии подогре­ва и термической обработки сваренного изделия.

Примерные режимы сварки конструкционных сталей представлены в табл. 28.

Таблица 28 РЕЖИМЫ ДУГОВОЙ СВАРКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ Видсоединения Толщинаметалла Диаметрэлектрода Величинасварочноготока Стыковое 1 мм 2 мм 25-25 А 1,5 мм 2 мм 35-50 А 2 мм 2,5 мм 45-70 А 4 мм 3-4 мм 120-160 А 5 мм 3-4 мм 130-180 А 10 мм 4-5 мм 140-220 А 15 мм 4-5 мм 160-250 А 20 мм 4-6 мм 160-340 А Нахпесточное 1 мм 2,5 мм 30-50 А 1,5 мм 2,5 мм 35-75 А 2 мм 2,5-5 мм 55-85 А 4 мм 3-4 мм 120-160 А 5 мм 4 мм 130-180 А 10 мм 4-5 мм 150-220 А 15 мм 4-5 мм 160-250 А 20 мм 4-6 мм 160-340 А Тавровое 1 мм 2,5 мм 30-50 А 1,5 мм 2,5 мм 40-70 А 2 мм 2,5-5 мм 50-80 А 4 мм 3-4 мм 120-160 А 5 мм 4 мм 130-180 А 10 мм 4-5 мм 150-220 А 15 мм 4-5 мм 160-250 А 20 мм 4-6 мм 160-340 А

Для сварки низкоуглеродистых сталей используют элек­троды марок УОНИ-13/45, ОММ-5, КГ13-32 Р, ЦМ-7 и др. А для среднеуглеродистых сталей подходят электроды марок К-5 А, УОНИ-13/65, УП-2/45 и др.

Любой сварочный аппарат это электрический прибор, который получая ток из сети, преобразует его до нужных параметров и выдает электрическую дугу постоянного тока с высокой его силой (сто – двести ампер). …

Сварочные работы могут стать причиной пожара, если не выполняются элементарные требования противопо­жарной защиты. Причиной пожара могут стать искры и капли расп­лавленного металла, небрежное обращение с огнем сва­рочной горелки, наличие на …

Суть кислородной резки заключается в сгорании разре­заемого металла под воздействием струи кислорода и удале­нии из разреза шлаков, образованием которых неизбежно сопровождается этот процесс (рис. 95). Рис. 95. Схема выполнения газовой …

Источник: https://msd.com.ua/svarochnye-raboty/svarka-razlichnyx-materialov/

Основные виды сварки металлов – классификация

Каких видов бывает сварка, где используется эта операция по соединению деталей, классификация основных видов сварки.

Рис / Фото: иллюстрация к статье «Основные виды сварки металлов»

Сегодня сварка используется в разных сферах строительства и ремонта. По виду сварка бывает газовой, дуговой, термитной, контактной, газопрессовой, кузнечной, электрошлаковой и электрически дуговой. Использование сварки разных видов прямым образом зависит от области, в которой необходимо задействовать подобные работы.

   Газопрессовая сварка отличается высокой производительностью. Этот способ сварки хорошо зарекомендовал себя в строительстве магистрали нефте- и газопровода, в автомобилестроении и сборке железнодорожного транспорта.

А вот при проведении контактной сварки, детали подсоединяются к электрической цепи сварочного устройства. Сквозь детали происходит разряд электротока низкого напряжения. В результате в зоне соединения элементов вырабатывается значительное количество тепло энергии.

Благодаря ней стык расплавляется и становится пластичным.

   По технике выполнения контактная сварка также бывает разных видов: шовной, стыковой и точечной. При необходимости проведения работы с изделиями листовой конструкции и для достижения сверхпрочного соединения, применяется точечная сварка.

Получить прочное и плотное соединение можно, используя роликовую сварку. Этот вид сварки особенно часто используется для изготовления разного рода резервуаров, баков. Рельсы, стержни, трубы – все это также приходится соединять.

Для этого дела сварщики используют стыковой способ сварки.

   Термитная сварка основывается на применении металлических смесей. Температура горения этой сварки может достигать трех тысяч градусов. Этого достаточно для плотного соединения рельс и деталей больших конструкций вроде судов и кораблей. Под воздействием горения термита образуются жидкий шлак и железо.

Они-то и являются основой для заливки свариваемых стыков деталей. Использование термитной сварки предусматривает создание формы для заливки жидкого шлака и металла. В эту фору необходимо предварительно установить стыки соединительных деталей.

Раскаленные до пластичного состояния стержни сжимаются особым прессом, после чего свариваются.

   В процессе термитной сварки свариваемые детали, имеющие зазор, заформовываются. Площадь сечения свариваемых концов влияет на величину зазоров. Все промежутки заливаются жидким металлом, причем давление здесь не прикладывается. В дуговой сварке температура для расплавления металла происходит за счет выработки электрической дуги.

С помощью высокой скорости, простоты и качественного соединения, электродуговая сварка считается наиболее распространенным видом сварки.

Новые технологии сварки. Комбинированная сварка лазерно-дуговая.

Статья прочитана 730 раз(a).

Источник: http://vashinstrument.ru/osnovnyie-vidyi-svarki-metallov-klassifikatsiya.htm

Сварка металлов

Резка и сварка металлов ─ одни из главных технологических процессов, формирующих материальную основу современной цивилизации. Сегодня сварочные работы выполняются не только в «штатных» условиях, но под водой и даже в космосе.

Что такое сварка металлов

Сварка ─ технологический процесс соединения металла. Цель сварки ─ создать непрерывную связь двух или более деталей посредством сварного соединения, обеспечивающего непрерывность структуры соединяемых металлов. Инструмент достижения этой цели ─ нагрев и/или давление. При этом может использоваться присадочный металл.

Частью сварочных технологий является наплавка ─ формирование с помощью сварки слоя металла на детали для получения желаемых свойств или размеров.

Например, холодная сварка металла ─ один из видов сварки давлением, когда энергоносителем является движение массы. Т. е. сварка с использованием длительного давления, вызывающего значительную пластическую деформацию.

Из истории сварочных технологий. Неторопливое начало и…

Сварка металлов имеет длительную историю.

Возникнув из кузнечного дела, она долгое время шла с ним рука об руку, а кузнецы на протяжении многих веков по совместительству были единственными сварщиками.

Впрочем, вплоть до XIX столетия сварка не была такой ослепительно яркой как сегодня, а сварщики, благодаря неуловимому сходству сварочного щитка и шлема скафандра, не были так похожи на космонавтов.

Кузнечная сварка, благополучно сохранившаяся до наших дней, является ничем иным, как ковкой с подогревом. Используя ее, еще в VIII-VII тысячелетиях до н. э. удавалось соединить в одно целое разрозненные кусочки металла.

И хотя примерно в это же время открыли электрическую (вольтову) дугу ─ это сделал в 1802 г. профессор Петербургской медико-химической академии В. В.

Петров ─ вплоть до второй половины XIX века в сварочных технологиях не происходило ничего примечательного.

…мощный разбег

Но ближе к концу столетия, получив поддержку в виде впечатляющих достижений в области физики, химии, механики и электротехники, сварочные технологии испытали своеобразный взрыв. Словно стремясь наверстать упущенное, они за считанные годы набрали стремительный темп. Начавшийся менее полутора веков назад спурт продолжается и сегодня.

В начале 1880-х гг. был изобретен способ дуговой сварки с применением угольного электрода, а уже в 1888 г. – метод дуговой сварки плавящимся металлическим электродом.

Еще в XIX столетии появляется первый сварочный полуавтомат и клещи для контактной сварки.

На стыке XIX и XX столетий изобретены электроды с покрытием и горелки для реализации газопламенных процессов, внедрена в производство сварка в среде защитных газов.

Газовая сварка металлов, получив мощный импульс новых идей в начале XX столетия, преобладала на протяжении его первой трети. В дореволюционной России на заводах Урала и Украины в эксплуатацию было введено немало газовых постов. С 1911 года газовую сварку начинают применять для изготовления паровых котлов в Петербурге.

К началу XX столетия усилиями ученых и изобретателей создана ацетиленокислородная сварка. За короткое время разработаны технологии получения с ее использованием неразъемных соединений почти всех металлов и сплавов, включая алюминий.

Уже с середины XX столетия начинают стремительно развиваться такие виды сварки как ультразвуковая, лазерная, электронно-лучевая, электрошлаковая, плазменная и другие.

Сварка металлов и неметаллов

Круг соединяемых с помощью сварки материалов охватывает не только приходящие на ум первыми при слове «сварка» металлы.

Сегодня сваривают пластмассу, керамику и даже биологические ткани (с помощью ультразвуковой сварки). И все же в контексте сварки металлы вспоминаются первыми не случайно.

Именно они ─ основные потребители сварочных технологий, а сварка металлов ─ наиболее распространенный вид сварочных работ.

Это и сварка черных металлов (с них сварочные технологии начинали во время своего второго рождения в XIX веке) и сварка цветных металлов (с кузнечной сварки меди они начиналась тысячи лет назад).

Разработаны разнообразные способы сварки металлов, позволяющие сваривать любые полуфабрикаты, добиваясь нужного результата независимо от того, производится сварка тонкого металла или сварка толстого металла.

Свариваемость

И все же, очерчивая круг решаемых с помощью сварочных технологий задач с учетом возможностей существующего оборудования и экономической целесообразности, необходимо принимать во внимание неодинаковую свариваемость различных металлов.

Определение свариваемости дано в «ГОСТ 29273-92. Свариваемость. Определение». Пожалуй, это один из самых коротких ГОСТов, текст которого уместился на половине одной страницы. Но его содержание заслуживает быть процитированным.

Итак, «Металлический материал считается поддающимся сварке до установленной степени при данных процессах и для данной цели, когда сваркой достигается металлическая целостность при соответствующем технологическом процессе, чтобы свариваемые детали отвечали техническим требованиям как в отношении их собственных качеств, так и в отношении их влияния на конструкцию, которую они образуют».

Если говорить менее официально, то под свариваемостью понимают совокупность свойств, определяющих качественные показатели сварных соединений, которые могут отличаться при различных способах сварки: склонность к образованию трещин, пористость, механические свойства, коррозионная стойкость и другие. Так, при сварке плавлением свариваемость зависит от химического состава и структуры металла, его теплопроводности, температуры плавления, плотности.

Виды сварки металла

Согласно «ГОСТ Р ИСО 857-1-2009. Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения» сварка металлов разделяется на два больших сегмента ─ сварку давлением и сварку плавлением.

Сварка металлов давлением осуществляется посредством приложения внешней силы и сопровождается пластическим деформированием сопрягаемых поверхностей. Присадочный металл, как правило, не применяется. Чтобы облегчить получение соединения, иногда сопрягаемые поверхности нагревают.

При сварке плавлением происходит оплавление сопрягаемых поверхностей, поскольку температура сварки металла достигает нескольких тысяч градусов. Приложения внешней силы не требуется. Обычно, но необязательно, добавляется расплавленный присадочный металл.

При более подробной классификации сварочных процессов главным критерием является энергоноситель ─ физическое явление, служащее источником необходимой для сварки энергии. Энергоносителем могут быть твердые тела, жидкости, газы, электрический разряд и электрический ток, излучение, движение массы и т. д.

Примером сварки давлением служит получающая все большее распространение контактная сварка. В частности, точечная контактная сварка, при которой площадь сварной точки в контакте «деталь-деталь» примерно равна площади контактной поверхности электродов.

Повод употребить слова «жидкая сварка для металла» появляется, если энергоносителем служит жидкость.

Пример ─ сварка заливкой жидкого металла между свариваемыми кромками, когда свариваемый узел помещается в сварочную форму, и расплавленный присадочный металл заливается на свариваемые поверхности до образования шва.

Близкий к нему способ ─ термитная сварка, при которой используется энергия экзотермической реакции смеси оксидов металла и измельченного алюминиевого порошка, в результате которой образуется расплавленный присадочный металл.

Отличающаяся «деликатностью» газовая сварка незаменима в целом ряде случаев. Например, когда затруднительна сварка тонкого металла электродом. Она оказывается востребованной, если необходима качественная сварка цветных металлов и сплавов или нержавеющей (высоколегированной) стали.

Еще более распространенным видом сварки является дуговая сварка металла, при которой нагрев осуществляется с помощью электрической дуги. (Иногда говорят «электродуговая сварка металлов», но уточняющее «электро-» в данном случае избыточно).

Если энергоносителем является электрический разряд (в частности, электрическая дуга), это означает, что выполняется сварка металла электродом. Электроды могут быть самыми разными: расходуемыми плавящимися и неплавящимся (вольфрамовыми, угольными); покрытыми (иметь обмазку) и непокрытыми; использоваться по одному или несколько одновременно; штучными и в виде проволоки и т. д.

Впрочем, в качестве защитного газа используют и химически активные газы, например, углекислый.

Роль защиты сварочной дуги от неблагоприятного воздействия атмосферы может выполнять флюс.

В аргонно-дуговую сварку неплавящимся электродом уходит своими корнями появившаяся в 50-х гг. XX столетия плазменная сварка. На первом этапе развития этой технологии в качестве плазмообразующего газа использовался аргон.

Плазменная сварка ─ одна из наиболее рациональных сварочных технологий для алюминиевых сплавов, позволяющая получать качественные соединения толщиной до 20 мм без разделки кромок и дополнительного подогрева.

Примером сварочного процесса, в котором роль энергоносителя отведена излучению (в данном случае монохроматическому когерентному лучу света), является лазерная сварка.

Первые сведения о лазерной сварке металлов относятся к 60-м годам XX столетия. Изготовленные тогда установки предназначались для сварки металлов толщиной 0,1-0,2 миллиметра.

В перспективе лазерная сварка может составить конкуренцию плазменной. Во многом это зависит от того, сколь быстрым будет прогресс в конструировании лазеров.

В настоящее время в технологических лазерах применяются твердотельные и газовые излучатели.

С конца 50-х годов прошлого века начала развиваться электронно-лучевая сварка ─ сварка плавлением, использующая сфокусированный электронный луч.

Ее можно выполнять не только в атмосфере, но и в вакууме Положительное влияние вакуума на качество сварных соединений выражается в том, что значительно ускоряются и облегчаются процессы выхода газов и разрушение оксидов не только в поверхностных, но и внутренних слоях металла.

Кроме того, используется уже упоминавшаяся выше холодная сварка, электрошлаковая сварка (она особенно эффективна при большой толщине свариваемых деталей), сварка взрывом (используется для плакирования стальной поверхности алюминием) и целый ряд других, отработанных или находящихся в стадии изучения технологий.

В сварке нет мелочей

Важное значение для качества и надежности сварных изделий и конструкций имеет не только сам процесс сварки металлов, но и подготовка металла к сварке. Так, например, он чрезвычайно важен в сварке алюминия, учитывая его повышенные теплопроводность и жидкотекучесть, наличие оксидной пленки на поверхности, необходимость ускорения эмиссии водорода из сварного шва и т. д.

Значимая роль в развитии сварочных технологий принадлежит оборудованию. Постоянно совершенствуются аппараты для сварки металла. Один из наглядных тому примеров ─ высокотехнологичные сварочные инверторы.

Сварка металла инвертором ─ компактным, имеющим широкий диапазон настроек, обеспечивающим стабильный ток необходимой силы и напряжения, а, значит, стабильность сварочной дуги, устройством ─ завоевывает все большую популярность.

И не только в профессиональной среде, но и у тех, для кого сварка металла в домашних условиях является хобби.

Хотя своеобразным символом сварочных технологий считается ручная дуговая сварка плавящимся электродом, механизация и автоматизация производственных процессов затронула сварку не меньше, чем другие технические направления. Сегодня сварка металла полуавтоматом и даже автоматами и роботизированным оборудованием используется все чаще, обеспечивая рост производительности и качества сварочных работ.

Сварка металлов уже на протяжении более ста лет остается важнейшей точкой роста технологических возможностей цивилизации. От ее достижений во многом зависит развитие самых разных технических направлений. И таких «возвышенных», как аэрокосмическая отрасль, и привычных, но от этого не менее важных, как например, строительство.

Источник: http://aluart.spb.ru/stati/svarka-metallov.html

Завод металлоконструкций SPARKKING

Сварка плавлением.

Сварка плавлением осуществляется при нагреве сильным пламенем кромок свариваемых деталей, в результате чего кромки в месте соединения расплавляются, сливаются между собой, образуя общую сварочную ванну, в которой происходят некоторые физические и химические процессы.

Сварка давлением.

Сварка давлением осуществляется пластическим деформированием металла в месте соединения под действием сжимающих усилий. В результате, различные загрязнения и окислы на свариваемых поверхностях вытесняются наружу, а чистые поверхности сближаются по всему сечению на расстояние атомного сцепления.

Основные виды сварки:

Ручная дуговая сварка осуществляется покрытыми металлическими электродами. К электроду и свариваемому металлу подводится переменный или постоянный ток (AC или DC) , в результате чего возникает дуга, постоянную длину которой необходимо поддерживать на протяжении всего процесса сварки.

Дуговая сварка под флюсом. Сущность сварки состоит в том, что дуга горит под слоем сварочного флюса между концом голойэлектродной проволоки. При горении дуги и плавлении флюса создаётся газошлаковая оболочка, препятствующая отрицательному воздействию атмосферного воздуха на качество сварного соединения.

Дуговая сварка в защитном газе производится как неплавящимся (чаще вольфрамовым), так и плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом дуга горит между электродом и свариваемым металлом в защитном инертном газе. Сварочная проволока вводится в зону сварки со стороны.

https://www.youtube.com/watch?v=qBf24cIxYuU

Сварка плавящимся электродом выполняется на полуавтоматах и автоматах. Дуга в данном случае возникает между непрерывно подающейся голой проволокой и свариваемым металлом.

В качестве защитных газов применяют инертные (аргон, гелий, азот) и активные газы (углекислый газ, водород, кислород), а также смеси аргона с гелием, углекислым газом или кислородом; углекислого газа с кислородом и др.

Газовая сварка осуществляется путём нагрева до расплавления свариваемых кромок и сварочной проволоки высокотемпературным газокислородным пламенем от сварочной горелки. В качестве горючего газа применяется ацетилен и его заменители (пропан-бутан, природный газ, пары жидких горючих и др.)

Электрошлаковая сварка применяется для соединения изделий любой толщины в вертикальном положении. Листы устанавливают с зазором между свариваемыми кромками. В зону сварки подают проволоку и флюс. Дуга горит только в начале процесса. В дальнейшем после расплавления определённого количества флюса дуга гаснет, и ток проходит через расплавленный шлак.

Контактная сварка осуществляется при нагреве деталей электрическим током и их пластической деформации (сдавливании) в месте нагрева.

Нагрев достигается за счёт сопротивления электрическому току свариваемых деталей в месте их контакта.

Виды контактной сварки:

• стыковой контактной сваркой свариваемые части соединяют по поверхности стыкуемых торцов;

• точечной контактной сваркой соединение элементов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия;

• рельефная контактная сварка осуществляется на отдельных участках по заранее подготовленным выступам – рельефам;

• при шовной контактной сварке соединение элементов выполняется внахлёстку вращающимися дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывистого шва.

Электронно-лучевая сварка. Сущность процесса сварки электронным лучом состоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. При бомбардировке поверхности металла электронами подавляющая часть их кинетической энергии превращается в теплоту, которая используется для расплавления металла.

Для сварки необходимо: получить свободные электроны, сконцентрировать их и сообщить им большую скорость, чтобы увеличить их энергию, которая при торможении электронов в свариваемом металле превращается в теплоту.

Электронно-лучевой сваркой сваривают тугоплавкие и редкие металлы, высокопрочные, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы и стали.

Диффузионная сварка в вакууме имеет следующие преимущества: металл не доводится до расплавления, что даёт возможность получить более прочные сварные соединения и высокую точность размеров изделий; позволяет сваривать разнородные материалы: сталь с алюминием, вольфрамом, титаном, металлокерамикой, молибденом, медь с алюминием и титаном, титан с платиной и т. п.

Плазменной сваркой можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, а также неметаллические материалы.Температура плазменной дуги, применяемой в данном виде сварки, достигает 30 000 C. Для получения плазменной дуги применяются плазмотроны с дугой прямого или косвенного действия.

В плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создаётся между вольфрамовым электродом и соплом, а струя плазмы выделяется из столба дуги в виде факела. Дугу плазменного действия называют плазменной струёй.

Для образования сжатой дуги вдоль её столба через канал в сопле пропускается нейтральный одноатомный (аргон, гелий) или двухатомный газ (азот, водород и другие газы и их смеси). Газ сжимает столб дуги, повышая тем самым температуру столба.

Лазерная сварка. Лазер – оптический квантовый генератор (ОПГ). Излучателем – активным элементом – в ОПГ могут быть: 1) твёрдые тела – стекло с неодимом, рубин и др.; 2) жидкости – растворы окиси неодима, красители и др.

; 3) газы и газовые смеси – водород, азот, углекислый газ и др.; 4) полупроводниковые монокристаллы – арсениды галлия и индия, сплавы кадмия с селеном и серой и др. Обрабатывать можно металлы и неметаллические материалы в атмосфере, вакууме и в различных газах.

При этом луч лазера свободно проникает через стекло, кварц, воздух.

Холодная сварка металлов.

Сущность этого вида сварки состоит в том, что при приложении большого давления к соединяемым элементам в месте их контакта происходит пластическая деформация, способствующая возникновению межатомных сил сцепления и приводящая к образованию металлических связей. Сварка производится без применения нагрева. Холодной сваркой можно получать соединения стык, внахлёстку и втавр. Этим способом сваривают пластичные металлы: медь, алюминий и его сплавы, свинец, олово, титан.

Сварка трением выполняется в твёрдом состоянии под воздействием теплоты, возникающей при трении поверхностей

свариваемых деталей, с последующим приложением сжимающих усилий. Прочное сварное соединение образуется в результате возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями свариваемых деталей.

Сварка ультразвуком. При сварке ультразвуком неразъёмное соединение металлов образуется при одновременном воздействии на детали механических колебаний высокой частоты и относительно небольших сдавливающих усилий. Этот способ применяется при сварке металлов, чувствительных к нагреву, пластичных металлов, неметаллических материалов.

Сварка взрывом основана на воздействии направленных кратковременных сверхвысоких давлений энергии взрыва порядка (100…200) Х 108 Па на свариваемые детали.

основана на нагревании металла пропусканием через него токов высокой частоты с последующим сдавливанием обжимными роликами. Такая сварка может производиться с подводом тока контактами и с индукционным подводом тока.

Источник: http://sparkking.ru/articles/vidi_svarki