Режимы сварки высоколегированных сталей и сплавов аустенитными электродами назначают с таким расчетом, чтобы отношение силы тока к диаметру электрода не превышало 25–30 А/мм. При сварке аустенитными электродами в вертикальном или потолочном положении силу тока уменьшают на 10–30 % по сравнению со сваркой в нижнем положении. Электроды перед сваркой во избежание образования пор в металле шва прокаливают при температуре 250–400 °C в течение 1–1,5 ч.

Сварка чугуна

Чугун относится к группе материалов, обладающих плохой технологической свариваемостью в связи с высокой склонностью к отбеливанию, т. е. появлению участков с выделениями цементита той или иной формы, и образованию трещин в шве и околошовной зоне. Кроме того, интенсивное газовыделение из сварочной ванны, которое продолжается и на стадии кристаллизации, может приводить к образованию пор в металле шва, а повышенная текучесть затрудняет удержание расплавленного металла от вытекания и формирование шва. Вследствие окисления кремния на поверхности сварочной ванны возможно образование тугоплавких оксидов, что может приводить к непроварам.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, термитной сваркой, заливкой жидким чугуном, порошковой проволокой и т. д. В зависимости от температуры предварительного подогрева различают сварку с подогревом до высокой температуры (горячая сварка), с небольшим подогревом (полугорячая сварка) и без подогрева (холодная сварка).

Горячая сварка

чугуна.

Изделие подогревают до температуры 600–800 °C. Сварку выполняют на очень больших сварочных токах без перерывов до конца шва при большой сварочной ванне. Для электрода

∅

8 мм требуется сварочный ток 600–700 А, при

∅

10 мм – 750–800 А. С использованием угольного электрода на постоянном токе прямой полярности варят электродами

∅

8 мм и более при токе от 280 А. Для защиты и раскисления ванны применяют флюсы на борной основе, чаще всего техническую безводную (прокаленную при температуре ~400 °C) буру.

Основными недостатками горячей сварки чугуна являются значительная трудоемкость и тяжелые условия труда сварщиков. Правда, этим достигается высокое качество сварного шва.

Полуг

орячая сварка.

Подогрев свариваемой детали до 300–400 °C способствует замедленному охлаждению металла шва и прилежащих к нему зон после сварки. Детали перед сваркой нагревают в термических печах, горнах или с помощью газовых горелок ацетиленокислородным пламенем. При подогреве газовой горелкой необходимо следить за равномерностью нагрева подогреваемой поверхности.

Полугорячую сварку чугуна можно осуществлять низкоуглеродистыми стальными электродами с покрытиями типа МР-3, УОНИ-13, стальными электродами со специальным покрытием, чугунными электродами и ацетиленокислородным пламенем с применением чугунных присадочных прутков. При сварке сквозных трещин или при заварке дефектов, находящихся на краю деталей, необходимо применять графитовые формы, предотвращающие вытекание жидкого металла из сварочной ванны. Во время сварки следует непрерывно поддерживать значительный объем расплавленного металла в сварочной ванне и тщательно его перемешивать концом электрода или присадочного стержня. Для замедленного охлаждения заваренные детали засыпают мелким древесным углем или сухим песком.

Холод

ная сварка.

Этот тип сварки имеет несколько разновидностей: стальными электродами, стальными электродами со специальными покрытиями, чугунными, медными и прочими электродами.

Сварку стальными электрод

ами

применяют при ремонте неответственных чугунных изделий небольших размеров с малым объемом наплавки, не требующих после сварки механической обработки. Сварное соединение неоднородно по структуре, часто не обладает достаточной плотностью и имеет низкую прочность.

Сварку электрода

ми с защитно-легирую

щими покры

тиями

выполняют с V– или Х-образной разделкой кромок. Для устранения неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участками вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва не должна превышать 100–120 мм. После наплавки отдельных участков им дают возможность остыть до температуры 60–80 °C.

Наилучшие результаты получают при

свар

ке электродами с пок

рытием УОНИ-13/45

на постоянном токе обратной полярности. Также для сварки чугуна получили распространение медно-железные, медно-никелевые и железно-никелевые электроды.

Сварка алюминия и его сплавов

Сварка алюминия и его сплавов затруднена тем, что на поверхности расплавленного металла постоянно образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия Al

2

O

3

, препятствующая сплавлению между собой частиц металла. Высокая температура плавления оксида алюминия (2050 °C) и низкая температура плавления алюминия (658 °C) крайне затрудняют управление процессом сварки.

Высокая теплопроводность алюминия и его сплавов требует применения специальных технологических приемов, а при массивных деталях – предварительного подогрева.

Независимо от способа сварки алюминиевые изделия перед сваркой должны проходить специальную подготовку, заключающуюся в обезжиривании металла и удалении с его поверхности пленки оксида алюминия. Поверхность металла обезжиривают растворителями (авиационным бензином, техническим ацетоном), затем механической зачисткой или химическим травлением удаляют оксидную пленку.

Химический способ удаления состоит из следующих операций:

– травление в течение 0,5–1 мин раствором 45–55 г едкого натра и 40–50 г фтористого натрия на 1 л воды;

– промывка в проточной воде; нейтрализация в 25–30 % растворе азотной кислоты в течение 1–2 мин;

—

промывка в проточной, а затем в горячей воде;

—

сушка до полного удаления влаги.

Обезжиривание и травление рекомендуется делать не более чем за 2–4 ч до сварки.

Ручную сварку угольным элек

тродом

на постоянном токе прямой полярности используют только для неответственных изделий. Сварку металла толщиной до 2 мм ведут без присадки и без разделки кромок, металл толщиной свыше 2 мм сваривают с зазором 0,5–0,7 толщины свариваемых листов или с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют с помощью флюса АФ-4А.

Ручную сварку

покрытыми электрода

ми

применяют в основном при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия, сплавов типа АМц и АМг, силумина.

Использование постоянного тока обратной полярности с предварительным подогревом (для средних толщин – 250–300 °C, для больших толщин – до 400 °C) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных токах. В связи с тем, что алюминиевый электрод плавится в 2–3 раза быстрее стального, скорость сварки алюминия должна быть соответственно выше.

Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как пленка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги. Для обеспечения устойчивого процесса при минимальных потерях на разбрызгивание рекомендуется принимать сварочный ток из расчета не более 60 А на 1 мм диаметра электрода. Перед сваркой электроды просушивают при температуре 150–200 °C в течение 2 ч.

Электроды ОЗА-1, ОЗА-2 с покрытием типа ЭА-1 позволяют получать сварные соединения с удовлетворительными механическими и другими эксплуатационными свойствами.

Ручную аргонодуго

вую сварку

выполняют неплавящимся вольфрамовым электродом в осушенном от влаги аргоне высшего или 1-го сорта на переменном токе. Для металла толщиной до 5–6 мм используют электроды

∅

1,5–5 мм.

Особые требования предъявляют к технике сварки. Угол между присадочной проволокой и электродом должен составлять ~90°. Присадку следует подавать короткими возвратно-поступательными движениями. Недопустимы поперечные колебания вольфрамового электрода. Обеспечение эффективной защиты для каждого режима сварки достигается оптимальным расходом газа (

см. табл. 10

). Для уменьшения опасности окисления размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку алюминия толщиной до 10 мм обычно ведут справа налево – левым способом, который позволяет снизить перегрев свариваемого металла.