Пояснительная записка (1212687), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Для этого применяют раствор, состоящий из 75 см³/л HNO3, 100 см³/л H2SO4 и 1 см³/л НСl.

Сварка алюминиевых и магниевых сплавов затруднена, в следствии наличии на их поверхности тугоплавкой оксидной пленки, которая препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом и, кроме того, остается в шве в виде неметаллических включений. При сварке на токе обратной полярности происходит катодная очистка свариваемых поверхностей в зоне воздействия дуги. Однако действием разрядного тока может быть разрушена лишь сравнительно тонкая пленка оксида. Толстую пленку оксида алюминия перед сваркой необходимо удалять механическим или химическим путем. Особо важно удалять оксидную пленку с поверхности электродной проволоки малого диаметра (из алюминиевых и магниевых сплавов). Это объясняется тем, что на поверхности оксидной пленки хорошо сорбируется влага, которая, диссоциируя в дуге, приводит к насыщению металла шва водородом и увеличению его пористости.

Характер образования пористости зависит также и от химического состава сплава. При сварке алюминий-магниевых сплавов пленка оксидов имеет большую, чем у чистого алюминия, толщину и удерживает больше влаги. Термически упрочняемые сплавы системы Аl-Mg-Si обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин, что определяется наличием легкоплавких эвтектик, расширяющих температурный интервал твердожидкого состояния. Для уменьшения склонности к горячим трещинам этих сплавов целесообразно применять присадки, содержащие 4-6 % Si.

2.2.4 Достоинства способа

По сравнению с другими способами он имеет ряд преимуществ:

- возможность визуального, в том числе и дистанционного, наблюдения за процессом сварки;

- возможность механизации и автоматизации процесса, в том числе с применением робототехники;

- высокоэффективная защита расплавленного металла;

- возможность сварки металлов разной толщины в пределах от десятых долей до десятков миллиметров.

- возможность ведения процесса во всех положениях;

- более высокая производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке;

- относительно низкая стоимость сварки в углекислом газе.

2.2.5 Недостатки способа

В качестве недостатков способа выступают

- большое разбрызгивание электродного металла;

- возможность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением воздуха или забрызгивании сопла;

- наличие газовой аппаратуры и в некоторых случаях необходимость водяного охлаждения.

2.2.6 Область применения

Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса судов, трубопроводы, подвижной состав и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоколегированных сталей. На железнодорожном транспорте данный метод широко применяют для сварки и наплавки деталей локомотивов, вагонов, строительных и дорожных машин.

2.3 Сварка порошковой проволокой

2.3.1 Сущность способа

Сварка порошковой проволокой – это способ механизированной сварки, при котором защита и легирование металла шва производится за счет шихты, помещенной в самой проволоке, состоящей из стальной оболочки и неметаллического сердечника.

В зависимости от состава шихты сердечника порошковую проволоку можно использовать для дуговой сварки различных марок сталей и чугуна как с внешней газовой или флюсовой защитой, так и без нее. В сердечнике порошковой проволоки, предназначенной для сварки без внешней защиты (для сварки открытой дугой), должны содержаться газо- и шлакообразующие вещества, а также раскислители. Схема сварки приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Схема сварки порошковой проволокой: 1 – оболочка; 2 – шихта; 3 – шлак; 4 – сварочная ванна; 5 – область газовой защиты

Отличительной особенностью сварки порошковой проволокой по сравнению с другими механизированными способами является то, что она сочетает в себе преимущества ручной сварки – простоту и мобильность, а также механизированной сварки в углекислом газе – большую производительность и высокое качество сварных соединений.

2.3.2 Сварочные материалы

Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод трубчатой или другой, более сложной конструкции с порошкообразным наполнителем – сердечником. Сердечник состоит из смеси минералов, руд, ферросплавов металлических порошков, химикатов и других материалов. Назначение различных составляющих сердечника подобно назначению электродных покрытий защита расплавленного металла от вредного влияния воздуха, раскисление, легирование металла, связывание азота в стойкие нитриды, стабилизация дугового разряда и др. Составляющие сердечника должны, кроме того, удовлетворять общепринятым требованиям, предъявляемым ко всем сварочным материалам: обеспечивать хорошее формирование швов, легкую отделимость шлаковой корки, провар основного металла, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор, трещин, шлаковых включений и других дефектов, определенные механические свойства швов и сварных соединений и т.д. Порошковые проволоки используются для сварки без дополнительной зашиты зоны сварки, а также для сварки в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Проволоки, используемые для сварки без дополнительной защиты, называются самозащитными. Входящие в состав сердечника таких проволок материалы при нагреве и расплавлении в дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла.

В зависимости от диаметра и состава порошковой проволоки сварка может осуществляться во всех трех пространственных положениях.

Порошковая проволока классифицируется по назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам, типу сердечника.

Большинство выпускаемой в нашей стране порошковой проволоки предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, а также для наплавки. Различают проволоку общего и специального назначения.

К проволоке специального назначения относится проволока для подводной сварки, ванной сварки, сварки арматуры, и другие. Наиболее важной является классификация порошковой проволоки по механическим свойствам металла шва и сварочного соединения.

Это дает возможность определить пригодность проволоки той или иной марки для сварки заданной конструкции, для которой уже определены минимальные требования к механическим свойствам металла шва, обеспечивающие необходимую работоспособность этой конструкции. Этот вид классификации построен по принципу определения минимально требуемых значений временного сопротивления разрыву, ударной вязкости металла шва, получаемых при испытании стандартных сварных образцов.

Порошковая проволока изготовляется на специальном станке путем непрерывного сворачивания в трубку низкоуглеродистой ленты из стали марки 08кп и протягиванием через фильеры (волоки) с одновременным заполнением трубки порошкообразной смесью размолотых газо- и шлакообразующих компонентов, ферросплавов и железного порошка. Для уплотнения сердечника и уменьшения диаметра порошковую проволоку протягивают последовательно через несколько фильер различного диаметра. Например, лента сечением 0,5×15 мм сворачивается с помощью фильера диаметром 5 мм, а при волочении она последовательно пропускается через фильеры диаметрами 4,0; 3,5; 3,3; 3,0; 2,8 мм.

2.3.3 Режимы сварки

Сварка порошковой проволокой выполняется на постоянном токе обратной полярности. Диаметр порошковой проволоки и сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, количества необходимых слоев и положения шва в пространстве. Следует помнить, что сварку порошковой проволокой без внешней защиты необходимо выполнять короткой дугой (на пониженных напряжениях дуги), так как чрезмерное удлинение дуги может привести к ухудшению защиты жидкого металла от воздуха и образованию пор в шве. В таблице 2.7 приведены режимы сварки углеродистых конструкционных сталей порошковыми проволоками.

Таблица 2.7 – Ориентировочные режимы дуговой сварки углеродистой стали порошковой проволокой без внешней защиты

Примечание: I_св – ток сварки; U – напряжение; u_св – скорость сварки

2.3.4 Достоинства способа

В качестве достоинств способа выступают:

- применение порошковых проволок, сочетающих в себе положительные свойства открытых стальных электродов (защита, легирование и раскисление расплавленного металла), и механизированной сварки проволоками сплошного сечения (высокая производительность) представляет большие производственные преимущества, особенно в монтажных условиях;

- отсутствие газовой аппаратуры (баллонов, шлангов, газовых редукторов), флюса и флюсовой аппаратуры, усложняющих процесс сварки или повышающих его трудоемкость (засыпка и уборка флюса и др.);

- возможность наблюдения при полуавтоматической сварке за направлением электрода в разделку, особенно при сварке с его поперечными колебаниями, а также за образованием шва;

- изменение состава наполнителя сердечника порошковой проволоки позволяет воздействовать на химический состав шва и технологические характеристики дуги;

- высокая производительность способа при сварке и наплавке.

2.3.5 Недостатки способа

В качестве недостатков способа выступают

- малая жесткость трубчатой конструкции порошковой проволоки требует применения подающих механизмов с ограниченным усилием сжатия проволоки в подающих роликах;

- повышенная вероятность образования в швах пор, вызываемая наличием пустот в проволоке. Кроме того, не расплавившиеся компоненты сердечника, переходя в сварочную ванну, способствуют появлению газообразных продуктов.

Диссоциация мрамора, окисление и восстановление углерода при нагреве и плавлении ферромарганца в сочетании с мрамором и другие процессы также могут привести к образованию в металле сварочной ванны газовой фазы. В результате этого в швах появляются внутренние и поверхностные поры.

2.3.6 Область применения

Характеристики

Список файлов ВКР