Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 52
Текст из файла (страница 52)
47. Схема безынжекторной горелки:1 – мундштук; 2 – трубка наконечника;3, 6 – регулировочный вентиль; 4, 5 – ниппельСхема электрической горелки для сварки пластмасс представлена на рис. 48. Воздух под давлением со скоростью25...30 м/с проходит через многоканальную трубку 4 с расположенной на ней (или в ней) спиралью 5 выходит через наконечник 2 и сменное сопло 1. Имеется возможность регулирования скорости подачи воздуха и рабочей температуры выходящего из сопла газа.Рис. 48.
Схема электрической горелки для сварки пластмасс:1 – сменное сопло; 2 – наконечник; 3 – кожух;3564 – многоканальная трубка; 5 – спиральПри сварке пластмасс ультразвуком (рис. 49) свариваемыематериалы 2 зажимаются между подвижной опорой 1 и концомволновода-концентратора 3. Сварка происходит в момент подключения обмотки вибратора 4 к ультразвуковому генератору5. Придав наконечнику волновода-концентратора соответствующую конфигурацию, можно производить контурную сварку, в том числе и в труднодоступных местах.Рис. 49.
Основной узел ультразвуковой сварочной машины:1 – подвижная опора; 2 – свариваемые материалы;3 – волновод-концентратор; 4 – вибратор;5 – ультразвуковой генератор13.3. Сварка металловВ зависимости от требований, предъявляемых к качествусварного шва, а также химико-физико-механических свойствсвариваемых материалов выбирают тот или иной вид сварки.Наиболее дешевый и легкодоступной является сварка металлическим электродом, однако она применима не для всех металлов и в некоторых случаях неприемлема.
Контактную сварку восновном применяют для сварки тонких металлических листов,например, для сварки кузовов автомобилей.Наиболее универсальной и широко применяемой являетсягазовая сварка. Перед ее проведением свариваемые кромки металлов тщательно подготавливают: удаляют масло, окалину идругие загрязнения; тщательно зачищают (при необходимости,357например при сварке алюминия, свариваемые кромки травят вкислоте, затем промывают и сушат); разделывают кромки в зависимости от взаимного расположения свариваемых деталей;осуществляют прихватку короткими швами.Наличие в стали углерода и различных легирующих добавокзначительно сказывается на качестве свариваемости.
При содержании углерода свыше 0,25% свариваемость стали ухудшается, так как в зонах термического влияния образуются закалочные структуры, приводящие к трещинам. Повышение содержания углерода в присадочном материале вызывает пористость шва. Большое содержание марганца (более 1,8%) такжеприводит к возникновению трещин. Наличие в стали вредныхпримесей (сера, фосфор и др.) также приводит к хладноломкости сварного шва. Наличие в стали вольфрама, молибдена, хрома ухудшает свариваемость, а наличие титана, ниобия, меди –улучшает.
Отдельные легирующие добавки (молибден, ванадий, вольфрам и др.) при сварке окисляются и выгорают. Втабл. 71 приведена классификация основных марок стали посвариваемости.Таблица 71Классификация основных марок стали по свариваемостиХарактеристика свариваемостиХорошаяМарки сталейКонструкционныелегированные15ХА, 20Х,Ст1кп, Ст1пс,15ХМ, 20ХГСА,Ст2кп, Ст2пс,12Хн2,Ст3, Ст4, Ст6,12ХН2Н4А,Ст8, Ст10, Ст15,15НМСт20, Ст25Удовлетвори- БСт5сп, 30, 2520ХН3А, 30Х,тельная12ХН2, 30ХМ,25ХГСА, 15ХСНОграниченСт6, 40, 45, 5035ХМ, 30ХГС,ная35СГ, 33ХС, 40Х,40ХМФА, 40ХН,20Х2Н4А, 40Л,358УглеродистыеВысоколегированные08Х20Н14С2,Х23Н18, Х18Н9Т,08Х18Н109Х14А, 12Х14А,30Х13, 12Х17,25Х13Н220Х18Н9, Х18Н9,12Х18Н9,20Х23Н18,36Х18Н25С245Л, 50ЛОкончание табл.
71ХарактерисМарки сталейтика свариУглеродистые Конструкционные ВысоколегироваемостилегированныеванныеПлохая65, 70, 75, 80, 85, 50Г, 50Г2, 50ХГ, Х12, Х12М, 9ХС,40Г, 45Г50ХГСА, 6ХС, 3Х2В8Ф, 5ХНТ,7Х3, 45ХН3МФА 5ХНВ, 6ХВ2СГорячая сварка чугуна является наиболее надежным способом, обеспечивающим лучшее качество сварного соединения, иприменяется при исправлении дефектов литья и ремонте небольших чугунных деталей. Выбор способа сварки определяется составом чугуна, конструкцией детали, характером дефектаи условиями работы.Процесс горячей газовой сварки разбивается на ряд отдельных операций, от которых зависит качество сварного соединения.
К этим операциям относятся: подготовка деталей под сварку; предварительный подогрев деталей; сварка деталей; охлаждение деталей после сварки. Раковины, трещины и другие поверхностные дефекты подготавливают механической разделкойместа заварки, трещины по концам засверливают. Детали, подготовленные под горячую сварку, собирают, прихватывают покромкам и подвергают нагреву до 500...700°С.
Сварку чугунавыполняют газосваркой нормальным пламенем или пламенем снебольшим избытком ацетилена. Для получения качественногосварного соединения необходимо после сварки уменьшить скорость охлаждения. Для этой цели иногда свариваемые деталиподвергают вторичному нагреву до температуры 600...750°С иохлаждают вместе с печью. Также возможно применение сварки чугуна с местным подогревом.Холодную сварку чугуна применяют в тех случаях, когдадетали при нагревании и охлаждении способны свободно расширяться и сжиматься, не вызывая значительных остаточныхнапряжений. При этом мощность пламени горелки должна бытьмаксимальной.
Технологический процесс сварки аналогичен359процессу при горячей сварки. После сварки изделие медленноохлаждают под слоем асбеста или в песке.При ремонтной сварке используют пайку-сварку чугуна латунными припоями. Преимущество пайки-сварки чугуна латунью по сравнению со сваркой плавлением заключается в том,что нагрев чугуна до температуры плавления латуни(850...900°С) существенно не изменяет структуры металла и невызывает значительных термических напряжений.
Техникапайки-сварки состоит в следующем. Кромки нагревают докрасного цвета, посыпают флюсом (МАФ-1, ФСЧ-2) и облуживают участками. Используют припои типа ЛОК, ЛОМНА и др.Трудность сварки меди обусловлена ее физико-химическими свойствами. Медь склонна к окислению с образованием тугоплавких окислов, поглощению газов расплавленным металлом, обладает высокой теплопроводностью и большой величиной коэффициента линейного расширения при нагревании. Поэтому при сварке меди применяют специальные флюсы и мощное пламя горелки.
Чем чище медь, тем она лучше сваривается.Наиболее широко распространенным является флюс, содержащий: 30% буры; 50% борной кислоты; 10% поваренной соли;10% кислого фосфорнокислого натрия. Также можно применять газообразный флюс БМ-1. Для сварки используют присадочную проволоку и прутки марок: М-1, МСр1, МНЖ5-1,МНЖК5-1-0,2-0,2. Сварочная проволока МСр1 содержит0,8...1,2% серебра.Основными затруднениями при сварке латуней являютсявыгорание цинка, поглощение газов расплавленным металлом иповышенная склонность металла шва к образованию пор итрещин.
Для борьбы с испарением цинка при газосварке латуниприменяют окислительное пламя и специальные присадочныематериалы, легированные кремнием и бором. Применяют присадки следующих марок: Л63, ЛО60-1, ЛК62-0,5 и др., флюс –тот же, что и при сварке меди. Для уплотнения металла шва иповышения его механических свойств шов проковывают и подвергают отжигу при температуре 600...650°С с последующиммедленным охлаждением.360При сварке бронз применяют те же флюсы, нормальноепламя и специальную сварочную проволоку БрОЦ4-3 иБрОФ6,5-0,15.
Иногда осуществляют предварительный нагревдо температуры 300...450°С.Сварка никеля не вызывает затруднений, за исключениемобразования окиси никеля, температура плавления которойвыше, чем у основного металла. Поэтому сварку желательновести под флюсом (тот же, что и для меди). Присадочный металл – никелевая проволока, легированная кремнием, марганцем и титаном.Основной трудностью при сварке алюминия является образование на его поверхности окисной пленки (Al2O3) с температурой плавления 2050°С. Поэтому перед сваркой присадочнуюпроволоку и свариваемые кромки травят в течение 2 мин в25%-ном растворе ортофосфорной кислоты или в 15%-ном растворе азотной кислоты, затем промывают и сушат (или протирают).
Сварку ведут в нейтральной среде (аргоне) неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки либо газосваркой с применением специальных флюсов. Наибольшее распространение получил флюс марки АФ-4А, содержащий: 41%хлористого натрия; 51% хлористого калия; 8% фтористого натрия.Основными способами сварки деформируемых магниевыхсплавов являются сварка плавлением и различные виды контактной сварки. Сварку плавлением выполняют на том же оборудовании, что и сварку алюминиевых сплавов.Аргонодуговой сваркой можно сваривать все применяемыев промышленности деформируемые магниевые сплавы, за исключением сплава ВМ65-1. Высокое содержание цинка в этомсплаве обусловливает широкий интервал кристаллизации испособствует образованию трещин при сварке.Сложные сварные детали и узлы конструкции этим методомможно получить из сплавов МА1, МА2, МА2-1, МА8 и МА13.Сплав ВМД1 может применяться для менее сложных сварныхдеталей и узлов.361Сплав МА11 обладает повышенной склонностью к образованию трещин при сварке.
Из сплавов МА9, МА10, МА3, МА5можно сваривать только детали простой формы.При сварке особое внимание следует обратить на защитурасплавленного металла шва и околошовной зоны от атмосферного воздуха. Для защиты поверхности расплава и прилегающей к нему зоны применяют слой жидкого флюса или инертного газа (аргона или геля) или одновременно жидкого флюса иинертного газа.Применение флюса ВФ-156 позволяет получать чистыесварные швы, не содержащие шлаковых и газовых включений.При газовой сварке флюс ВФ-156 предотвращает рост зерна вшве.13.4. Сварка полимерных материаловВсе существующие способы сварки основаны на нагревеместа контакта свариваемых материалов посредством различных тепловых источников. Сварке подвергаются лишь термопластичные полимеры, способные при определенных температурах переходить в вязкотекучее состояние. При этих температурах и условии плотного контакта свариваемых материалов вповерхностных слоях материалов происходит взаимодиффузиячастей макромолекул полимера из одного материала в другой.На прочность соединения оказывают влияние технологическиережимы сварки, химическая структура полимера, степень егополярности и подвижности макромолекул, их ориентация, состояние свариваемых поверхностей и другие факторы.Обычно сварку осуществляют с применением присадочногоматериала, который разогревается одновременно с кромкамисвариваемых деталей.
Сварка происходит в вязкотекучем состоянии материала под давлением. Ввиду низкой теплопроводности пластмасс разогреваются лишь поверхностные слои, всвязи с этим используют присадочные прутки небольшого диа362метра (2...4 мм). Газовым теплоносителем сваривают в основном толстостенные изделия, в частности винипластовые трубыи емкости. Наиболее рациональна сварка толстостенных деталей встык, предпочтительнее с Х-образной разделке кромок,так как обеспечивается меньший расход присадочного материала и более высокая прочность соединения, чем при V-образнойразделке. Детали толщиной до 2 мм можно сваривать встык безразделки кромок, обеспечив между кромками зазор до 1,5 мм.Поверхность кромок перед сваркой тщательно очищают иобезжиривают, например, ацетоном.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
