Контактная сварка меди: Технология сварка меди в домашних условиях полуавтоматом

Содержание

Технология сварка меди в домашних условиях полуавтоматом

Когда разговор заходит о сварке меди, то необходимо понимать, что этот металл обладает уникальными свойствами. А именно: отличной пластичностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью, высочайшей коррозионной стойкостью. Плюс великолепные эстетические качества. Поэтому медь сегодня используется в самых разных сферах. А так как с ней всем приходится встречаться часто, то велика вероятность, что и процессом сварки этого металла будет интересоваться большой круг людей. Поэтому вопрос, а может ли проводиться сварка меди в домашних условиях, сегодня интересует многих.

Особенности сварки меди

Необходимо отметить тот факт, что чем чище медь, тем лучше она сваривается. Но кроме этого на качество процесса влияют и ниже следующие факторы.

  • Как и многие цветные металлы, при соприкосновении с кислородом медь начинает окисляться. Окисел – это тонкая жаропрочная пленка, которая мешает проводить сваривание медных заготовок. Поэтому на стадии подготовки оксидную пленку обязательно удаляют разными способами.
  • Медь обладает очень большим коэффициентом линейного расширения. Он в полтора раза больше, чем у стали. Поэтому при охлаждении происходит сильная усадка. Именно этот фактор негативно влияет на качество шва, в котором во время усадки появляются трещины.
  • В нагретом состоянии медь поглощает водород и кислород. Первый внутри металла после остывания образует поры. Второй окисел на поверхности.
  • При резком нагреве и остывании структура металла меняется. Из мелкозернистой он превращается в крупнозернистую. А это увеличение хрупкости в зоне сварки.
  • Коэффициент теплопроводности у меди в семь раз больше, чем у стали. То есть, при нагреве металл быстро расплавляется, при снижении температуры быстро становится твердым. Резкий переход от одной стадии в другую становится причиной образования внутри дефектов.
  • Текучесть меди. Этот показатель в 2,5 раза больше, чем у стали. При высоком нагреве, а это иногда требуется для сваривания толстых заготовок, полная проплавка с одной стороны практически невозможна. Поэтому сварка меди и ее сплавов проводится по двусторонней технологии. Когда с одной стороны производится полная сварка шва, а с задней стороны окончательно формируется сварочный шов. Кстати, именно текучесть меди осложняет сварку в вертикальном и потолочном положении.
  • Перед тем как варить медь, необходимо понять, что прочность и пластичность материала снижается с повышением температуры. До +200С эти показатели находятся еще в норме, а вот с повышением их значение резко снижается. К примеру, при нагреве в пределах 500-550С пластичность практически падает до нуля. Поэтому высока вероятность появления внутри сварочного шва трещин. При высоком значении тока не стоит проводить двухслойное заполнение зазора между свариваемыми заготовками, даже если детали будут иметь большую толщину. Надо постараться все сделать за один проход.

Как уже было сказано выше, проще всего сваривать чистую медь без примесей или раскисленную, в которой кислорода всего 0,01%. А так как такая медь встречается редко, в основном в промышленности используются ее сплавы, то рекомендуется сварку проводить в защитных газах или флюсах с присадочными материалами, в которые входят раскислители.

А именно: кремний, марганец, алюминий и прочие добавки. Кстати, сварку меди электродами (расплавляющимися) также можно проводить. Единственно – это, чтобы в стержень входили раскислители, о которых было упомянуто выше.

Ручная дуговая сварка медных сплавов

Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.

Технология сварки меди заключается в следующем.

  • Производится очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений, для чего используется любой растворитель.
  • Затем счищается оксидная пленка с помощью железных щеток, наждачки или другим абразивным инструментом.
  • Далее производится сам процесс сваривания электродом.

Но так как толщина медных деталей может варьироваться в больших пределах, то и сам режим сварки будет отличаться. К примеру, для соединения заготовок толщиною 6-12 мм, необходимо разделать кромки так, чтобы образовался V-образный зазор.

При этом угол между кромками должен быть в пределах 60-70°. Если используется двусторонняя сварка, то угол можно уменьшить до 50°. Зазор между деталями создается путем сдвига заготовок, чтобы между ними образовалась щель шириною 2,5% от длины самого сварочного шва.

Если раздвижение деталей не производится, то необходимо провести их прихватку. Прихватка проводится неполным проваром шва длиною по 30 мм через каждые 300 мм. При этом должен сохраняться зазор размером 2-4 мм. При самой сварке меди инвертором, доходя до прихватки, ее необходимо удалить, сбив любым ударным инструментом. Потому что двойной провар меди приведет к изменению ее структуры и появлению дефектов внутри сварочного шва.

Если свариваемый металл имеет толщину больше 12 мм, то лучше использовать Х-образную разделку кромок, а соответственно и двустороннюю обварку. Если по каким-то причинам использовать данную разделку невозможно, то можно использовать V-образную. Правда, придется полностью заполнять зазор, на что уйдет больше электродов и времени.

Полезные советы

  • Стыковые соединения варить лучше на подкладках, которые будут понижать температуру в зоне сварки и не давать металлу утекать сквозь зазор. Здесь можно использовать подкладки стальные, медные, графитовые и другие. Ширина подкладки 40-50 мм.
  • Перед сваркой меди электродом необходимо кромки подогреть до 300-400С.
  • Стержень электродов, используемых для сварки медных сплавов, должен изготавливаться из меди или бронзы с легирующими добавками (кремний, марганец и так далее).

Ручная аргонодуговая сварка

Сварка меди аргоном – это еще один вариант соединения медных заготовок. Для этого используется постоянный ток прямой полярности, вольфрамовый неплавящийся электрод и присадочный материал из меди, бронзы или медно-никелевого сплава марки МНЖКТ.

Перед началом работ кромки стыка прогревают до 800С. Сварку ведут справа налево, присадочный пруток впереди горелки. Дуга короткая.

Сваривание угольными и графитовыми электродами

Эта разновидность сварки медных сплавов применяется редко.

Угольные электроды используются при соединении заготовок толщиной до 15 мм, графитовые больше данной величины. Режим сварки:

  • Ток постоянный.
  • Полярность прямая.
  • Присадочный стержень в сварочную ванну не погружают. Расстояние 5-6 мм.
  • Процесс производится в защитном флюсе. Его наносят на присадочный стержень, который предварительно обмакивается в жидкое стекло.
  • Зазор – 0,5 мм.
  • Используется подкладка асбестовая или графитовая.
  • Медь толщиною до 5 мм варится без предварительного подогрева.
  • Сваривание необходимо проводить за один проход.

Сварка меди и алюминия

Два этих металла можно сварить двумя способами: контактной сваркой и замковым соединением. В первом случае необходимо учитывать, что алюминиевый материал обладает низшей температурой плавления, чем медь. Поэтому при стыковке нужно алюминиевую заготовку брать длиною больше, на поправку плавления.

При сварке рекомендуется проводить обдув зоны сваривания, используя для этого азот.

Воздух здесь не пойдет, он тут же будет образовывать оксидную пленку. Если свариваются медные и алюминиевые трубки, то их необходимо надеть на стержень, состыковав в одной точке.

Замковое соединение – это когда на пластину из алюминия накладывается плоская деталь из меди. При этом производится сварка медной заготовки по периметру. При этом ширина шва должна быть равна толщине медной накладки. Процесс проводится с использованием графитовых вставок, которые и будут формировать шов соединения.

Сварка меди со сталью

Варить медь со сталью сложно, но можно. Для этого используются все те же методы, что и при сварке двух стальных заготовок. Единственное, на что необходимо обратить внимание, это разная температура плавления металлов. Поэтому при формировании кромок нужно кромку стальную делать более длиной (в 3,5 раза) и тонкой, чтобы в процессе сварки тонкий металл начинал быстрее плавиться.

Если сварка производится угольными электродами, то процесс проводится на постоянном токе прямой полярности. Длина дуги 14-20 мм, ее напряжение 40-55 вольт, а сила тока 300-550 ампер. Сварка проводится в защитном флюсе, который имеет точно такой же состав, как и при сварке медных сплавов. Сам флюс засыпается в зазор между заготовками.

Иногда встречаются ситуации, когда надо приварить медную шпильку к стальной детали. Для этого нужно применять обратную полярность, сам процесс проводится под флюсом без предварительного прогрева кромок. Стальные шпильки к медным деталям привариваются плохо, поэтому на шпильку надевают в натяг медное кольцо, которое и приваривается к медной заготовке.

Вот такие способы сварки медных сплавов и заготовок, которые сегодня применяются в промышленности и в домашних мастерских. Обязательно посмотрите видео, размещенное на этой странице сайта.

Поделись с друзьями

1

0

0

0

Сварка меди — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Сварка меди — сварка изделий из меди и ее сплавов. {\circ }C}}\ 2Cu_{2}O}}}

Наличие закиси приводит к образованию горячих трещин после сварки. Проявление «водородной болезни меди» обусловлено тем, что при химическом соединении водорода с кислородом образуется стремящийся расшириться водяной пар, что, в свою очередь, приводит к трещинам в металле шва.

Медь имеет высокую тепло-[1] и электропроводность. Теплопроводность меди в 6—7 раз превышающей теплопроводность стали, она имеет также хорошую жидкотекучесть в расплаве.

Удельная электропроводность меди при 20 °C: 55,5-58 МСм/м[2].

Свариваемость меди максимальна в отсутствие примесей. Примеси свинца, мышьяка и др. затрудняют сварку. При сварке медь не должна загрязняться примесями. Металлы в примеси с медью - хром, марганец, железо и др. способствуют повышению прочности шва.

Особенности сварки

Сварка меди и сплавов может проводиться газовой сваркой. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами возможно загрязнение металла шва легирующими компонентами. Из-за большой теплопроводности меди при дуговой сварке надо применять больший ток.

Поскольку при сварке образуется закись меди, то сварку надо проводить быстро, со скоростью около 0,25 м/мин. Для сварки меди толщиной от 6 мм используют предварительный подогрев заготовок.

Особенности дуговой сварки трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава. Основные типы, конструктивные элементы и размеры соединений из меди и медно-никелевого сплава описаны в ГОСТ 16038-80.

Разнородная сварка

При сварке меди с алюминием возможно образование хрупкой интерметаллической фазы.

Сварка двух металлов проводится вольфрамовым электродом в аргоне по слою флюса. Перед сваркой проводится очистка свариваемых поверхностей, наносится слой покрытия, активирующего поверхность металлов и улучшающего смачиваемость поверхности меди алюминием. Чаще используется покрытие цинком гальваническим методом. При сварке дугу смещают на медь, как более теплопроводный металл. В качестве присадочного материала используются алюминиевые прутки[3].

См. также

Литература

Николаев Г. А. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. М.: Машиностроение, 1978.

Ссылки

Примечания


Точечная сварки своими руками - как сделать контактный сварочный аппарат из микроволновки или аккумулятора

В быту используются аппараты дуговой сварки. Такие приспособления легко отыскать в свободной продаже, и они имеют относительно невысокую стоимость. Однако возникают ситуации, когда может понадобиться контактная сварка. Это устройство имеет достаточно высокую стоимость, а его покупка может быть нерентабельной. Чтобы сэкономить точечную сварку изготавливают своими руками.

Особенности и принцип работы

Работает точечная сварка с помощью мощного кратковременного электрического импульса, подаваемого на электроды с инвертора. Детали нагреваются до температуры своего плавления, затем они соединяются между собой. На месте состыковки остается прочный сварной шов, возникший между двумя электродами. Особенность работы заключена в том, что место точечной сварки, ограничивается диаметром используемого электрода.

Перед объединением двух металлических частей, их плотно прижимают друг к другу. После контактной сварки, их требуется продержать под давлением.

Точечная сварка позволяет сваривать металл на небольших участках корпуса авто, при проведении кузовных работ, спаивать между собой провода и небольшие детали, ремонтировать электронику.

Как сделать точечную сварку своими руками из микроволновки

Мини-аппарат контактной сварки делают своими руками из некоторых запчастей микроволновки. Для самодельного агрегата потребуется извлечь следующие компоненты:

  1. Трансформатор.
  2. Выключатель.
  3. Сетевой шнур.

Извлечение трансформатора

Отделение трансформатора от микроволновки выполняется по следующему алгоритму:

  • Разбирается СВЧ печь.
  • Удаляются все крепления.
  • Снимается трансформатор с посадочного места.
  • Демонтируются детали микроволновки, необходимые для создания прибора для выполнения точечной сварки

Извлеченный трансформатор имеет мощность 700-800 Вт. Этого достаточно для обеспечения соединения металлических листов толщиной до 1 миллиметра. Для изготовления более мощного аппарата точечной сварки, проводят модернизацию этой детали.

На трансформаторе первичная и вторичная обмотки отличаются по толщине и количеству витков. Вторичную обмотку с детали убирают с помощью зубила и молотка. При этом все операции проводятся аккуратно, в противном случае можно повредить магнитопровод. В этом случае, трансформатор будет испорчен.

Вместо демонтированной обмотки используют провод, толщина которого не менее 1 см. Вокруг сердечника нужно намотать 2-3 оборота. Такая несложная модернизация позволяет увеличить напряжение тока на выходе до 1000 А.

Для точечного сварочного аппарата с повышенной мощностью используют два соединенных модернизированных трансформатора.

Модернизации трансформатора

При создании точечной сварки из микроволновки необходима модернизация сварочного трансформатора:

  • При демонтаже вторичной обмотки, можно обнаружить ограничительные шунты. Их также снимают.
  • Чем меньше будет создано витков новой вторичной обмотки, тем меньше будет сопротивление провода, и больше сила тока. Кабель не должен быть чрезмерно длинным.
  • При намотке нового провода вторичной обмотки, могут возникнуть трудности из-за толстой изоляции. Следует позаботиться о замене стандартного прорезиненного изоляционного слоя на изоленту, имеющую тканевую основу. Такой провод должен обеспечивать выходное напряжение в 2В, а силу кратковременного тока в 800А.
  • От правильного соединения двух трансформаторов, зависит работоспособность точечного аппарата. Элементы соединяют в цепь. Необходимо правильно соединить первичные и вторичные обмотки трансформаторов. Это можно сделать с помощью специальных маркировок. Если они отсутствуют, тогда предстоит сделать замеры при помощи вольтметра.
  • Схема аппарата точечной сварки, используемого в домашних мастерских, подразумевает создание устройства мощностью не более 2000А. В противном случае, возникнет нагрузка на домашнюю сеть, что приведет к перебоям с электричеством. Также данная схема подразумевает проверку силы тока, и наличия коротких замыканий с помощью амперметра.

После создания электрической части, монтируют заземление и выключатель точечного сварочного аппарата. Деталь берут с микроволновки. Далее изготавливают корпус, рычаги, держатели  и электроды.

Создание электродов

Электроды для точечной сварки участвуют в подаче тока, выполняют прижимную функцию и отводят лишнее тепло. Для создания этих комплектующих, используют медь, этот материал устойчив к механическим и химическим воздействиям (основной металл имеет примеси в виде 0,7% хрома, и 0,4% цинка). Из различных роликов в интернете, можно получить подробную информацию о металлах, пригодных для создания электродов.

Клещи для свариваемых материалов, различаются в зависимости от типа обрабатываемого металла. Так, наконечники, выполненные из медных пластин, и имеющие плоскую рабочую поверхность, подойдут для соединения обычных сталей. Контактная сварка алюминия, меди, и высокоуглеродистых, легированных сталей, выполняется с помощью электродов со сферической рабочей поверхностью. Для осуществления соединения в труднодоступных местах, используют фигурные электроды.

Электроды должны иметь плотную фиксацию на держателе. Для этого посадочным частям придают форму конуса, а на некоторых – монтируют резьбу.

Диаметр электрода должен быть минимум в два раза больше толщины стыкуемых деталей.

Изготовление держателя

Самодельный аппарат точечной сварки оснащается рычагами управления. Их можно сделать из высокопрочного пластика или дерева. Для поднятия рычагов, используют обычную резинку, на концах деталей устанавливают крепления для электродов. Держатели не прикручивают к аппарату, а это связано с тем, что в некоторых случаях, для выполнения контактной сварки, нужно будет использовать каждый элемент по отдельности. Рычаги фиксируются с помощью отвертки или гвоздя.

Точечная сварка из аккумулятора

При создании, точечной сварки так же используют автомобильные аккумуляторные батареи. Такое приспособление применяют при спаивании батарей, и соединении мелких деталей при ремонте электроники. Конструкция контактного сварочного аппарата, состоит из источника питания, реле, специальной колодки и двух медных проводов. Рабочие концы проводов зачищают, они выступают в роли электродов.

Ремонт электроники, проведение сложных кузовных работ, подразумевают использование точечной сварки. Сварочный шов получается прочным, а небольшая рабочая область позволяет проводить контактную сварку мелких деталей. Однако серийный аппарат контактной сварки стоит достаточно дорого. Рентабельно создать точечную сварку из микроволновки или сварочного аппарата своими руками. При соблюдении всех нюансов конструирования и техники безопасности, получится работоспособное устройство, способное скреплять листы металла толщиной до 5 миллиметров.

Aufhauser - Техническое руководство - Процедуры сварки меди

Введение

Медь и медные сплавы являются важными инженерными материалами из-за их хорошей электрической и теплопроводности, коррозионной стойкости, износостойкости металла по металлу и отличительного эстетического вида.

Медь и большинство медных сплавов можно соединять сваркой, пайкой и пайкой.В этом разделе мы поговорим о различных медных сплавах и дадим некоторые рекомендации о том, как соединить эти металлы без ухудшения их коррозионных или механических свойств и без появления дефектов сварных швов.

Основные группы медных сплавов

Чистая медь: 99.Минимальное содержание меди 3%.
Медь обычно поставляется в одной из трех форм:

  1. Бескислородная медь
  2. Кислород-подшипник медь (жесткий шаг и огневого рафинирования сорта) - примеси и остаточное содержание кислорода в кислородно-подшипникового меди может вызвать пористость и другие разрывы, когда эти котлы приварены или припаяны
  3. Медь раскисленная фосфором

Сплавы с высоким содержанием меди: (a) Медь, свободная механической обработкой - для улучшения обработки могут применяться низколегированные добавки серы или теллура. Эти сорта считаются несвариваемыми из-за очень высокой склонности к растрескиванию. Сварочные котлы соединяются пайкой и пайкой.
(b) Осаждение - отверждаемые медные сплавы - небольшие добавки бериллия, хрома или циркония могут быть добавлены к меди, а затем подвергнуты термообработке с дисперсионным твердением для улучшения механических свойств. Сварка или пайка этих сплавов приведет к износу открытой поверхности, что приведет к ухудшению механических свойств.

Медно-цинковые сплавы (латунь): Медные сплавы, в которых цинк является основным легирующим элементом, обычно называют латунными. Латунь бывает кованой и литой, при этом литые изделия обычно не такие однородные, как кованые. Добавление цинка к меди снижает температуру плавления, плотность, электрическую и теплопроводность, а также модуль упругости. Добавки цинка увеличивают прочность, твердость, пластичность и коэффициент теплового расширения. Латунь можно разделить на две свариваемые группы: с низким содержанием цинка (до 20% цинка) и с высоким содержанием цинка (30-40% цинка). Основные проблемы, возникающие с латунью, связаны с улетучиванием цинка, которое приводит к образованию белых паров оксида цинка и пористости металла шва. Сплавы с низким содержанием цинка используются для изготовления ювелирных изделий и монет, а также в качестве основы для золотых пластин и эмали. Сплавы с более высоким содержанием цинка используются там, где важна более высокая прочность. Применения включают сердечники и баки автомобильных радиаторов, светильники, замки, водопроводную арматуру и цилиндры насосов.

Медно-оловянные сплавы (фосфорная бронза): Медные сплавы, содержащие от 1% до 10% олова. Эти сплавы доступны в деформируемой и литой формах. Эти сплавы подвержены горячему растрескиванию в напряженном состоянии. Следует избегать использования высоких температур предварительного нагрева, большого количества подводимого тепла и медленных скоростей охлаждения. Примеры конкретных применений включают опоры мостов и расширительные пластины и фитинги, крепежные детали, химическое оборудование и компоненты текстильного оборудования.

Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевая бронза): Содержат от 3% до 15% алюминия со значительными добавками железа, никеля и марганца. Обычные области применения сплавов алюминия и бронзы включают насосы, клапаны, другую водную арматуру и подшипники для использования в морских и других агрессивных средах.

Медно-кремниевые сплавы (кремниевая бронза): Доступны как кованые, так и литые. Кремниевая бронза имеет важное промышленное значение благодаря своей высокой прочности, отличной коррозионной стойкости и хорошей свариваемости.Добавление кремния к меди увеличивает прочность на разрыв, твердость и скорость наклепа. Бронза с низким содержанием кремния (1,5% Si) используется в линиях гидравлического давления, теплообменных трубках, морском и промышленном оборудовании и крепежных изделиях. Бронза с высоким содержанием кремния (3% Si) используется для аналогичных применений, а также для химического технологического оборудования и судовых гребных валов.

Медно-никелевые сплавы: Медно-никелевые сплавы, содержащие 10-30% Ni, обладают умеренной прочностью, обеспечиваемой никелем, который также улучшает стойкость меди к окислению и коррозии.Эти сплавы обладают хорошей формуемостью в горячем и холодном состоянии и производятся в виде плоского проката, труб, прутков, труб и поковок. Общие области применения включают пластины и трубки для испарителей, конденсаторов и теплообменников.

Медно-никель-цинковые сплавы (никель-серебро): Содержат цинк в диапазоне 17% -27% вместе с 8% -18% никеля. Добавление никеля делает эти сплавы внешне серебряными, а также увеличивает их прочность и коррозионную стойкость, хотя некоторые из них подвержены децинкованию и могут быть подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Конкретные области применения включают оборудование, крепеж, детали оптики и камеры, травильный инвентарь и пустотелые изделия.


Свариваемость меди и медных сплавов

Сварочные процессы, такие как газовая дуговая сварка металла (GMAW) и газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), обычно используются для сварки меди и ее сплавов, поскольку при сварке материалов с высокой теплопроводностью важен высокий локальный подвод тепла.Можно использовать ручную дуговую сварку металла (MMAW) меди и медных сплавов, хотя качество не такое хорошее, как при сварке в среде защитного газа. Свариваемость меди варьируется в зависимости от марки чистой меди (а), (б) и (в). Высокое содержание кислорода в меди с твердым пеком может привести к ожогу в зоне термического влияния и пористости металла шва. Медь, раскисленная фосфором, более поддается сварке, и ее пористость можно избежать за счет использования присадочной проволоки, содержащей раскислители (Al, Mn, Si, P и Ti).Тонкие секции можно сваривать без предварительного нагрева, хотя более толстые секции требуют предварительного нагрева до 60 ° C. Медные сплавы, в отличие от меди, редко требуют предварительного нагрева перед сваркой. Свариваемость значительно различается для разных медных сплавов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить выполнение правильных процедур сварки для каждого конкретного сплава, чтобы снизить риски дефектов сварки.

2.1 Конструкции сварных швов для соединения меди и медных сплавов:
Рекомендуемые конструкции соединений для сварки меди и медных сплавов показаны на рисунках ниже.Из-за высокой теплопроводности меди конструкции швов шире, чем у стали, что обеспечивает адекватное сплавление и проплавление.

Рисунок 1: Конструкции соединений для GTAW и дуговой сварки экранированного металла меди

ПРИМЕЧАНИЕ A = 1,6 мм, B = 2,4 мм, C = 3,2 мм, D = 4,0 мм, R = 3,2 мм, T = толщина

Рисунок 2: Конструкции шарниров для GMAW меди

ПРИМЕЧАНИЕ A = 1. 6 мм, B = 2,4 мм, C = 3,2 мм, R = 6,4 мм, T = толщина

2.2 Подготовка поверхности:
Перед сваркой область сварного шва должна быть чистой и свободной от масла, жира, грязи, краски и оксидов. Обработка проволочной щеткой бронзовой проволочной щеткой с последующим обезжириванием подходящим чистящим средством. Оксидную пленку, образовавшуюся во время сварки, также следует удалять проволочной щеткой после каждой наплавки.

2.3 Предварительный нагрев:
Сварка толстых медных секций требует сильного предварительного нагрева из-за быстрой передачи тепла от сварного шва в окружающий основной металл. Большинство медных сплавов, даже в толстых сечениях, не требуют предварительного нагрева, поскольку коэффициент температуропроводности намного ниже, чем у меди. Чтобы выбрать правильный предварительный нагрев для конкретного применения, необходимо учитывать процесс сварки, свариваемый сплав, толщину основного металла и, в некоторой степени, общую массу сварного изделия. Алюминиевая бронза и медно-никелевые сплавы не следует предварительно нагревать. Желательно ограничить нагрев как можно более локализованной областью, чтобы избежать попадания слишком большого количества материала в температурный диапазон, который приведет к потере пластичности. Также важно обеспечить поддержание температуры предварительного нагрева до завершения сварки стыка.


Газовая дуговая сварка (GMAW) меди и медных сплавов

3.1 GMAW меди:
Электроды из меди ERCu рекомендуются для GMAW меди. Aufhauser Deoxidized Copper - это универсальный сплав меди с чистотой 98% для GMAW меди. Требуемая газовая смесь будет во многом определяться толщиной свариваемого медного участка. Аргон обычно используется для диаметров 6 мм и менее. Смеси гелия с аргоном используются для сварки более толстых участков. Наплавочный металл следует наносить с помощью бусинок стрингера или валиков узкого переплетения с использованием распылительного переноса.В таблице 1 ниже приведены общие рекомендации по процедурам GMAW меди.

Таблица 1: Типичные условия для ручного GMAW
Толщина металла (мм) Совместная конструкция * Диаметр электрода (мм) Температура предварительного нагрева Сварочный ток (А) Уровень напряжения Расход газа (л / мин) Скорость перемещения (мм / мин)
1.6 А 0,9 75 ° С 150-200 21–26 10-15 500
3,0 А 1. 2 75 ° С 150-220 22–28 10-15 450
6.0 B 1,2 75 ° С 180–250 22–28 10-15 400
6.0 B 1,6 100 ° С 160–280 28-30 10-15 350
10 B 1. 6 250 ° С 250-320 28-30 15-20 300
12 С 1,6 250 ° С 290-350 29-32 15-20 300
16 + C, D 1.6 250 ° С 320-380 29-32 15-25 250

* см. Рисунок 2


Рекомендуемые защитные газы для GMAW меди и медных сплавов:
  • Марка аргона
  • Ar +> 0-3% O 2 или эквивалентный защитный газ
  • Ar + 25% He или эквивалентный защитный газ
  • He + 25% Ar или эквивалентный защитный газ

Подробнее см. Руководство по защитному газу .


3,2 GMAW медно-кремниевых сплавов:

Сварочные материалы типа ERCuSi-A плюс аргонная защита и относительно высокие скорости перемещения используются в этом процессе. Aufhauser Silicon Bronze - провод на основе меди, рекомендованный для GMAW медно-кремниевых сплавов. Важно убедиться, что оксидный слой удаляется проволочной щеткой между проходами. В предварительном нагреве нет необходимости, а температура между проходами не должна превышать 100 ° C.

3.3 GMAW медно-оловянных сплавов (фосфорная бронза):

Эти сплавы имеют широкий диапазон затвердевания, что дает крупнозернистую дендритную структуру. Поэтому во время сварки необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить растрескивание металла шва. Горячее упрочнение металла шва снизит напряжения, возникающие при сварке, и вероятность образования трещин. Сварочную ванну следует сохранять небольшого размера, используя стрингеры при высокой скорости движения.


Газо-вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) меди и медных сплавов

4.1 GTAW меди:

Медные профили толщиной до 16,0 мм можно успешно сваривать с использованием процесса GTAW. Типовые конструкции шарниров показаны на рис. 1 . Рекомендуемая присадочная проволока - это присадочный металл, состав которого аналогичен составу основного металла. Для секций толщиной до 1,6 мм предпочтительным является защитный газ аргон, тогда как смеси гелия предпочтительнее для сварки секций толщиной более 1,6 мм.

По сравнению с аргоном смеси аргона и гелия обеспечивают более глубокое проплавление и более высокие скорости перемещения при том же сварочном токе.Смесь 75% He / 25% Ar обычно используется для обеспечения хороших характеристик проплавления гелия в сочетании с легким зажиганием дуги и улучшенными характеристиками стабильности дуги аргона. Для GTAW меди с бусинами стрингера или бортами с узким переплетением предпочтительнее использовать переднюю сварку. Типичные условия для ручной GTAW меди показаны в таблице 2 ниже.

Таблица 2: Типичные условия для ручной GTAW
Толщина металла (мм) Совместная конструкция * Защитный газ Тип вольфрама и сварочный ток
Диаметр сварочного стержня (мм) Температура предварительного нагрева Сварочный ток (А)
0. 3-0,8 А Аргон Ториед / DC- 15-60
1,0–2,0 B Аргон Ториед / DC- 1.6 40–170
2,0-5,0 С Аргон Ториед / DC- 2,4 - 3,2 50 ° С 100-300
6.0 С Аргон Ториед / DC- 3,2 100 ° С 250–375
10,0 E Аргон Ториед / DC- 3. 2 250 ° С 300-375
12,0 D Аргон Ториед / DC- 3,2 250 ° С 350-420
16.0 F Аргон Ториед / DC- 3,2 250 ° С 400–475

* см. Рисунок 1


4.2 Газовая вольфрамовая дуговая сварка медно-алюминиевых сплавов:

Присадочный стержень ERCuAl-A2 может использоваться для GTAW сплавов алюминия и бронзы. Переменный ток (AC) с защитой аргоном может использоваться для обеспечения действия по очистке дуги, что способствует удалению оксидного слоя во время сварки. Отрицательный электрод постоянного тока (DC-) со сварочными смесями аргона или аргона с гелием может использоваться в приложениях, требующих более глубокого проплавления и более высокой скорости перемещения. Предварительный нагрев требуется только для толстых секций.

4.3 Газовая вольфрамо-дуговая сварка кремний-бронзы:

Пруток из кремниевой бронзы Aufhauser (ERCuSi-A) может использоваться для сварки кремниевой бронзы во всех положениях.Также можно использовать сварочный пруток из алюминиевой бронзы ERCuAl-A2. Сварка может выполняться на постоянном токе с использованием аргона или аргон / гелий, либо на переменном токе с использованием защитного газа аргона.


Ручная металлическая дуговая сварка (MMAW) меди и медных сплавов

5. 1 MMAW меди:

MMAW обычно используется для обслуживания и ремонтной сварки меди, медных сплавов и бронз. Электрод Aufhauser PhosBronze AC-DC (ECuSn-C) может использоваться в следующих целях:

  • Мелкий ремонт относительно тонких профилей
  • Соединения угловые с ограниченным доступом
  • Сварка меди с другими металлами

Конструкции шарниров должны быть аналогичны показанным на Рисунок 1 .Положительный электрод постоянного тока (DC +) должен использоваться с техникой стрингера. Сечения более 3,0 мм требуют предварительного нагрева до 250 ° C или выше.

5.2 Ручная дуговая сварка медных сплавов металлом:

Aufhauser PhosBronze AC-DC (ECuSn-C) может использоваться для сварки медно-оловянных и медно-цинковых сплавов. Требуются большие стыковые углы, и наплавка металла шва должна производиться методом стрингера.

Таблица 3: Рекомендации по MMAW латуни и фосфорной бронзы
Медный сплав Рекомендуемый код электродов AWS Сварочный электрод Aufhauser Полярность электрода Совместное проектирование
Латунь ECuSn-A или ECuSn-C Aufhauser PhosBronze AC-DC DC + C дюйм Рисунок 1
Фосфорная бронза ECuSn-A или ECuSn-C Aufhauser PhosBronze AC-DC DC + C дюйм Рисунок 1


Пайка меди и медных сплавов

Принцип пайки заключается в соединении двух металлов сплавлением с присадочным металлом. Наплавочный металл должен иметь более низкую температуру плавления, чем основные металлы, но выше 450 ° C (при пайке используется присадочный металл с температурой плавления менее 450 ° C). Обычно требуется, чтобы присадочный металл попадал в узкий зазор между деталями за счет капиллярного действия.

Пайка широко используется для соединения меди и медных сплавов, за исключением алюминиевых бронз, содержащих более 10% алюминия, и сплавов, содержащих более 3% свинца. Пайка меди широко используется в электротехнической промышленности, а также в строительстве и в областях HVAC.

Для достижения надлежащего сцепления во время пайки необходимо учитывать следующие моменты:

  • Поверхности стыков чистые, без оксидов и т.п.
  • Обеспечение правильного зазора шва для конкретного припоя припоя
  • Создание правильной схемы нагрева, при которой присадочный металл течет вверх по температурному градиенту в стык
6. 1 Подготовка поверхности:

Стандартные процедуры обезжиривания с использованием растворителя или щелочи подходят для очистки неблагородных металлов, содержащих медь. Необходимо соблюдать осторожность, если для удаления поверхностных оксидов используются механические методы. Для химического удаления поверхностных оксидов следует использовать соответствующий травильный раствор.

6.2 Соображения по конструкции соединения:
  • Расстояние между соединяемыми соединениями должно контролироваться в пределах определенных допусков, которые зависят от используемого припоя и основного металла.Оптимальный зазор между стыками обычно составляет от 0,04 до 0,20 мм.
  • Обычно достаточно перекрытия стыка, в три или четыре раза превышающего толщину самого тонкого соединяемого элемента. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньше материала для достижения желаемой прочности.

Рисунок 3: Общая конструкция соединения для серебряной пайки

6.3 Регулировка пламени

Используйте нейтральное пламя. Нейтральное пламя - это когда равные количества кислорода и ацетилена смешиваются с одинаковой скоростью. Белый внутренний конус четко очерчен и не имеет дымки.

6.4 Удаление флюса:

Если использовался флюс, остатки необходимо удалить одним из следующих методов:

  • A Разбавление в горячей каустической соде
  • Очистка проволочной щеткой и ополаскивание горячей водой
  • Проволочная щетка и пар
Неполное удаление флюса может вызвать слабость и повреждение сустава.


Сварка меди припоем

Сварка пайкой - это технология, аналогичная сварке плавлением, за исключением того, что присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем основной металл. Процесс пайки твердым припоем зависит от прочности на разрыв наплавленного присадочного металла, а также от фактической прочности связи между присадочным металлом и основным металлом.Кислородно-ацетилен обычно предпочтителен из-за более легкого схватывания пламени и быстрого тепловложения.

7.1 Выбор сплава:

Сплав, наиболее подходящий для работы, зависит от прочности, необходимой для соединения, устойчивости к коррозии, рабочей температуры и экономических характеристик. Обычно используются следующие сплавы: Aufhauser Low Fuming Bronze или Aufhauser Low Fuming Bronze (с флюсовым покрытием).

7.2 Подготовка швов:

Типичные конструкции швов показаны на рис. 4 ниже.

Рисунок 4: Типовые конструкции соединений для пайкой меди

7.3 Регулировка пламени

Используйте слегка окисляющее пламя.

7.4 Flux:

Используйте Aufhauser Copper and Brass Flux , смешайте до пасты с водой и нанесите на обе стороны стыка. Стержень можно покрыть пастой или нагреть и окунуть в сухой флюс.

7,5 Предварительный нагрев:

Предварительный нагрев рекомендуется только для тяжелых секций.

7.6 Углы выдувной трубки и стержня:

Кончик горловины к металлической поверхности от 40 ° до 50 °. Расстояние внутреннего конуса от поверхности металла 3,25 мм до 5.00мм. Присадочный стержень к металлической поверхности от 40 ° до 50 °.

Таблица 5: Данные для пайки меди
Толщина листа (мм) Присадочный стержень (мм) Расход ацетилена на выдувной трубе
(куб. Л / мин)
Размер наконечника
0.8 1,6 2,0 12
1,6 1,6 3,75 15
2,4 1,6 4. 25 15
3,2 2,4 7,0 20
4,0 2,4 8,5 20
5.0 3,2 10,0 26
6.0 5,0 13,5 26

7.7 Метод сварки:

После предварительного нагрева или повышения температуры соединения до температуры, достаточной для сплавления присадочного стержня и меди, расплавьте шарик металла с конца стержня и нанесите его на стык, смачивание или лужение поверхность. Когда произойдет лужение, начинайте сварку форхендом. Не роняйте присадочный металл на неокрашенные поверхности. См. Рисунок 5 .

Рисунок 5: Техника прямой сварки припоем

7.8 Удаление флюса:

Для удаления остатков флюса можно использовать любой из следующих методов:

  • Шлифовальный круг или проволочная щетка и вода
  • Пескоструйная очистка
  • Раствор каустической соды

Металлические наполнители Aufhauser

Aufhauser производит полную линейку сплавов для пайки и сварки меди. Мы поможем вам выбрать подходящий медный сварочный сплав из нашей Таблицы выбора .

Aufhauser - Медные сварочные сплавы

Торговое наименование Aufhauser Cu Al Zn Sn Mn Si Ni Fe Точка плавления AWS A5.7 / A5.8 Описание
189 Медь раскисленная
(ERCu)
Электрод
(ЭКЮ)
98,0 1. 0 0,5 0,5 1967 ° F / 1075 ° C ERCu с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Используемый для сварки раскисленных и электролитически вязких смола медная.
470 Военно-морская бронза
(РБКуЗн-А)
59,0 40,4 0,6 1625 ° F / 885 ° C РБКуЗн-А Горелка
Используется для пайки сталей, медных и никелевых сплавов. и нержавеющих сталей добавление олова улучшает прочность и коррозионная стойкость наплавленного металла.
518 Фосфорная бронза-A
(ERCuSn-A)
Электрод
(ECuSn-A)
94,4 5,0 1750 ° F / 954 ° C ERCuSn-A с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Мочь использоваться для сварки бронзы и латуни, а также использоваться для сварки меди, если олово в металл шва не вызывает возражений
521 Фосфорная бронза-C
(ERCuSn-C)
Электрод
(ECuSn-C)
91. 6 0,2 8,0 0,1 1880 ° F / 1027 ° C ERCuSn-C с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Аналогичен 518, с более высоким содержанием олова, для большей твердость.
610 Алюминий бронза-A1
(ERCuAl-A1)
Электрод
(ECuAl-A1)
90,8 8 0,2 0,5 0. 1 1905 ° F / 1041 ° C ERCuAl-A1 с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Железо бесплатно, используется в основном для износостойкости и коррозии наложение.
618 Алюминий Бронза-А2
(ERCuAl-A2)
Электрод
(ECuAl-A2)
88.4 10,0 0,1 1,5 1913 ° F / 1045 ° C ERCuAl-A2 с покрытием Электрод | MIG / TIG / Горелка
Лучшая отборная алюминиевая бронза; универсальный, со сваркой и чрезмерные возможности. Используется для объединения комбинаций из разнородных материалов, таких как алюминиевая бронза в сталь и медь в сталь, и медь никель сплавы. Также используется для защиты от износа и коррозии. стойкие накладки.
624 Алюминий Бронза-А3 (ERCuAl-A3) 85.3 10,8 0,10 3,7 1900 ° F / 1038 ° C ERCuAl-A3 MIG / TIG / Горелка
Используемый в первую очередь для соединения и ремонтной сварки алюминия бронзовые отливки с относительно более высокой прочностью.
632 Никель-алюминиевая бронза
(ERCuNiAl)
Электрод
(ECuNiAl)
79,3 9,0 0,1 2,0 0,1 5.0 4,0 1940 ° F / 1060 ° C ЭРКУНИК с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
An железная проволока для сварки алюминиевых бронз, высокопрочная медно-цинковые сплавы, кремниевые и марганцевые бронзы, и многие черные металлы. Также используется для соединения комбинаций из разнородных материалов, а также для наплавки металла для износостойкость и коррозионная стойкость.
633 Марганец-никель-алюминий бронза
(ERCuMnNiAl)
Электрод
(ECuMnNiAl)
72 7.8 0,15 12,5 0,10 2,5 3,0 нет данных ЭРКУМНИК с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Используется для соединения или ремонта литых или кованых недрагоценных металлов аналогичного состава для обеспечения высокой устойчивости к коррозии, эрозии и кавитации, например, литых гребных винтов судов. Также проявляет хорошую способность соединять разнородные металлы.
656 Силиконовая бронза
(ERCuSi-A)
Электрод
(ECuSi-A)
92,1 1,0 1.0 1,5 3,4 0,5 1866 ° F / 1019 ° C ERCuSi-A с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
Популярный сплав для TIG / MIG и ацетиленовой сварки меди кремний и медь-цинковые недрагоценные металлы, и для многих применение листового металла с использованием простого и оцинкованного стали. Очень популярен для использования в металлической скульптуре. Все позиции сварки.
680 Бронзовый никель с низким дымом
(РБКуЗн-Б)
58,0 39.2 0,95 0,25 0,5 0,72 1620 ° F / 882 ° C РБКуЗн-Б Горелка
Превосходная альтернатива в семействе RBCuZn.Повышенная прочность соединения, лучшее соответствие цвета нержавеющей стали сталь и чугун, а также легкость обработки сварной шов. Часто предлагает недорогую альтернативу серебряная пайка сталей.

681 Бронза с низким дымом
(РБКуЗн-Ц)

58.0 40 0,95 0,75 1630 ° F / 888 ° C РБКуЗн-С Горелка
Недорогой, универсальный сплав.Используется с горелкой, печью и индукционная пайка стали, чугуна, медные сплавы, никелевые сплавы и нержавеющая сталь.
715 Медно-никелевый
(ERCuNi)
Электрод
(ECuNi)
66,8 1.0 0,25 30,5 0,6 2260 ° F / 1238 ° C ЭРКУНИ с покрытием Электрод | Горелка MIG / TIG /
За соединение большинства медно-никелевых сплавов с отличным коррозионностойкие свойства.Предварительного подогрева нет обязательный.
773 Нейзильбер
(РБКуЗн-Д)
48,0 42 10 915 ° C / 1680 ° F РБКуЗн-Д Горелка
Используется для пайки карбидов вольфрама, медных сплавов, никелевые сплавы, нержавеющие стали, углеродистые стали, и чугун.Цвет хорошо сочетается с нержавеющей сталью. Превосходная альтернатива с точки зрения соответствия цвета, стык прочность и обрабатываемость. Это недорогая альтернатива к серебряным припоям.
65 CopperFil
(CuSi3) (CuSi-A)
> 93 0.75 2,8–4 <0,3 нет данных ERCuSi-A Сплав на основе меди, используемый для сварки сплавов на основе меди в инертном газе. Обычно используется в автомобильных системах, художественных литейных цехах. Например, медно-кремниевые, медно-цинковые и оцинкованные листы. Также приваривается к стали и в качестве стального покрытия, подходит для поверхностей, подверженных коррозии.

Сварка сопротивлением вольфрамовой меди - Chinatungsten Online

Высокие физико-механические свойства, а также теплопроводность и электрическая проводимость тугоплавких металлических композитов делают вольфрам-медный сплав очень подходящим для изготовления вставок штампов и облицовки электродов, штампов для оплавления и стыковой сварки, а также для горячей осадки. Они также могут решить проблемы теплового баланса.

Вольфрамовые электроды для сварки TIG

Контактная сварка вольфрамом и медью используется при дуговой сварке с использованием вольфрамового инертного газа (TIG) или при плазменной сварке.В обоих процессах электрод, дуга и сварочная ванна защищены от атмосферного загрязнения инертным газом. Вольфрамовый электрод используется потому, что он может выдерживать очень высокие температуры с минимальным плавлением или эрозией. Электроды изготавливаются методом порошковой металлургии и формуются по размеру после спекания.

Вольфрамовая медная контактная сварка доступна в вариантах с торированием, лантаном, церированием и некоторыми другими.

Тип Марка Цвет Химический состав (%) Размеры (мм) Поверхность Характеристики
Редкоземельный Примеси Вт
Чистый
Вольфрам
WP Зеленый ≤0.05 остальные 0,8 ~ 15 D, E
G, S
Нерадиоактивен; подходит для сварки на переменном токе алюминия, магния и их сплавов
Торированный Вольфрам Вт.20 Желтый 0.9 ~ 1,1 ThO2 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15 D, E
G, S
Превосходная электронная эмиссия и общие характеристики; высокая допустимая нагрузка по току; радиоактивность; подходит для сварки на постоянном токе углеродистой стали, нержавеющей стали, никелевого и титанового сплавов.
WTh30 Красный 1.8 ~ 2.2ThO2 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15
лантан Вольфрам WLa10 Черный 0,8 ~ 1,2La2O3 ≤0,05 остальные 0.8 ~ 15 D, E G, S нерадиоактивен, обладает отличной электропроводностью и сварочной способностью; высокая допустимая нагрузка по току; минимальный коэффициент выжженной площади; заменитель торированного вольфрамового электрода; в основном используется при сварке постоянным током.
WLa15 Золотой Желтый 1.3 ~ 1,7 La2O3 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15
WLa20 Синий 1,8 ~ 2,2 La2O3 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15
церий Вольфрам WCe10 розовый 0.8 ~ 1,2CeO2 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15 D, E G, S Нерадиоактивный; более легкое зажигание дуги в условиях слабого тока и низкий ток поддержания дуги; подходит для сварки трубопроводов, небольших компонентов и прерывистой сварки.
WCe15 оранжевый 1.3 ~ 1,7CeO2 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15
WCe20 Серый 1,8 ~ 2,2CeO2 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15
Иттрий
Вольфрам
WY20 Небо Синий 1.8 ~ 2.2Y2O3 ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15 D, E
G, S
Нерадиоактивный, длинный и тонкий дуговый луч с высокой степенью сжатия; более глубокая прожигающая канавка в условиях среднего и высокого тока.
Соединение Редкоземельный Вольфрам WMX Голубой 1.0 ~ 5,0 МОкс ≤0,05 остальные 0,8 ~ 15 D, E G, S Электрод из составного редкоземельного вольфрама; различные добавки, улучшающие характеристики вольфрамового электрода

Примечание: D - Как показано E - Электролитическая полировка G - Заземление S - Обжатый

Любые отзывы или запросы о продуктах из вольфрамово-медного сплава, пожалуйста, свяжитесь с нами:
Электронная почта: sales @ chinatungsten.com
Тел .: +86 592 512 9696; +865 9595
Факс .: +865 9797

Подробнее : Вольфрам Медь Вольфрамовый медный сплав

Сварка трением аустенитной нержавеющей стали с медью

1. Знакомство с нержавеющей сталью

Среди различных источников доступных материалов выбор нержавеющей стали является одним из важных классов конструкционных материалов, рассмотренных в прошлом и настоящем сценарии.По химическим элементам нержавеющая сталь классифицируется на различные классы по микроструктуре, такие как ферритная, аустенитная, мартенситная и дуплексная нержавеющая сталь (сочетание аустенита и феррита). Эти разные марки использовались в различных приложениях. Наиболее распространенные применения перечислены ниже:

  • Автомобилестроение и транспорт

  • Архитектура и строительство

  • Пищевая промышленность и общественное питание

  • Медицина

  • Энергетика и тяжелая промышленность

Это первичная нержавеющая сталь, используемая в авиастроении.Марки серии 3xx часто называют аустенитной нержавеющей сталью. За каждой степенью следует указанная буква, которая представляет информацию о химическом элементе. Низкоуглеродистая аустенитная нержавеющая сталь обозначается буквой «L»; Высокоуглеродистая сталь с маркировкой «H»; Сталь азотсодержащая с маркировкой «N»; в некоторых случаях с модифицированным составом указано «LN» от основного сплава.

2. Сварка трением и ее значение

Сварка трением - это процесс соединения металлов путем непрерывного трения на границе раздела двух различных материалов, что приводит к рассеиванию тепла.Из-за непрерывного действия вращения тепло, генерируемое на границе раздела, приводит к деформации пластической стадии за счет преобразования механической энергии в тепловую энергию под давлением, что приводит к хорошей прочности сцепления материала.

Сварка трением более экономична и трудоемка, требует низких затрат энергии и высокой производительности с меньшими потерями материала при соединении разнородных металлов или сплавов. При сварке сталей трением на границе раздела сварных швов выделяется тепло в диапазоне температур от 900 до 1300 ° C.

3. Проблемы при сварке плавлением нержавеющей стали

В целом аустенитные нержавеющие стали легко свариваются [1]. Основываясь на физических свойствах ферритных, мартенситных и дуплексных нержавеющих сталей, аустенитная нержавеющая сталь значительно отличается от других [2]. В процессе сварки плавлением, особенно при сварке газом вольфрамом, электронно-лучевой и лазерной сварке, существует возможность неожиданного распространения фазы. Из-за металлургических изменений на границе раздела сварного шва возникнут фазовые изменения в образованиях дельта-феррита, зернограничная коррозия и сигма-фаза.Чтобы избежать этого, необходима предварительная и последующая термическая обработка для предотвращения металлургических дефектов [3–7]. Кроме того, при соединении аустенитной нержавеющей стали в криогенных или коррозионных средах количество феррита должно быть минимизировано или контролироваться, чтобы избежать ухудшения свойств во время эксплуатации. Кроме того, он может также иметь шанс сенсибилизации при сварке плавлением [8–10].

4. Эффект сварки трением в аустенитной нержавеющей стали

Благодаря высокой пластичности и отличной коррозионной стойкости, аустенитная нержавеющая сталь может применяться в широком диапазоне применений.Несмотря на то, что нержавеющая сталь эффективно используется в коммерческих целях, во время сварки часто возникают проблемы. Многие исследователи работают.

Замечено, что публикации большинства исследовательских работ посвящены схожей и разнородной сварке аустенитной нержавеющей стали марки 300. По сравнению с процессом сварки плавлением, соединение аустенитной нержавеющей стали впоследствии увеличилось с использованием твердотельного процесса в течение последнего десятилетия.В процессе соединения металлов широкие категории переменных включаются в каждое обстоятельство, и, следовательно, стандартизация сварки трудно найти в промышленном аспекте, чтобы избежать таких трудностей, проводятся исследования, чтобы установить лучшие характеристики при сварке аустенитной нержавеющей стали.

5. Результаты исследований сварки трением аустенитной нержавеющей стали с другими комбинациями материалов

Многие исследователи работали в области сварки трением, которая фокусировалась на соединении одинаковых и разнородных комбинаций аустенитной нержавеющей стали с различными сплавами на основе металлов.Исследователи работали с разнородными комбинациями материалов, что привело к хорошей прочности сцепления с точки зрения качества при сварке трением [11–14]. Когда выполняется аналогичная комбинация аустенитной нержавеющей стали, значение прочности на растяжение уменьшается с увеличением давления трения [15]. Аналогичным образом Paventhan et al. [16] изучили усталостное поведение при соединении среднеуглеродистой стали и аустенитной нержавеющей стали, проведя эксперименты с использованием испытаний на усталость при изгибе. Далее, Sammaiah et al. Провели экспериментальное исследование сварки трением алюминиевого сплава 6063 с аустенитной нержавеющей сталью AISI 304.[17] для определения корреляции между микроструктурой и прочностью соединения. Аналогичным образом Fu et al. [18] исследовали сварное соединение меди Т2 и нержавеющей стали 1Cr18Ni9Ti под действием внешнего электростатического поля и проанализировали распределение элементов в зоне сварного шва (WZ) в сварном соединении. Влияние параметров сварки на горячую коррозию исследовали Ариважаган и др. [19] для изучения сварных деталей и коррозии при повышенных температурах на AISI 4140 и AISI 304. Впоследствии Сахин исследовал характеристики пластически деформированной аустенитной нержавеющей стали с помощью сварки трением, используя статистический подход [20].Во время процесса сварки плавлением для соединения чистого Ti с нержавеющей сталью в металле шва образовалось хрупкое интерметаллическое соединение. Эти проблемы приводят к ухудшению свойств сварных соединений. Muralimohan et al. [21] предприняли попытку ввести тонкую прослойку Ni, которая устраняет проблемы между Ti-SS, избегая прямого контакта между двумя основными металлами. Satyanarayana et al. [22] изучали влияние комбинации аустенитно-ферритной нержавеющей стали на микроструктуру и механические свойства.Сравнивается влияние силы и вариаций и оценивается их поведение при изломе. Виниченко и Качоровский [23] исследовали изучение механических свойств и микроструктуры сварного трения высокопрочного чугуна с нержавеющей сталью, а также изучили морфологию разрушения и фазовые превращения при сварке трением. Они также показали некоторое обогащение ковкого чугуна атомами Cr и Ni вблизи сварного шва с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии.

Были проведены некоторые исследования аналогичных и разнородных комбинаций материалов из нержавеющей стали, чтобы понять поведение при ударе и растяжении при электронно-лучевой сварке и сварке трением [24].Влияние прочности на растяжение и удара при разной скорости нагружения исследовали Yokoyama et al. [25] на алюминиевом сплаве и нержавеющей стали с использованием сварки трением.

Однако сочетание аустенитной нержавеющей стали с медью очень ограничено. В этой главе показан простой и новый подход к определению параметров сварки с использованием конструкции Тагучи путем изучения ее механических и металлургических свойств.

6. Детали эксперимента

При исследовании учитываются разнородные соединительные комбинации аустенитной нержавеющей стали (304L) и меди.В качестве материалов был выбран цилиндрический стержень диаметром 24 мм и длиной 75 мм. Поверхность хорошо отполирована и очищена ацетоном. Химический состав основных материалов, использованных для этого эксперимента, показан в таблице 1.

Элемент (%) C Si Mn S Ni Cr Fe Zn Cu
AISI 304L 0.03 0,39 1,63 0,042 0,027 8,99 19,05 71,12 - -
Медь - - - - - 0,01 0,11 0,13 99,59

Таблица 1.

Химический состав основных материалов.

Такие факторы, как давление трения, давление осадки, длина прожига и скорость вращения, являются основными параметрами процесса сварки трением.Ортогональная матрица Тагучи - простой и очень полезный метод для систематического проведения экспериментов с использованием ограниченного количества экспериментов, необходимых для исследования. Факторы, учитываемые для экспериментов, перечислены в таблице 2.

Факторы Уровни
1 2 3
a Давление F (МПа) a 22 33 43
Давление осадки (МПа) 65 87 108
Длина прогорания (мм) 1 2 3
Вращение скорость (об / мин) 500 1000 1500

Таблица 2.

Экспериментальные факторы и их уровни.

7. Внешний вид поверхности сварного шва

На рис. 1 показан внешний вид комбинации нержавеющей стали 304L и меди, полученной сваркой трением. Сварное соединение между 304L и медным материалом показывает образование областей заусенцев, которые содержат преимущественно медь, как показано на Рисунке 3. Это происходит из-за более низкого напряжения течения меди, тепло, выделяемое во время сварки, делает медь более мягкой и начинает течь. с точки зрения образования заусенцев по сравнению со стороной из аустенитной нержавеющей стали.Из-за пластичности меди на медной стороне образуется заусенец меньшей длины, чем на стороне из нержавеющей стали.

Рис. 1.

Сварные соединения SS-Cu 304L.

8. Механические испытания

8.1. Испытание на растяжение

Механическое испытание проводилось на линии сварки путем разрезания сварных образцов. Испытание на растяжение проводилось при комнатной температуре на универсальной испытательной машине WAW1000E с максимальной нагрузкой 100 кН и скоростью ползуна 5 мм / мин.Сварные соединения были подвергнуты механической обработке для испытаний на растяжение в соответствии со стандартом ASTM E8, а прочность соединения была проанализирована в области сварного шва. Сканирующий электронный микроскоп (SEM) использовался для наблюдения за изломом поверхности образца, испытанного на растяжение, а также за типом излома, полученным для материала.

Входные параметры, разработанные на основе метода Тагучи, были использованы для оценки сварных соединений трением путем проведения экспериментов. Результаты прочности сварных соединений на разрыв приведены в таблице 3.Большинство образцов имеют трещины со стороны меди, а не со стороны аустенитной нержавеющей стали (Рисунок 2). Это связано с высокой пластичностью медного материала, которая приводит к разрушению медного материала. Из-за химической неоднородности и микроструктурных изменений значения прочности на разрыв могут иметь некоторые вариации со всеми входными параметрами.

916 МПа Место разрушения 97 91 707 500 9170 3
S. No FP (МПа) UP (МПа) BOL (мм) Скорость вращения (об / мин)
1 22 65 1 500 201 Медь
2 22 65 2 100097
3 22 65 3 1500 192 Медь
4 22 87 1 1000 203 9707 5 22 87 2 1500 198 Медь
6 22 87 3 197 Медь
7 22 108 1 1500 205 Медь
8 22 108 2 900 204 Медь
9 22 108 3 1000 199 Медь
10 33 65 1 5006
11 33 65 2 1000 192 Медь
12 33 65 3 1500 187 13 33 87 1 1000 198 Медь
14900 97 33 87 2 1500 194 Сварка
15 33 87 3 500 193 Медь
108 1 1500 200 Сварной шов
17 33 108 2 500 199 Медь
18 1000 195 Сварной шов
19 43 65 1 500 192 Медь
20 43 65 2 900 187 Сварка
21 43 65 3 1500 183 Сварной шов
22 43 87 1 1000 194 Сварной шов
23 43 87 2 1500
24 43 87 3 500 188 Сварной шов
25 43 108 1 1500 196 9707

9 Медь

43 108 2 500 195 Сварка
27 43 108 3 1000 190 Медь

Стол

Тагучи L 27 ортогональный массив.

Рис. 2.

Образцы, испытанные на растяжение, на стыке 304L-Cu.

Среди всех образцов, изготовленных сваркой трением, образцы S21 и S7 получили наименьшее (183 МПа) и наибольшее (205 МПа) значения прочности на разрыв соответственно. Хотя UTS из 304L и основного материала Cu имеют 647 и 232 МПа, максимальное значение сварного соединения трением составляет 205 МПа. Это ясно указывает на то, что максимальная прочность на разрыв более или менее равна основному материалу меди.При более высоких трении и скорости вращения и низком давлении осадки наблюдалась минимальная прочность на разрыв. Точно так же более высокая прочность на разрыв была получена за счет увеличения давления осадки и скорости вращения сварного соединения. Когда скорость вращения увеличивается, неровности поверхностей сглаживаются за счет уменьшения фрикционного контакта с увеличением давления осадки. В результате материал становится пластичным и достигается полный контакт с поверхностью раздела другого материала. Следовательно, любые загрязнения, присутствующие на границе раздела, остаются улавливаемыми с повышением качества сварного соединения.Анализ разрушения был проведен с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM) на образцах, испытанных на растяжение, которые показаны на рисунке 3. Он показывает узор ямок по всей ширине образца и подтверждает вязкий режим разрушения.

Рис. 3.

СЭМ-изображение образца с разрывом при растяжении на 304L-Cu.

Энергодисперсионный анализ рентгеновских лучей (EDAX) был проведен для изучения фаз, которые существуют на границе раздела сварных швов. Программное обеспечение позволяло направлять луч для сканирования вдоль поверхности или линии, чтобы получить рентгеновскую картографию или профили концентрации по элементам [20].СЭМ с анализом EDAX проводился на образце, разрушенном при растяжении. Микроструктура, полученная методом сканирующей электронной микроскопии, в соединении 304L-Cu, полученном сваркой трением, и результаты анализа EDAX приведены на рисунке 4, а распределение элементов в определенном месте показано в таблице 4. Анализ показывает, что диффузионные зоны состояли из атомов Cu и O на изломанная поверхность. Зона диффузии богата Cu с массой 94,58%, за ней следует 5,42% O. Таким образом, зона диффузии с другим элементом была подтверждена медным материалом.

Рис. 4.

Анализ EDAX образца на растяжение из 304L-Cu.

9167 Итого
Элемент Вес (%) Атомарно (%)
OK 5,42 18,54
94,57 9007 9008 9169
100%

Таблица 4.

Анализ EDAX в образце с трещинами при растяжении на соединении 304L-Cu.

8.2. Испытание на удар

Испытание на удар было проведено с использованием машины для испытания на ударную вязкость с V-образным надрезом по Шарпи для измерения ударной вязкости соединений при комнатной температуре. Размер образца составлял 55 мм × 10 мм × 10 мм, и образцы были приготовлены в соответствии со стандартами ASTM. Образцы для испытаний были изготовлены из сварных блоков. Надрезы были подготовлены точно по центру стыка сварного шва. Поверхность излома испытанного на удар образца исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).Эксперименты проводятся с использованием ортогональной матрицы Тагучи L 9 , и результаты испытаний на удар представлены в таблице 5.

91 707 500
Экспериментальный цикл Входные параметры Ударная вязкость (Дж / см 2 )
Давление трения (МПа) Давление осадки (МПа) Длина прожига (мм) Скорость вращения (об / мин)
1 22 65 1 500 16
2 22 87 2 1000 70
3 22 108 3 1500 6616900 4 33 65 2 1500 28
5 33 87 3 32
6 33 108 1 1000 8
7 43 65 3 1000 6 4

7 9 91

43 87 1 1500 30
9 43 108 2 500 38

Таблица 5.

Результаты испытаний на удар для соединения 304L-Cu.

Было обнаружено, что ударный образец S7 имеет чрезвычайно низкое значение 4 Дж / см 2 , а ударный образец S2 имеет максимальное значение 70 Дж / см 2 . Образцы, испытанные на ударную вязкость, показаны на рисунке 5. При высоком давлении трения и уменьшении давления осадки значение ударной вязкости на границе раздела сварных швов значительно снижается. Из-за низкого давления осадки сильно нарушается поверхность раздела, имеющая неровности, и прочность соединения.В то же время, если оно увеличивается с давлением осадки и уменьшается с давлением трения, значение ударной вязкости резко возрастает.

Рис. 5.

Испытанные на удар образцы на стыке 304L-Cu.

Из-за увеличения тепла во время трения образуются интерметаллические слои, что приводит к плохой прочности сварного шва. Основываясь на эксперименте, энергия, поглощаемая материалом, приводит к накоплению частиц меди на стороне нержавеющей стали, а не к низкой энергии, поглощаемой материалом.Поверхность излома испытанного на удар образца исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) для изучения поведения материала при различных увеличениях. Трещина демонстрирует пластичный режим разрушения с крупными углублениями, проявляемыми в медном материале, при разном увеличении, показанном на Рисунке 6. Вязкость выше при низком давлении трения в результате более высокой деформации и разрушения, происходящего на некотором удалении от границы раздела, о чем свидетельствует показывая пластичное разрушение.Это подтверждает аргумент о том, что соединение имеет хороший интерфейс, который имеет хорошую прочность.

Рис. 6.

СЭМ-изображение образца с ударным изломом на стыке 304L-Cu.

SEM с анализом EDAX показан на Рисунке 7, а их наблюдаемые элементы перечислены в Таблице 6. Зона диффузии, наблюдаемая на образцах, испытанных на ударную вязкость, показывает, что в образце с трещинами присутствует богатая Cu, что происходит в медном материале, а не в нержавеющей стали. материал.

Рисунок 7.

Анализ EDAX ударного образца из 304L-Cu.

Элемент Вес (%) Атомарно (%)
OK 3,61 12,90
Si K16 Cu K 96,07 86,45
Всего 100%

Таблица 6.

Анализ EDAX в образце с ударным разрушением на стыке 304L-Cu.

8.3. Испытание на твердость

Измерения микротвердости по Виккерсу были выполнены поперек сварного шва на всех образцах для определения прочности в трех микроструктурных зонах, таких как зона сварного шва (WZ), зона основного металла (BMZ) и зона термического влияния (HAZ) в соответствующих материалы. Испытание на микротвердость по Виккерсу проводилось на границе раздела сварного шва с использованием нагрузки 500 г и времени выдержки 15 с вдоль границы раздела сварного шва. Измерения микротвердости по Виккерсу проводили в соответствии со стандартами ASTM E384-09 и ASTM E407-99 соответственно.Значения твердости берутся в каждом месте, в то время как для анализа берется среднее значение трех измерений.

В случае твердости в сварном соединении аустенитной нержавеющей стали и меди было невозможно измерить твердость в зоне сварного шва, поскольку сварной шов представляет собой просто липкую мягкую зону. Изменение твердости было получено с использованием нагрузки 500 г путем испытания на микротвердость по Виккерсу и с учетом мест измерения с интервалом 0,5 мм. Вариации твердости по горизонтали до центра на стыке сварных швов показаны на рисунке 8.

Рисунок 8.

График твердости соединения 304L-Cu.

Можно заметить, что значения твердости меди вблизи границы раздела сварного шва немного увеличиваются по сравнению с основным материалом меди. В то же время, значение твердости нержавеющей стали 304L немного снизилось вблизи границы раздела сварного шва по сравнению с основным материалом из нержавеющей стали. Из-за рассеивания тепла на границе раздела сварного шва возникают интерметаллические слои и температуропроводность, что вызывает колебания твердости.

9. Металлографические исследования

9.1. Оптическая микроскопия

Исследование с помощью оптического микроскопа было проведено для изучения поведения зерен на границах раздела и областях, подверженных тепловому воздействию. Микроструктуры исследовали путем разрезания образцов сварных швов параллельно радиальному направлению, и образцы были подготовлены в соответствии со стандартными металлографическими процедурами. Сваренную поверхность образцов шлифовали шлифовальной бумагой 1200 и полировали алмазной пастой 1 мкм, а образцы протравливали регентом аллеллы (5 мл HCl, 1 г пикриновой кислоты, 100 мл этанола и 2 капли зефирана).Образец хорошо отполирован и протравлен 10% -ной щавелевой кислотой. Сварное соединение было исследовано с помощью металлургического микроскопа, и микроструктурные характеристики были проанализированы в основном металле, зоне термического влияния (HAZ) и зоне сварного шва.

На рисунке 9 представлена ​​микрофотография, показывающая микроструктуры в области сварного шва, а также зону термического влияния и основной металл на границе раздела. Из-за тепла, приложенного во время сварочных операций, толщины заусенцев менялись друг от друга, что приводило к пластической деформации на границе раздела.Благодаря цилиндрическим стержням с круговой геометрией скорость вращения влияет на давление трения от центра сварного шва к поверхности образца в радиальных направлениях. Основной металл меди наблюдался с крупными альфа-зернами и зоной термического влияния, и зерна были рекристаллизованы из-за тепла, выделяемого на границе раздела области сварного шва. В аустенитной нержавеющей стали основной металл наблюдался с частицами карбида и отожженными двойниковыми границами, тогда как в зоне термического влияния появлялись рекристаллизованные зерна.

Рис. 9.

Наблюдение за микроструктурой сварных образцов (a) аустенитная нержавеющая сталь, (b) медь и (C) граница раздела сварных швов.

9.2. Атомно-силовая микроскопия

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) - мощный метод, позволяющий осуществлять прямое пространственное картирование морфологии поверхности с нанометровым разрешением. Изображения шероховатости снимались встроенным оптическим микроскопом и обрабатывались в режиме постукивания с использованием кремниевых зондов. Топографические и фазовые изображения были получены одновременно с резонансной частотой приблизительно 300 кГц для колебаний зонда и амплитудой свободных колебаний 62 ± 2 нм.Микроструктура межфазного слоя разнородного материала видна с помощью атомно-силовой микроскопии. Максимальная шероховатость составляет 45 нм для 304L, 236 нм для меди и 246 нм на границе раздела. Максимальная шероховатость в межфазной зоне примерно равна шероховатости меди.

Из графика шероховатости и трехмерных изображений (Рис. 10) было замечено, что разница между средней шероховатостью разнородного материала очень мала и незначительна в области границы раздела. При изучении размера шероховатости исходные материалы SS 304L и меди имеют пики в диапазоне 15–35 и 30–90 нм соответственно.В зоне сварки появился пик в диапазоне 60–130 нм, показывающий значительное увеличение шероховатости.

Рис. 10.
Гистограмма

АСМ и трехмерное изображение для 304L-Cu (a) аустенитная нержавеющая сталь, (b) медь и (c) интерфейс сварки.

10. Заключение

В данном исследовании учитываются сварочные характеристики при различных параметрах сварки. По механическим и металлургическим характеристикам сварки трением аустенитной нержавеющей стали и меди можно сделать следующие выводы.

  • Во время сварки трением металл имеет тенденцию к уменьшению длины меди из-за образования заусенцев, а не со стороны нержавеющей стали.

  • Максимальный предел прочности на разрыв составляет 205 МПа. Прочность сцепления достигается приближением к основному материалу из медного материала при повышении давления осадки.

  • Энергия, поглощенная сварным образцом, варьируется от 4 до 70 Дж / см 2 . Прочность соединения в основном зависит от одного из важных параметров сварки, называемого давлением осадки.Такое заявление хорошо подходит для текущего исследования воздействия. Когда давление осадки снижается, ударная вязкость значительно снижается до 4 Дж / см 2 . Но в случае высокого давления срыва результирующее значение резко увеличивается до 70 Дж / см 2 .

  • Результаты измерения микротвердости в 304L-Cu при отсутствии значения твердости в зоне сварного шва. Из-за липкого слоя на границе стыка нержавеющей стали и меди зона сварного шва незначительна и измеренные значения в ЗТВ и их основных материалах соответственно.

  • Из-за отсутствия зоны сварного шва в 304L-Cu шероховатость поверхности была исследована с помощью атомно-силовой микроскопии для определения зоны сварного шва. Измерение значений шероховатости на границе сварного шва более или менее соответствует материалу меди.

Хотя аустенитные нержавеющие стали используются чаще, чем любые другие марки, эффективность соединения различается в зависимости от параметров сварки. Наконец, предполагается, что существует большой объем исследовательских работ по сварке марок серии 300 с широким спектром применения.

Типы сварочного процесса | Следует знать о различных видах сварки

Последнее обновление: 26 ноября 2019 г.

Если вы новичок, наверняка у вас возникнут вопросы:

Сколько типов сварочного процесса?

Какие типы сварочного процесса подходят новичку?

Наша статья даст вам определения, после чего вы сможете выбрать подходящий процесс сварки.

Сварка - это процесс, при котором две или более частей прочно соединяются на их соприкасающихся поверхностях с помощью подходящего приложения тепла и / или давления.Часто для облегчения коалесценции добавляют наполнитель. Собранные детали, которые соединяются сваркой, называются сварной конструкцией. Сварка в основном применяется для металлических деталей и их сплавов.

Процесс дуговой сварки

Дуговая сварка - это метод непрерывного соединения двух или более металлических частей. Окончательный сварной шов имеет удельную прочность, примерно равную прочности основного материала. Он состоит из комбинации различных сварочных процессов, в которых коалесценция достигается нагревом электрической дугой, а также с использованием или без использования присадочных металлов в зависимости от толщины базовой пластины.Равномерное соединение достигается плавлением и сплавлением соседних частей отдельных деталей. Температура дуги поддерживается примерно 4400 ° C. Для предотвращения окисления используется флюс, который разлагается под действием тепла сварки и выделяет газ, защищающий дугу и горячий металл. Второй основной метод использует инертный или почти инертный газ для создания защитной оболочки вокруг дуги и сварного шва. Двуокись углерода, аргон и гелий - наиболее часто используемые газы.

Есть несколько распространенных сварочных процессов, подходящих для начинающих, таких как MIG, Stick и TIG, им довольно легко научиться.

Дуговая сварка подразделяется на методы плавления и неплавящимся электродом.

Методы плавящегося электрода

Сварка палкой (дуговая сварка защищенного металла или SMAW)

Сварка палкой также называется дуговой сваркой защищенного металла. Это самый простой из всех видов сварки. Сварку палкой можно применять при производстве, строительстве и ремонте.

Это процесс дуговой сварки, в котором коалесценция достигается путем нагрева заготовки с помощью электродуговой установки между покрытым флюсом электродом и заготовкой.Этот процесс называется сваркой палкой, потому что в нем используются сварочные стержни или стержни, которые состоят из присадочного материала и флюса, флюс используется для защиты расплавленного металла сварного шва, а затем присадочный материал используется для соединения двух металлических частей вместе.

Ручная сварка предлагает очень недорогое сварочное решение, требующее минимального оборудования. Однако качество окончательного сварного шва не всегда является лучшим, поскольку он может страдать от пористости, неглубокого проплавления, растрескивания, а также очень уязвим для суровых погодных условий и, как правило, менее долговечен.Несмотря на то, что сварка палкой - это очень старый метод, он все еще довольно популярен, особенно в странах третьего мира, где дорогое или новое оборудование обычно не широко доступно.

Сварка MIG (металл в инертном газе) или GMAW (газовая дуговая сварка металла)

MIG означает сварку металла в инертном газе (газовая дуговая сварка или GMAW) и сводится к концепции объединения двух частей металл вместе с проволокой, к которой подключен электродный ток.Затем проволока проходит через сварочный стержень, защищенный инертным газом.

В этом процессе для предотвращения атмосферного загрязнения сварного шва используется инертный газ, такой как аргон, гелий, диоксид углерода или их смесь. Защитный газ может проходить через сварочный пистолет. Используемый здесь электрод представляет собой проволоку, подаваемую непрерывно с фиксированной скоростью. Проволока расходуется во время процесса и, таким образом, образует присадочный металл.

Для этого метода требуется источник постоянного напряжения и постоянного тока, и это наиболее распространенный промышленный процесс сварки.Процессы MIG или GMAW подходят для плавления низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали, а также алюминия.

Некоторые из преимуществ, которые предлагает сварка MIG по сравнению с другими методами сварки, включают простоту использования и более низкую степень точности, которая требуется оператору для получения качественных сварных швов. В конечном итоге оператору становится намного проще освоить сварку MIG, поскольку она довольно проста, поскольку электрод автоматически подается через горелку.

Подробнее : Лучший сварочный аппарат MIG для Begginer

Лучший сварочный аппарат MIG
Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Этот процесс аналогичен процессу сварки электродом в среде защитной дуги, с основным отличием флюс находится внутри сварочного стержня.Используется трубчатый, спиральный и непрерывно подаваемый электрод, содержащий флюс внутри электрода, что позволяет сэкономить на замене сварки. Иногда для защиты дуги используется поданный извне газ.

Этот тип сварки известен своей чрезвычайно низкой стоимостью и простотой в освоении, пригодностью для сварки на открытом воздухе и в ветреную погоду, поскольку при правильном типе присадки не требуется защитный газ. Однако его применение имеет несколько ограничений, и результаты часто не выглядят эстетично, как некоторые другие методы сварки.Полуавтоматическая дуга часто используется в строительных проектах благодаря высокой скорости сварки и портативности.

Лучшая порошковая сварка Сварщик
Дуговая сварка под флюсом

Это еще один тип процесса дуговой сварки, в котором коалесценция достигается путем нагрева заготовки с помощью электрической дуги, устанавливаемой между базовый электрод и заготовка. Расплавленная ванна остается полностью скрытой под слоем гранулированного материала, называемого флюсом.Электрод выполнен в виде проволоки и непрерывно подается с катушки. Перемещение сварочного пистолета, дозирование флюса и сбор излишков гранул флюса за пистолетом обычно происходит автоматически.

Используется в основном для черной стали и сплавов на основе никеля. Дуговая сварка под флюсом является довольно распространенным методом дуговой сварки из-за минимальных выбросов сварочного дыма и дугового света, что делает ее более безопасной, чем большинство сварочных процессов. Пила приводит к глубокому проплавлению шва и требует минимальной подготовки, что делает сварку быстрой и эффективной.

Методы неплавящегося электрода

Сварка TIG (газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом или GTAW)

Этот процесс также известен как сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG). Это похоже на процесс газовой дуговой сварки. Отличие в том, что электрод не расходуется и в данном случае не обеспечивает присадочный металл. Как и в процессе GMAW, используется газовая защита (обычно инертный газ). Если требуется присадочный металл, используется вспомогательный стержень.

При сварке TIG тепло создается за счет пропускания электрического тока через вольфрамовый электрод, создавая дугу, которая затем используется для плавления металлической проволоки с целью создания сварочной ванны.TIG чаще всего используется для сварки нержавеющей стали, хотя другие металлы, такие как магний, алюминий, медь и никель, можно сваривать с помощью TIG.

Для этого типа сварки сварщик должен обладать большим опытом, поскольку это очень сложный процесс. Этот процесс сварки используется для выполнения высококачественных работ, когда требуется высококачественная стандартная отделка, без необходимости чрезмерной очистки путем шлифования или шлифования.

Best TIG Welder
Plasma Arc Welding (PAW)

Этот процесс аналогичен TIG.В этом процессе используется неплавящийся электрод. Дуговая плазма - это временное состояние газа. После прохождения электрического тока газ ионизируется и становится проводником электричества. Плазма состоит из свободных электронов, положительных ионов и нейтральных частиц.

Плазменная сварка отличается от сварки GTAW количеством ионизированного газа, которое значительно увеличивается при плазменной сварке, и именно этот ионизированный газ обеспечивает тепло при сварке.

Позиционируя электрод внутри корпуса горелки, плазменную дугу можно отделить от оболочки защитного газа.Затем плазма проходит через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу, и плазма выходит из отверстия с высокими скоростями (приближающимися к скорости звука) и температурой, приближающейся к 28 000 ° C (50 000 ° F) или выше.

Best Plasma Cutter
Электрогазовая сварка (EGW)

Электрогазовая сварка (EGW) - это процесс дуговой сварки в непрерывном вертикальном положении, разработанный в 1961 году, при котором дуга зажигается между плавящимся электродом и заготовка.Иногда используется защитный газ, но давление не применяется.

Дуга в EGW не гаснет и остается зажженной в процессе сварки. Он используется для выполнения сварных швов с квадратными канавками для стыковых и тавровых соединений, особенно в судостроении и при строительстве резервуаров для хранения.

Сварка атомарным водородом (AHW)

Это старый процесс дуговой сварки, который постепенно заменяется дуговой сваркой металлическим газом. Примерно в 1930 году процесс сварки атомарным водородом был изобретен Ирвингом Ленгмюром после его открытия атомарного водорода и включает в себя размещение двух металлических вольфрамовых электродов в атмосфере водорода, что приводит к расщеплению и рекомбинации молекул водорода в результате теплового взрыва, который может достигать температуры выше 3000 градусов по Цельсию.

Тепла, выделяемого этой горелкой, достаточно для сварки вольфрама (3422 ° C), самого тугоплавкого металла. Присутствие водорода также действует как защитный газ, предотвращая окисление и загрязнение углеродом, азотом или кислородом, которые могут серьезно повредить свойства многих металлов. Это устраняет необходимость в флюсе для этой цели.

Электрошлаковая сварка (ESW)

Известен как очень эффективный однопроходный процесс сварки, который обычно используется для толстых цветных металлов.Известно, что электрическая дуга зажигается проволокой, а затем подается в сварочную ванну вместе с флюсом до тех пор, пока шлак не достигнет электрода и не погаснет дугу. Как указывалось ранее, этот метод в основном используется для сварки толстых металлических деталей, поскольку он требует очень высокого уровня навыков и очень популярен в морских приложениях, а также в аэрокосмической промышленности.

Сварка сопротивлением

Сварка сопротивлением - это группа сварочных процессов, в которых слияние происходит за счет тепла, полученного в результате сопротивления работы потоку электрического тока в цепи, частью которой является работа. и применением давления.При этом не требуется присадочный металл.

В целом, методы контактной сварки эффективны и вызывают небольшое загрязнение, но их применение ограничено относительно тонкими материалами, а стоимость оборудования может быть высокой (хотя в производственных условиях стоимость сварки может быть низкой).

Сварка в газообразном топливе (OFW)

Сварка в газообразном топливе (OFW) - это группа сварочных процессов, при которых соединяются металлы путем нагрева пламенем топливного газа с приложением давления или без него, а также с использованием присадочного металла или без него. .

OFW включает любые сварочные операции, в которых в качестве теплоносителя используется топливный газ в сочетании с кислородом. Процесс включает в себя плавление основного металла и использование присадочного металла с помощью пламени, возникающего на наконечнике сварочной горелки.

Топливный газ и кислород смешиваются в надлежащих пропорциях в смесительной камере, которая может быть частью узла сварочного наконечника. Расплавленный металл с краев пластины и присадочный металл, если он используется, смешиваются в общей ванне расплава. При охлаждении они сливаются, образуя сплошной кусок.

Размер и форма сварного шва, а также вязкость сварочной ванны также контролируются в процессе сварки, поскольку присадочный металл добавляется независимо от источника сварочного тепла.

Кислородная газовая сварка используется для сварочного провода толщиной примерно до 1/4 дюйма (6,4 мм). Наибольшая область применения в водопроводной и электротехнической промышленности. Этот процесс широко используется для пайки медных труб.

Электронно-лучевая сварка (EBW)

Электронно-лучевая сварка определяется как процесс сварки плавлением, в котором слияние происходит за счет тепла, полученного от концентрированного луча высокоскоростных электронов.Когда электроны с высокой скоростью ударяются о заготовку, кинетическая энергия преобразуется в тепловую, вызывая локальный нагрев и плавление металла шва.

Генерация электронного луча происходит в вакууме, и процесс работает лучше всего, когда вся операция и заготовка также находятся в высоком вакууме 10-4 Торр или ниже. Однако генерируются излучения, а именно лучевое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, и сварщик должен быть защищен.

Лазерная сварка (LBW)

Лазерная сварка определяется как процесс сварки плавлением, и коалесценция достигается за счет использования тепла, получаемого от концентрированного когерентного светового луча и падающего на соединяемую поверхность.Этот процесс использует энергию чрезвычайно концентрированного когерентного монохроматического света для плавления металла шва.

Сварка трением (FRW)

При сварке трением (процесс сварки в твердом состоянии) слияние достигается за счет использования тепла, полученного в результате механически индуцированного вращательного движения между трущимися поверхностями. Когда температура на границе раздела двух частей достаточно высока, вращение останавливается и прикладывается повышенная осевая сила.Это соединяет две части вместе. Вращающее усилие обеспечивается за счет мощного двигателя или маховика. В последнем случае процесс можно назвать инерционной сваркой.

Другие сварочные процессы

Другие процессы, используемые в промышленности, следующие:

  1. Диффузионное соединение (DB): детали прижимаются друг к другу при повышенной температуре ниже точки плавления в течение определенного периода времени.
  2. Сварка взрывом (EXW): свариваемые детали сводятся вместе под углом с помощью заряда взрывчатого вещества и сливаются друг с другом за счет трения при ударе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *