Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Бронзы могут иметь и сложный состав при легированни сразу несколькими компонентами; например, бронза БрКМцЗ вЂ” 1 содержит Заев 5! и !<>'„Мп. Бронзы оловянные содержат до 10<)в Я<г, т. е. до предельного содержания его в твердом растворе. Механические свойства бронз изменяются постепенно, и с повышением предела прочности при растяжении наблюдается снижение пластичности. Многокомпонентные бронзы кроме олова могут содержать фосфор (БрОФ6,5 — 0,4), цинк (БрОЦ4 — 3), свинец (БрОЦС4 — 4 — 4).
Бронзы, содержащие цинк и свинец, обладают высокими антифрикционпыми свойствами и употребляются для подшипников скольжения. Наличие в составе бронз фосфора или свинца ухудшает их свариваемость, так как расширяется интервал кристаллизации за счет образования легкоплавких эвтектик. Бронзы безоловянные алюминиевые обладают высокими механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью.
Содержание алюминия в них находится в пределах <х-твердого раствора (до 11,0чов А1). Многокомпоневтные алюминиевые бронзы содержат железо (БрАЖ9 — 4), марганец (БрАЖМц10 — 3 — 1,5) и др. Сварка алюминиевых бронз затруднена образованием тугоплавкой окиси ., алюминия А)еОа„что приводит к плохому формированию шва, загрязнению металла шва шлаковыми включениями. Требуется тщательная подготовка кромок под сварку или пайку.
Бронзы безоловянные л<арган<(овистые обладают хорошими механическими свойствами, так как марганец, упрочняя медь, в меньшей степени снижает ее пластичность. Диаграмма плавкосги Мп — Сп представляет собою систему твердых растворов, но свыше 20',4 Мп в состав бронз не вводят, так как возникают дополнительные фазы за счет распада твердых растворов при низких температурах; при этом сплав теряет однофазное строение. Марганцовистые бронзы обладаюг хорошей коррозионной стойкостью и жаропрочностью. Свариваемость удовлетворительная.
!<' Бронзы безоловянные кремнистые имеют сложный состав и содержат дополнительно марганец (БРКМпЗ вЂ” 1), никель и другие элементы. Диаграмма плавкости 5! — Сп сложная, а область <х-твердого раствора заканчивается на 3,5<)в Ь1. Кремнистые бронзы обладают высокими механическими свойсгвами, высокой коррозионной стойкостью, большой износостойкостыо, однако у ннх уже утрачена высокая тепло- и электропроводпость меди. Эт«бронзы хорошо свариваются, а иногда их можно сваривать и без защиты, так как в их составе находятся такие сильные раскислителн, как кремний н марганец.
9 и/р. Акулова А. И., т. 2 259 Сварка меди и медных сплавов Сварка меди, свинца, бериллия, серебра и их сплавов 258 бэ, «гс/ппе я О гУО 400 оэа ВОВ Т,'С Бронзы безоловянные хромпстые представляют собой упрочненные сплавы меди с хорошими механическими свойствами (о„== 26 —: 28 кгс/мм'), но сохраняющие ценные физические свойства (электро- и теплопровода ость почти на уровне чистой меди). Хром образует с медью твердые растворы небольшой концентрации (до 0,65% Гг), и обычная структура бронзы БрХ0,5 представляет собой и-твердый раствор хрома в меди и мелкие кристаллы хрома в результате распада твердого раствора. При болгших концентрациях хрома сто включения грубее, но при сварке бронзы БрХ0,5 структура металла в зоне шва улучшается.
Свариваемость хромистых бронз при наллежащей технологии хорошая. Бронзы безоловянные бериллиевые представляют собой термически упрочняемые сплавы, так как граница твердых растворов исчезает при 300' С. В упрочненном состоянии бронза БрБ2 — немагпитный сплав, обладающий механическими Вчь свойствами, соответствующими свойствам стали; из него изготовляют пружины и ~вгВ 40 гибкие элементы. Обладает высокой кор4ю розионной стойкостью. Сваривается хо! рашо, но при сварке следует организовать усиленную вентиляцию и защиту оператора-сварщика. 2в 40 Медноникелевые сплавы (МН95-5) сва- риваются хорошо, так как представляют Гй - пэ Мел собой неограниченные твердые раство- ры.
Возможна повышенная пористость, гп Ъ так как никель, растворяя водород, может им обогащать металл сварного шва. Железо входит как компонент сложрис. 9. Нзменение механических нолегированных бронз и латуней. На свасвойств меди и ее сплавов в зави- риваемость существенно не влияет, так симости от температур симости от темпе атуры как содержится в малых концентрациях. Диаграмма плавкости железо †ме сложная и указывает на образование двух твердых растворов: медь в железе и железо в меди, а кроме того, имеется область ликвацип в жидком состоянии, Сложность медно-железных сплавов начинает проявляться при наплавке меди на сталь и при сварке меди и ее сплавов с железом. Медь обладает высокой диффузионной способностью по границе зерен сталей и может глубоко проникать в приповерхностные слои. Повышение содержания углерода в стали препятствует этим процессам.
Их также можно регулировать в процессе сварки, сокращая время пребывания меди и ее сплавов в жидком со. стоянии. Свинец и висмут резко ухудшают свариваемость меди и ее сплавов, образуя легкоплавкие эвтектики. В сплавах (ЛС63-3, БрОЦС4 — 4 — 4 и др.) свинец присутствует в виде глобулярных включений, улучшая антифрикционные свойства. Сварку следует вести при жестком закреплении, освобождая изделия при охлаждении ниже температуры -300' С. Сера и фосфор ухудшают свариваемость медных сплавов. Хотя фосфор является хорошим раскислителем для медных сплавов, его присутствия при сварке следует избегать. Влияние серы при сварке меди аналогично ее влиянию при сварке сталей. Общие рекомендации по сварке. Общие вопросы свариваемости определяются влиянием термического цикла сварки на физические свойства металла — его прочность и пластичность.
Для меди эти свойства будут также зависеть от степени ее чистоты. Так, медь, содержащая повышенную концентрацию водорода, может иметь провал пластичности (5) в интервале 350 — 450' С, который для чистой меди обычно не регистрируется. На рис, 9 приведены температурные зависимости изменения прочностных свойств (о„; Ь) для чистой меди, лату'ни Л68 и бронзы БрХ0,5. В области высоких температур латунь Л68 подвергается раз. упрочнению, в то время как бронза БрХ0,5 еще сохраняет значительную прочность. К сварным соединениям из чистой меди почти всегда предъявляют высокие требования по сохранению в металле сварных швов всего комплекса физических свойств: электропроводности, теплопроводности, плотности и коррозионной стойкости, так как эти изделия работают в тяжелых условиях эксплуатации.
Поэтому в процессе сварки медь не должна загрязняться какими-либо примесями, влияющими на этн свойства. Особенно высокие требования предъявляются к сварке вакуум-плотных швов в изделиях электронной техники, в энергетических,становках, в узлах аппаратуры, работающей с внутренним охлаждением. Механические свойства сварных соединений определяются общими свойствами меди. Сварка чистой меди существенно отличается от сварки сталей. Большие тепло- и температуропроводность создают высокие градиенты температуры и скоро"ти охлаждения, а также малое время пребывания сварочной ванны в жидком состоянии.
Это обусловливает необходимость применения повышенной погонной энергии при сварке меди по сравнению со сталями или применения предварительного подогрева изделия, но последнее является нежелательным осложнением технологии сварки. Значительный коэффициент линейного расширения и его зависимость от температуры вызывают необходимость сварки при жестком закреплении изделия или по прнхваткам. При большой толщине металла следует регулировать ширину зазора при сварке. Малое время существования сварочной ванны в жидком состоянии ограничивает возможности ее металлургической обработки.
В частности, при раскислении меди требуются более активные раскислители, чем при сварке сталей, для снижения концентрации кислорода до допустимых пределов. Высокие градиенты температуры способствуют развитию термической диффузии водорода в зоне термического влияния, что приводит к обогащению водородом металла вблизи зоны сплавления и увеличивает вероятность возникновения дефектов (пор, трещин). Высокая чувствительность меди к водороду должна учитываться при разработке технологии сварки. Выбор технологического процесса сварки изделия в первую очередь определяется его назначением, сложностью (наличие коротких или криволинейных швов в различных пространственных положениях, труднодоступных мест), а также числом изготовляемых изделий (серия) и требованиями, предъявляемыми к их качеству.
К высокопроизводительным процессам относятся электродуговая сварка под флюсом плавящимся электродом, электрошлаковая сварка металла больших толщин, н их следует использовать при серийном производстве или на заготовительных операциях. При соответствующей подготовке сварочных материалов (прокалке флюса до 400 †4' С) эти виды сварки обсспечивают хорошие результаты (защиту и малое загрязнение металла шва, относительно невысокие температх рные градиенты, снижающие влияние водорода). При единичном производстве и ремонтных работах рекомендуется использовать газовую сварку, в процессе которой осуществляется подогрев и начальная термическая обработка изделия. Невысокие температурные градиенты уменьшают воздействие сварочного термического цикла на металл в зоне сварки (шов.
зона термического влияния), Возможно раскисление и легирование металла через присадочную проволоку. Газовую сварку можно применять как для чистой меди, так и для ее сплавов. Ручная дуговая сварка покрытымн электродами приводит к загрязнению металла шва легирующими компонентами, что нарушает физические свойства металла шва по сравнению с чистой медью. Сварка медных сплавов (бронз) идет удовлетворительно, но в латуиях при этом теряется цинк за счет испарения и окисления.
Дуговую сварку в защитных газах, широко применяемую в сварочной технике, используют также для изготовления сварных изделий из меди и ее сплавов. Для сварки изделий из чистой меди чаще используют сварку неплавящимся 9* 260 Сварка меди, свинца, бериллил, серебра и их сплавов Сварка меди и медных сплавов 261 вольфрамовым электродом в среде аргона, гелия или азота. Защитные газы должны быть особо чистыми, Стойкость рольфрамового электрода в чистом азоте вполне удовлетворительная, и применение этого недефицитного и недорогого газа обеспе- чивает значительный экономический эффект.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
