Сварка и наплавка чугуна и цветных металлов.

Сварку чугуна целесообразно выполнять газовой сваркой с недостатком кислорода во избежание выгорания углерода.

Существуют три вида сварки чугуна: горячая, полугорячая и холодная.

Горячую сварку чугуна ведут ацетиленово-кислородным пламенем или электрической дугой. Детали предварительно подогревают в муфельных, электрических или других печах до температуры 650-700^оС. Температура детали в момент окончания сварки должна быть не ниже 500 ^ОС. Такой нагрев и медленное охлаждение предупреждают появление трещин даже в наиболее напряженных частях детали. Для медленного охлаждения детали ее вновь нагревают в печи и охлаждают с печью или в термосах.

Холодную сварку чугуна в большинстве случаев выполняют электродуговым способом, который оказывает меньшее термическое влияние на деталь. Существуют следующие способы холодной сварки и наплавки чугуна: стальным малоуглеродистым электродом со специальными обмазками; комбинированным (биметаллическим) электродом; пучком электродов; электродом из монель-металла.

При сварке меди следует учитывать, что ее теплопроводность примерно в 6 раз больше теплопроводности железа. При температуре 500-600^оС медь становится хрупкой, а при 700-800^оС даже при легких ударах образуются трещины Медь плавится при температуре 1083^оС.

При газовой сварке меди из-за высокой теплопроводности меди требуется пламя повышенной мощности. Рекомендуется также сварка двумя горелками, одна из которых используется для подогрева кромок, другая – собственно для сварки. Для снижения теплопотерь изделия закрывают листами асбеста.

Лучше сваривается электролитическая медь. Различные примеси (висмут, сурьма, свинец, мышьяк и др.) ухудшают свариваемость меди.

Расплавленная медь хорошо поглощает водород и оксид углерода, легко окисляется до Cu₂O. При последующем охлаждении меди в объеме металла выделяются пузырьки паров воды и СО₂, которые расширяются и создают значительные внутренние напряжения, приводящие к образованию межкристаллитных трещин. Это явление называется водородной болезнью меди.

Медь имеет высокую плотность и относительно малую вязкость. Во избежание вытекания расплавленной меди из сварочной ванны ее сварку производят только в нижнем положении и при очень небольших углах наклона шва. Для удержания расплавленной меди в сварочной ванне зазор между свариваемыми кромками не должен превышать 0, 5 мм. Рекомендуются также подкладки из графита, асбеста или керамики.

Ручная дуговая сварка меди выполняется угольным, графитовым или металлическим электродом. При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочного материала используют прутки из меди, бронзы и латуни. Для предохранения от окисления и улучшения процесса сварки применяют флюсы, которые наносят на предполагаемый шов или на присадочные прутки. В качестве флюса можно использовать только буру, но с присадкой 4-6% магния.

Латунь – сплав меди с цинком, сваривают всеми способами, указанными для меди. Основное затруднение при сварке связано с испарением цинка, пары которого образуют ядовитые оксиды. При сварке угольным электродом применяют присадочные прутки из латуни. При сварке плавящимся электродом применяют проволоку из латуни. При газовой сварке латуни применяют пламя с избытком кислорода a= 1, 3-1, 4. Образующаяся на поверхности окисная пленка цинка защищает металл от дальнейшего окисления. Сварку выполняют быстро, без перерывов в один проход. После сварки шов проковывают и отжигают при температуре 600-650^оС с последующим медленным охлаждением.

При сварке оловянистых бронз угольным электродом в качестве присадочного материала применяют медные прутки, содержащие 3-4% Si и 0, 25% Р. Флюс – прокаленная бура и борный шлак. При сварке специальных бронз применяют специальные прутки из материала, близкого по составу к свариваемым деталям. Прутки защищают различными покрытиями. Ток постоянный прямой полярности. Рекомендуется предварительный нагрев свариваемых деталей до 250-300^оС. Допускается легкая проковка сварного шва.

Газовую сварку бронз выполняют нормальным пламенем. Свариваемые кромки подготавливают также, как и при сварке меди. Сварку также ведут быстро в один проход. После сварки изделие нагревают до 400-450^оС и охлаждают в воде.

При сварке алюминия и его сплавов возникают трудности, связанные с тугоплавкостью пленки оксидов алюминия на поверхности деталей, температура плавления которых 2050 ^ОС. Пленка мешает соединению свариваемых деталей, поскольку температура плавления чистого алюминия 658 ^ОС. Коэффициент линейного расширения алюминия в 2 раза, а теплопроводность в 3 раза больше соответствующих параметров для стали, что приводит к значительным деформациям свариваемых деталей. Сварку алюминиевых деталей затрудняет также большая жидкотекучесть расплавленного металла и трудность определения начала плавления.

Алюминий и его сплавы чаще всего сваривают нейтральным ацетиленово-кислородным пламенем с использованием флюсов. Флюсы на основе фтористых и хлористых солей лития, натрия, калия и кальция растворяют пленку оксидов алюминия и способствуют качественному формированию сварного шва. Присадочный материал по химическому составу должен соответствовать основному металлу.

Алюминиево-кремнистые сплавы типа силумина сваривают газовым пламенем без флюса. Ответственные детали из этого сплава перед сваркой рекомендуется нагревать до температуры 300-500^оС.

Во время сварки алюминия и его сплавов электрод перемещают только прямолинейно без поперечных колебаний. Электрод располагается перпендикулярно к свариваемой поверхности. Алюминий также сваривают неплавящимся вольфрамовым электродом в аргоновой среде с использованием присадочного материала. Диаметр электродов при толщине свариваемых электродов до 5 мм примерно равен толщине, а при большей толщине принимается 5-6 мм. После сварки детали рекомендуется нагревать до температуры 250-300^оС для улучшения качеств шва и снятия внутренних напряжений. Сваривать алюминиевые детали электродуговой сваркой рекомендуется постоянным током с обратной полярностью, что снижает разбрызгивание металла и способствует разрушению оксидной пленки.

Ремонт деталей из титана выполняют аргонодуговой сваркой.