Сварка цветных металлов и их сплавов.

Температуры плавления и кипения цветных металлов сравнительно невысоки, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. При сварке сплава 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 оксидами, снижает физико-механические свойства сварного шва. Ухудшает свойства св. шва также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), приводящая 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.

Сравнительно большие коэффициенты линейного расширения и большая литейная усадка приводят к значительным внутренним напряжениям, деформации и образованию трещин в металле шва и околошовной зоне и ведет к разрушению детали.

Для выполнения качественного сварного соединения применяются разные технологические меры, учитывающие особенности каждого материала.

Медь. При температуре 500- 600°С становится хрупкой. Свариваемость сильно зависит от наличия примесей: висмута, сурьмы, мышьяка. Наилучшая свариваемость у чистой электролитической меди.

Расплавленная медь легко окисляется с образованием оксида Cu₂O и легко поглощает H₂ и оксид углерода. При охлаждении выделяются пузырьки паров воды и СО₂, которые не растворяются. Они, расширяясь, создают внутренние напряжения и приводят к образованию межкристаллитных трещин- водородной болезни меди.

РДС меди выполняется угольным или металлическим (медным или из медных сплавов) электродом. Для предохранения от окисления меди применяются флюсы, наносимые на разделку шва и на присадочные прутки.

Сварка листов меди в защитных газах s= 1,5- 20 мм производится постоянным током прямой полярности. (I = 200- 500 A).

Автоматическая сварка меди выполняется под флюсом (U= 38- 40B, I=100A/мм²).

При газовой сварке меди необходимо пламя повышенной мощности. Для уменьшения отвода тепла изделия закрывают листовым асбестом.

Латунь.

Основное затруднение при сварке обусловлено в кипении и интенсивном испарении цинка, пары которого образуют в воздухе ядовитые оксиды. Остальные особенности как у меди.

При газовой сварке нормальным пламенем выделяются пары, приводящие к пористости шва. Поэтому применяют пламя с избытком кислорода.

Бронза.

При сварке рекомендуется предварительный подогрев деталей до Т= 250- 300°С. Допускается легкая проковка сварного шва для улучшения качества наплавленного металла.

Алюминий и его сплавы.

Основные трудности заключаются в наличии на поверхности свариваемых кромок тугоплавкой оксидной пленки, препятствующей сплавлению основного и присадочного металлов. Удаление оксидной пленки производят механическим способом (наждак, металлические щетки, шабрение), химимческим способом (травление) и электролитическим способом (сварка постоянным током обратной полярности или переменным током, катодное распыление).

Следует иметь ввиду, что при нагреве до 400- 500°С прочность Al резко падает и деталь может разрушиться под действие собственного веса.

Титан.

Из-за высокого электрического сопротивления и низкой теплопроводности на сварку надо значительно меньше электроэнергии, чем на сварку алюминия или стали. Основная трудность заключается в большой химической активности Ti при высоких температурах к кислороду, азоту, водороду. Поэтому при сварке необходима хорошая защита от атмосферы не только сварочной ванны, но и всей зоны металла, нагретой свыше 500°С.

Сварка производится в защитных газах неплавящимся электродом и титановой присадочной проволокой, а также под флюсом.

РДС вольфрамовым электродом производится постоянным током прямой полярности (При s= 0,5- 4 мм I= 40- 170A).