11 група    08.05.2020р.   Урок №15-16

ТЕМА №1.  Ручне дугове, газове,                       автоматичне і напівавтоматичне  

          зварювання і наплавлення простих
          і середньої складності деталей, 
          вузлів конструкцій і трубопроводів
          з конструкційних сталей, 
          кольорових металів у нижньому
          та вертикальному положенні шва

Урок №15-16.  Газове зварювання міді та її сплавів.

                            Ручне дугове зварювання алюмінію      

                                                                            

  План

         1.  Газове зварювання міді.

         2. Газове зварювання латуні. 

              3. Газове зварювання бронзи. 

          4. Ручне дугове зварювання алюмінію.

         Домашнє завдання :      І.В. Гуменюк, О.Ф. Іваськів
                                                   Обладнання і технологія газозварювальних робіт

                                                            ст. 111-120

                                                     І.В. Гуменюк, О.Ф. Іваськів

                                                 Технологія електродугового зварювання
                                                           ст. 303-309.

          Корисні посилання:
        

 
         https://www.youtube.com/watch?v=lPtNTGW4Xmw
         https://www.youtube.com/watch?v=ML1TMVbO_kA

         
      Для вивчення теми уроків можна використати підручник, або наступний     матеріал  

1. ГАЗОВЕ ЗВАРЮВАННЯ МІДІ

Труднощі	Способи усунення
Здатність   сильно   окиснюватись	Застосовують спеціальні флюси, які захищають метал від окиснення, розчиняючи оксиди, переводячи їх у шлак
Висока теплопровідність (у 6-7 разів вища, ніж у сталі)	Застосування більш потужного полум'я, ніж при зварюванні сталі
Взаємодія  полум'я  з  оксидом міді і воднем є джерелом утворення дрібних тріщин («воднева хвороба»)	Застосування флюсів для переведення оксидів у легкоплавкі шлаки. Застосування присаджувальних матеріалів, які містять розкиснювачі (Зі, Мп) і мідь із пониженим вмістом кисню (0,01%)
Підвищений  коефіцієнт лінійного  розширення  (в   1,5  рази вищий, ніж у сталі)	Попередній, супровідний підігрів і більш потужне полум'я. (Наконечник вибирають на один-два номери більший, ніж для сталі)
Велика зона термічного впливу призводить до появи деформацій	Збільшують швидкість зварювання
Шкідливий вплив кисню й ацетилену полум'я на метал шва: утворюються пори	Використовують нормальне полум'я
Оксидні шари після зварювання	Проковують шов у гарячому стані
Погіршують зварюваність: бісмут, свинець, сірка, кисень	Використовують флюси, мідь із пониженим вмістом кисню, нормальне полум'я, спеціальний присаджувальний дріт

Послідовність операцій і техніка газового зварювання міді

Стадії процесу	Операції й техніка зварювання	Примітки
Підготовка деталей	Зачистити кромки і прилягаючий метал	Механічним способом або травленням
Підготовка кромок	При товщині до 3 мм — кромки не розчищають. При товщині більше 3 мм — Х-подібне розчищання під кутом 45° з кожної сторони. Притуплення 0,2 від товщини металу.      Тонкі листи зварюють без зазору, більше 6 мм — на графітових і вугільних підкладках	Фрезеруванням, зубилом, наждачним кругом
Складання деталей	Складають у кондукторі та прихвачують короткими швами довжиною 5 мм, відстань між якими 50-100 мм у тонких металах. При складанні великих товщин — довжина прихватів 20-30 мм і відстань між ними 300-500 мм	При зварюванні довгих листів бажано їх не закріпляти прихватками
Встанов- леня деталей під зварювання	Встановити деталі в зоні дії витяжної       вентиляції.       Розташувати в нижньому положенні      під кутом 7-10° до горизонтальної      площини для кращого заповнення       розчищених кромок	При великих зазорах підкладають графітові, вугільні підкладки або просушений азбест
Вибір режиму	Відрегулювати   потужність   полум'я 150-175 л/год на 1 мм товщини для деталей товщиною 3-4 мм і 175-225 л/год на 1 мм товщини для деталей товщиною 8-10 мм. Встановити м'яке нормальне полум'я	Полум'я газів-замінників ацетилену малопридатне через недостатню концентрацію теплоти
Нагрівання і обробка поверхні флюсом	Нанести флюс у вигляді пасти на кромки основного металу і присаджувальний пруток (дріт). Нагріти кромки пальником під прямим кутом до поверхні. Підігріти  кромки  одним  або двома пальниками для компенсації відводу тепла в біляшовну зону	Діаметр присадки вибирають (0,5-0,75) 5, але не більше 8 мм
Утворення           зварного        з'єднання	Розплавити попередньо вибраний присаджувальний   пруток,   розташувавши його над місцем зварювання близько від зварної ванни для зменшення її окиснення. Установити пальник під кутом нахилу до виробу 30-50°,  присаджувального дроту — 30-40°. Розташувати ядро полум'я на відстані 6-10 мм від розплавленого металу.  Виконати зварювання  відновлювальною зоною в один прохід знизу вверх: лівим способом при товщині до 5 мм і правим при більшій товщині. Під час зварювання періодично добавляти флюс безпосередньо в зону зварювання кінцем присадки, безперервно перемішуючи рідкий метал і як можна рідше витягуючи з ванни	Листову мідь товщиною до 5 мм зварюють лівим способом, а більшої товщини — правим. Зварювання міді товщиною більше 10 мм рекомендується одночасно двома пальниками: підігрівним і зварювальним.       Зварювання треба починати з точки, що знаходиться на відстані, рівній 1/3 Довжини шва. Решта 2/3 довжини зварюють у зворотному напрямку. Довгі шви зварюють окремими ділянками
Закінчення   зварювання	Після зварювання шов проковують: при товщині до 5 мм — у холодному стані;  при більшій товщині  —  при 500°С. Виконати  заходи проти швидкого охолодження шва під впливом протягів і притоку холодного повітря. Почистити шов 2%-м розчином азотної або сірчаної кислоти і промити водою для видалення залишків флюсу
Наступна термообробка	Після проковування відпал із нагріванням до 500-550° С і швидке охолодження у воді. Виконують   полум'ям пальника	Застосовують для надання з'єднанню після проковування високої в'язкості, пластичності

2.    ГАЗОВЕ ЗВАРЮВАННЯ ЛАТУНІ

     Таблиця - Основні труднощі при газовому зварюванні латуні та заходи                    їх усунення

   

Основні труднощі	Технологічні прийоми усунення труднощів	Досягнутий результат
Вигорання (випарову­вання) цин­ку	Вести зварювання              окислювальним полум'ям при співвідношенні кис­ню до ацетилену 1,3:1,4	На поверхні утворюється плів­ка оксидів, яка зменшує виго­рання цинку
	Виконувати зварювання лівим способом	Зменшується перегрів металу шва, а значить і випаровуван­ня, тому що полум'я не направ­лене на зварену частину шва
	Використати присадки типу ЛК і ЛКБО	На поверхні утворюється плів­ка шлаку, яка утруднює випа­ровування цинку, але не є пе­репоною для виділення газів
	Застосувати спеціальні флюси	На поверхні ванни утворюється захисна плівка, яка запобігає випаровуванню цинку
	Нагрівати метал не яд­ром полум'я, а на відста­ні 7-10 мм від ванни	Зменшується перегрів і випа­ровування цинку
Поглинання газів і в першу чергу водню розплавленим металом з утворенням пор	Виконувати зварювання окислювальним полум’ям	Залишковий кисень зв’яже вільний водень полум’я і сприятиме ущільненню металу шва
	Застосовувати присадку і флюс на основі бористих з’єднань	На поверхні утворюється шлак, який не припинить виділення водню та інших газів при кристалізації шва
Схильність металу шва і біля шовної зони до утворення тріщин	Легувати шов кремнієм і бором (присадкою)	Зменшення червоноламкості в інтервалі 200-600ºС
	Виконувати багатошарове зварювання ступінчастим і зворотноступінчастим способом	Зменшення червоноламкості в інтервалі 200-600ºС
	Після зварювання піддати низькотемпературному відпалу при 270-300ºС	Зняття залишкових напруг
	Проковування	У холдному стані (до 40% Zn), в гарячому стані (більше 40% Zn) при 650ºС

Підготовка до зварювання така ж сама, як і до зварювання міді. Підготовка кромок при товщині:

 — до 1 мм — з відбортовкою кромок; 

 — від 1 до 5 мм — без скосу кромок; 

 —  від 6 до 15 мм — V-подібна на кут 70-90°;

 — від 15 до 25 мм —  Х-подібна на кут 70-90° з притупленням 2-4 мм.

Потужність полум'я:

 — 100-120 л/год ацетилену на 1 мм товщини металу; 

 — 70 л/год пропан-бутану на 1 мм товщини металу;

— 180 л/год природного газу на 1 мм товщини металу. 

При зварюванні вертикальних і стельових швів потужність зменшують до 30-40л/год ацетилену на 1 мм товщини металу.

Флюси такі ж, як і для міді № 1, 2, 3 (порошкові) і БМ-1, БМ-2 (газоподібні). 

Діаметр присадки визначають так:d = S+1(де S — товщина металу), але не більше 8 мм.

Заварювання дефектів у відливках виконують наконечниками № 3 для відливок до 10 мм і №4 та 5 для більшої товщини.

Пари цинку отруйні, тому зварник повинен працювати в респіраторі.

Ознакою нормального процесу є відсутність видимих парів цинку і наявність назварювальній ванні захисної плівки сірого кольору. 

1.    ГАЗОВЕ ЗВАРЮВАННЯ БРОНЗИ

Газове зварювання алюмінієвих бронз

Основні труднощі при газозварюванні олов'яних бронз — ви­горання легуючих домішок і в першу чергу олова. В розплавлено­му металі від середини його поверхні переміщується легкоплавка складова сплаву, насичена оловом, яка випаровується і утворює білий наліт діоксиду олова навколо шва.

Випаровування олова призводить до збільшення пористості шва і зниження механічних властивостей.

    Таблиця - Послідовність операцій і техніка газового зварювання 

                    олов'яних бронз

Стадії процесу	Операції й техніка зварювання	Примітка
Підготовка де­талей під зва­рювання	Очистити поверхні деталей від забруднень до металевого блиску	Металевою щіткою
Розчищання кромок дефек­ту	Розчистити кромки дефекту зу­билом під У-подібний скіс із ку­том 70-90°	При наскрізному де­фекті скіс виконують із притупленням 3-4 мм. Розчищання кромок таке ж як і для сталі
Встановлення деталей	Встановити деталі в зону дії ви­тяжної вентиляції та розташува­ти в нижньому положенні через високу рідкотекучість бронзи. Встановити під дефект підклад­ки з азбесту або графіту, щоб не витікав метал.	Розташування повин­но забезпечити зва­рювання без канту­вання деталей, нагрі­тих вище 350-400°С при наскрізному де­фекті
	Виконати підформовування місця зварювання із використанням суміші з вогнетривкої глини і сухого піску, замішаних на рідкому склі	При наявності відколів
Вибір режимів зварювання	Відрегулювати строго нормальне м’яке (з низьким тиском кисню) полум’я з розрахунку 70-120 л/год ацетилену на 1 мм товщини деталі	Можливе використання газів-замінників (пропан-бутану, природного газу та ін.), але кращі результати при застосуванні ацетилену
Нагрівання і обробка поверхні флюсом	Нанести флюс на кромки і присаджувальний метал.      Бажаний попередній підігрів до 500-600ºС для зняття напруг	Використовують ті ж флюси, що й для зварювання міді
Зварювання	Розплавити кромки і присаджувальний метал полум’ям, розташувавши мундштук під прямим кутом до поверхні деталі.      Вести нагрівання поверхні відновною зоною, розташувавши ядро на відстані 7-10мм від ванни, щоб не було її перегрівання і вигорання олова.      Заповнити розробку розплавленим металом, добре перемішуючи ванну присадкою і періодично добавляючи флюс для кращого видалення оксидів	Використовують присаджувальний дріт Бр.ОЦ 4-3 і Бр.ОФ 6,-0,4 або прутки (стрічки) з бронзи такої ж марки як і основний метал
Закінчення зварювання і термообробка	Виконати термообробку – відпал. Режим відпалу регламентується вимогами відливок.      Видалити залишки флюсів промиванням шва 2%-м розчином азотної або сірчаної кислоти.      Шви на литій бронзі не проковують	Для виробів із підвищеним вмістом олова рекомендують відпал при 750ºс і гартування при 600-650ºС

Газове зварювання алюмінієвих бронз

Труднощі при зварюванні алюмінієвих бронз зумовлює утво­рювана тугоплавка оксидна плівка (Аl₂0₃). Вона має високу тем­пературу плавлення і осідає на дно ванни. Видалення ЇЇ можливе тільки при використанні спеціальних галоїдних флюсів, які засто­совують для зварювання алюмінію. Наприклад, КМ-1 містить 12-16% фтористого натрію, 20% хлористого натрію, 20% хлорис­того барію, решта — хлористий калій.

Підготовка до зварювання здійснюється так, як і до зварюван­ня олов'яних бронз:

Полум'я нормальне, спосіб зварювання лівий.

Потужність полум'я 120-170 л/год ацетилену на 1 мм товщи­ни металу.

Присадка — зварювальний дріт Бр.АЖМц 10-3-1,5.

Бажаний попередній підігрів до температури 350-400°С.

Зварюють якнайшвидше.

4.    ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЮМІНІЮ

5.    РУЧНЕ ДУГОВЕ ЗВАРЮВАННЯ АЛЮМІНІЮ

Питання для самоконтролю.

1. Назвіть труднощі зварювання алюмінію.

2. Назвіть марки електродів для зварювання алюмінію.

3. Назвіть найпопулярніший спосіб зварювання алюмінію.

4. Назвіть труднощі зварювання міді.

5. Яку термообробку проводять після зварювання міді?

6. Які флюси використовуються при зварюванні латуні?