Сварка никеля и его сплавов. Сварка никеля толщиной до 5 мм осуществляется без разделки кромок. При толщине иикеля от &до 12 мм применяется V-образная разделка кро­мок, а при толщине более 12 мм — Х-образная разделка кро­мок с углом раскрытия 60—70° и притуплением 2—4 мм в за­висимости ‘От толщины свариваемого металла.

Кромки подготавливают на строгальных или фрезерных станках. Зазоры в собранном под сварку стыке не должны пре­вышать 1,0—1,5 мм. Перед сваркой кромки на 20—30 мм по обе стороны стыка зачищают до металлического блеска и обез­жиривают ацетоном или авиационным бензином.

Из-за высокого электрического сопротивления проволок иа никеля, и особенно его сплавов, вылет электродной проволоки при автоматической и полуавтоматической сварке следует уменьшать в 1,5—2,0 раза по сравнению с вылетом электрода при сварке сталей.

Чтобы предупредить образование пор по линии сплавления, рекомендуемся перед сваркой предварительно подогревать металл до температуры 250—300 °С, а чтобы снизить сварочные напряжения и повысить механические свойства, после сварки изделия подогревают до температуры 250—300 °С с после­дующим охлаждением на воздухе.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка, никеля и его сплавов плавящимся электродом в среде защитных газов про­изводится на постоянном токе обратной полярности и применя­ется для сварки металла толщиной более 5—8 мм. В качестве защитных сред служат аргон высшего сорта, гелий особой или высокой чистоты и их смеси. Повысить качество сварных швов можно введением в аргон до 20 % водорода. Однако использо­вание водорода по условиям техники безопасности во многих случаях значительно затруднено.

Таблица 5.16. Режимы сварки никеля в его сплавов плавящимся электродом в среде защитных газов

Толщина ме­талла, мм

Диаметр элек­тродной про­волоки, мм

Сила сварочного тока, А

Напряжение на дуге, В

Скорость сварки, и/ч

6

2

300—340

‘ 24—26

10

3

360—400

26—28

20—22

14

3

420—460

, 28—30

18—20

18

3

480—500

30—34

17—19

22

4

480—500

30—34

16-18

Сварка выполняется стандартными автоматами или полу­автоматами с горелкой, наклоненной углом вперед на 10— 15° от вертикали, проволоками Н1, НП1, НП2, НМц2,5 или др. Для предупреждения образования пор в шве рекомендуется сварочная проволока, легированная до 3% титаном илиие — большими добавками редкоземельных элементов.

Для предупреждения прожогов и для формирования обрат­ной стороны шва применяются флюсовые подушки или медйые формирующие подкладки. Режимы сварки приведены в табл. 5.16. Расход защитных газов при полуавтоматической сварке составляет 14—*16 л/мин, при автоматической сварке с исполь­зованием горелок типа ТУ — 25—30 л/мин. В случае приме­нения для защиты дуги гелия его расход увеличивается в 1,4—1,6. раза по сравнению с расходом аргона. Начинается и заканчивается сварка на технологических планках с разделкой кромок и толщиной, равной толщине свариваемого метал­ла. —

Механические свойства металла шва и сварных соединений никеля, выполненных плавящимся электродом в среде арго­на: ов = 493,9…520,4 МПа, 6 = 32,1…49,7 %, угол загиба 180°.

Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом произ­водится в среде аргона или гелия без присадочного металла или с присадкой на постоянном токе прямой полярности. Воз­можна также сварка на переменном токе от установок УДГ — 301 и УДГ-501. Расход аргона (л/мин) при сварке 10—12, а гелия I4-1—18. Сварку выполняют преимущественно на мед­ных подкладках справа налево. В" процессе сварки горелку наклоняют на угол 45—65° к оси шва. Вылет вольфрамового- электрода поддерживают 12—15 мм. Присадочный пруток подают впереди движения горелки под углом 25—35° к сва­риваемому металлу. Диаметр неплавящегося электрода в за­висимости от толщины свариваемого металла принимается рав-

ным dэ = 6:2, но не менее 1 мм и не более 6 мм. Сила сварочного тока выбирается из расчета /« = (30…50) da, где dH—диаметр неплавящегося электрода, мм.

Механические свойства металла шва и сварного соеди — нения никеля, выполненных ручной дуговой сваркой неплавя* щимся электродом в среде защитных газов: ов = 444,9… …473,3 МПа, б = 32,3…39,8 %, угол загиба сварного соеди­нения 180°.

Автоматическая сварка никеля марок HI, Н2, НПІ, НП2 и других может также выполняться под керамическим флю­сом ЖН-1 проволоками НІ, НПІ, НП2, НМц2,5 и др. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности на стан­дартных автоматах, обеспечивающих необходимую скорость подачи электродной проволоки и скорость сварки. Режимы ав­томатической сварки никеля и его сплавов приведены в табл. 5.17. Напряжение на дуге 30—34 В.

Механические свойства металла шва и сварных соединений никеля, выполненных под флюсом ЖН-1 5 оа=515,5…534МПа, б = 36,1…51,3 %, угол загиба 180° [2J.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами применяет­ся для никеля толщиной от 2 мм и больше. Сварку выполняют в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности электродами «Прогресс-50», Н-10, Н-37, ИМЕТ-7, ИМЕТ-10 и др. Сила сварочного тока выбирается, из расчета /св = = (25…30) ds. Сварку производят короткой дугой с попереч­ными колебаниями на величину не более трех диаметров элек­трода (по возможности за один проход.) Для предупреждения прожогов металла применяют формирующие пластины, уста­навливаемые с обратной стороны стыка.

Таблица 5.17. Режимы автоматической сварки никеля и его сплавов под керамическим флюсом ЖН-1

Толщина металла, мм

Диаметр

электродной

проволоки,

мм

&-•

а § о £

® о

Скорость сварки, м/ч

Толщина металла, мм

Диаметр элек­тродной про­волока, мм

Силе свароч — ного тока, А

Скорость! сварки, м/ч

3

Ао—360

23—25

3

380—400

19—21

5

4

360—390

26—28

9

4

440—470

22—24

5

380—420

29-31

5

490—530

25—27

3

360—380

21—23

3

400—420

17—19

7

4

400—430

24—26

11

4

480-510

20—22

5

430—470

27—29

5

550—590

23-25

Механические свойства металла шва и сварных соединений никеля, выполненных электродами «Прогресс-50»: о„ = 466,5… …503,7 МПа, 6 = 36,8…42,4 %, угол загиба сварного соеди­нения 180°.

Сварка магниевых сплавов. Для изготовления конструкций используются сплавы магния, обладающие высокой удельной прочностью при сравнительно небольшой массе. Магниевые сплавы недостаточно пластичны, поэтому отбортовка кромок не применяется. Встык магниевые сплавы рекомендуется сва­ривать на формирующих подкладках за один проход с одной стороны.

При сварке металла толщиной 6—20 мм выполняют V-об — разную разделку кромок, при толщине металла более 20’мм — двустороннюю Х-образную разделку. Иногда применяется другая разделка кромок, зависящая от конструктивных осо-‘ бенностей свариваемых изделий.

Перед сваркой детали обрабатывают в следующей после­довательности. Вначале их обезжиривают в ванне состава, г/л: трехзамещенный фосфорнокислый натрий (NasP04 X X 12Н20) — 20—30; углекислый натрий (Na8COa) — 30—50, едкий натр (NaOH) — 20:—50 и жидкое стекло (Na2SiOs) — 3—5. Затем промывают. в проточной горячей воде в течение 0,5—1,0 мин. Защитное покрытие удаляют в ванне, содер­жащей NaOH — 200—300 г/л при температуре 70—80 °С в течение 10—15 мин. Потом идет промывка в проточной воде при температуре 50—60 °С в течение 1—2 мин и промывка в холодной воде. Далее следует химическое травление в ванне состава, г/л: трехокись хрома (СгО,)— 150—200, NaOH — 25—35, фтористый кальций (CaFa) — 2—3. Время травления

1,5— 2,0 мин при температуре 20 °С. Промывка в холодной проточной воде и сушка на воздухе.

Присадочный металл обрабатывается по технологии под­готовки свариваемого металла или подвергается травлению в растворе, содержащем 180 г/л Сг08при температуре 70— 80 °С в течение 4—6 мин. Подготовленные таким образом сва­риваемые детали и электродная проволока могут храниться не более 24 ч. Перед сваркой кромки свариваемых деталей рекомендуется зачищать шабером, особенно после хранения их на открытом воздухе сверх допустимого времени.

Сварку магниевых сплавов выполняют* плавящимся элек­тродом на постоянном токе обратной полярности и неплавя. щимся электродом на переменном токе от установок УДГ. 301, УД Г-501 или по упрощенной схеме, приведенной на рис. 5.5. Находит применение также сварка неплавящимся элек­тродом трехфазной дугой. В качестве защитной среды служит

аргон или гелий. Сварочная проволока используется сходная по составу со свариваемым металлом.

Режимы сварки магния и его сплавов незначительно от­личаются от режимов сварки алюминия и его сплавов [61. После сварки первого шва выбирается корневая часть с обрат­ной стороны стыка, а затем накладывается второй шов. Проч­ность сварного соединения составляет 75—85 % прочности’ основного металла.

Сварка свинца. Низкая температура плавления и незначи­тельная теплопроводность свинца требуют применения неболь­шой погонной энергии сварки. Считают, что сварка свинца может выполняться в любом пространственном положении, однако опыт показывает, что металл ванны при наклоне из­делия более 10—15° стекает и это требует применения специаль­ных мер для обеспечения качественного формирования свар­ных швов. Наиболее приемлемым является нижнее положе­ние, на которое необходимо ориентироваться при выполнении сварки свинцовых изделий.

В связи С. большой плотностью свинца и возможностью провалов ванны применяются передвижные формирующие ‘пла­стины-подкладки. В процессе подготовки свинцовых изделий к сварке для удаления масел и других загрязнений кромки’ протирают бензином или четыреххлористым углеродом, а не­посредственно перед сваркой их зачищают шабером до метал­лического блеска на ширину 20—25 мм.

Сваркасвинца. толщинойдо2мм осуществляется с отбортов­кой кромок высотой, равной толщине свариваемого металла; при толщине свинца до 8 мм — без разделки кромок; при большей толщине производится скос кромок с общим углом раскрытия 60—70° без зазора в стыке и притуплением 3—4 мм в зависимости от конкретных условий. В случае необходимости может выполняться двусторонняя подготовка кромок.

Наиболее часто применяетея сварка свинца угольным электродом, в среде инертных газов плавящимся и неплавя — щимся электродами и. газовая ацетилено-кислородная сварка. При газовой сварке вместо ацетилена могут применяться так­же его заменители, например пропан-бутан, природный газ или пары бензина и керосина.

Флюсами служат (объемные доли, %): расплав стеарина — 80. и канифоли — 20 или уксуснокислого аммония — 30, стеарина —45, канифоли—15 и хлористого аммония—10. В качестве присадки при сварке используется свинцовая про­волока диаметром 3—8 мм или нарезанные полосы из листового свинца. Длина присадки обычно не превышает 300—350 мм. Диаметр присадочной проволоки выбирается равным от 3 мм

Таблица 5.18. Режимы дуговой сварки свинца угольным (графитовым) электродом

Толщийа

свариваемого

металла

Диаметр

электрода

Сила сварочного гона, А.

| Длила дуги, ми

Толщина сва­риваемого металла

Диаметр электрода,

. Сила сварочного тока, А

Ї

В

Ї

1

мм

мм

1—5

5—10

3—6

6—8

18—25

25—40

4—8

6—8

10—15

15—20

6—8

8—10

40—60

60—80

8—10

8—10

при сварке свинца толщиной от 2—3 до 6 мм при толщине свариваемого металла не более 15 мм. При большей толщине свинца диаметр присадочной проволоки составляет 8 мм.

Сварка угольным электродом выполняется на постоянном токе прямой полярности. Режим сварки угольным электродом приведен в табл. 5.18.

В процессе сварки электрод располагается перпендику­лярно или с наклоном на 10—15° от вертикали в сторону дви­жения сварки, а присадочный пруток подается в хвостовую часть ванны под углом 20—30° к свариваемому металлу. Режимы ручной дуговой сварки свинца вольфрамовым электродом в среде защитных газов приведены в табл. 5.19. .

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертных га­зов выполняется малоамперной короткой дугой на постоянном токе прямой полярности.

Газовая ацетилено-кислородная сварка применяется для получения неразъемных соединений свинца толщиной от 1,0 до 30 мм и выше. Сварка выполняется нормальным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. При толщине свинца от 1,0 до 10 мм расход кислорода и ацетилена изменяется от 0,1 до 2,0 л/мин.

Таблица 5.19. Режим ручной сварки свинца вольфрамовым електродом в среде защитных газов

Толщина

свариваемого

металла

Диаметр

электрода

Сила свароч­ного тока, А

Длина дуги, мм

Расход ар­гона , л/мин

мм

1—3

2,0

12—18

1,5—2,0

8—10

3—8

2,0

18—20

1,5—2,0

8—10

8—10

3,0

20—25

2,0—3,0

10—14

10—15

3,0

25—40

3,0—4,0

14—16