Кольорові метали зараз дуже широко використовуються в побуті, а також в різних галузях промисловості. Постійно зростають обсяги їх застосування, однак дані матеріали не просто обробляти і плавити. Сварка кольорових металів та їх сплавів вимагає особливих методів і технологій, що захищають поверхні від надмірного нагрівання і негативного впливу речовин навколишнього середовища.
При виконанні робіт слід звертати увагу на якість обробки зварного шва, оскільки оксидна плівка і шлаки підвищують ризик виникнення корозії в майбутньому. Вибираючи спосіб зварювання і супутнє обладнання, необхідно також враховувати ряд відмінностей, характерних для кожного металу.
Відмінні особливості
Мідь, алюміній і магній дуже швидко остигають, з цієї причини для виконання зварювання необхідне джерело енергії підвищеної потужності, а також додатковий прогрів виробів. У сплавів різні компоненти можуть мати різну температуру плавлення, внаслідок чого з'являється небезпека випаровування легших речовин. Цього можна уникнути, якщо зварювання проводиться швидко.
Кольорові метали відрізняються високою спорідненістю до кисню, частина з них навіть використовується в якості розкислювачів. Утворилися в результаті плавки оксиди є більш тугоплавких сполук, вони засмічують зварювальний шов, а при зменшенні температури плавлення на обробленої поверхні можуть з'являтися тріщини. Це негативно позначається на механічних властивостях з'єднання, тому зварювання кольорових металів, часто проводиться під шаром флюсу, який знижує вплив кисню повітря.
Крихкість і неміцність ряду сплавів призводить до того, що вони починають руйнуватися при легкому ударі або навіть без будь-якого зовнішнього впливу, а важкі метали іноді провалюють власною вагою зварювальні ванни. Проводячи роботи з ними, слід діяти дуже акуратно.
зварювання алюмінію
Для зварювання алюмінію і його сплавів використовують вугільні електроди, якщо товщина зразка не перевищує 20 мм. Пильну увагу слід приділяти техніці виконання шва - кут між присадочной дротом і електродом повинен становити близько 90 °, а подачу присадки необхідно робити швидкими зворотно-поступальними рухами. Роботи проводять справа наліво, це допомагає уникнути перегріву металу. Такий же метод обробки застосовують для заварки дефектів, причому для виробів менше 2 мм в розрізі дріт не потрібна.
Дугове зварювання проводиться в середовищі захисних інертних газів і має на увазі використання плавких або неплавких електродів. Роботи проводяться під постійним струмом зворотної полярності. Якщо поперечний розмір аркуша становить не більше 6-8 мм, його попередньо розігрівають до 200 ° С, при 8-16 мм - до 400 ° С. Продуктивність процесу підвищується, якщо застосовується трифазна дуга.
Зварювання алюмінію аргоном здійснюється тільки з газом першого або вищого сорту, при цьому матеріалом електрода служить вольфрам. Поділ кромок проводять при товщині металу більше 4 мм. Силу струму встановлюють амперах в 50 разів більше, ніж товщина листа (менше 4 мм) і в 35-40 разів більше (понад 4 мм).
Обробка титану і його сплавів
Технологія зварювання міді
Для обробки міді та мідних сплавів зазвичай застосовують дугову, газову або електронно-променеву зварювання. У разі ручного зварювання виробів невеликої товщини (не більше 2 мм) використовуються постійні струми зворотної полярності. В якості інертного газу можна вибирати аргон або гелій, причому тільки вищої якості. Іноді використовують азот особливої чистоти, а також його суміші з гелієм і аргоном. Азот в цьому відношенні вважається більш ефективним, оскільки тепловий ККД дуги буде вище, однак нижче її стійкість горіння.
Нікель і особливості його обробки
Сварка нікелю також може супроводжуватися появою пір і тріщин в області шва. Для того щоб запобігти їх освіту, в метал вводяться магній або марганець. Як правило, для робіт використовується постійний струм зворотної полярності і металеві електроди. Якщо виникає необхідність у проведенні аргонодугового зварювання, до складу зварюваного зразка включають такі елементи як ніобій, кремній і алюміній.
Роботи з магнієм
Сварка магнію і його сплавів проводиться з аргоном або гелієм, при цьому використовують змінний струм, який руйнує оксидну плівку завдяки катодного розпорошення в періоди зворотної полярності. Захисний інертний газ знижує негативний вплив навколишнього атмосфери. Роботи проводять з повним плавленням крайок, використовуючи прокладки з металів з невеликою теплопровідністю. При обробці виробів товщиною більше 10 мм доцільніше вибирати трифазну зварювання.
Сполучення різнорідних металів
Такі поєднання матеріалів, як алюміній і нержавіюча сталь, мідь і алюміній, титан і нержавіюча сталь, характеризуються обмеженою взаємною розчинністю і освітою в зоні їх контакту крихких з'єднань. Сварка різнорідних металів часто супроводжується дифузними процесами, що знижують якість шва. У деяких випадках різні матеріали зварюють плавленням, використовуючи проміжний метал, який також є бар'єрним шаром.
Для створення ряду конструкцій застосовують формування зварного шва методом його оплавлення імпульсним електронним променем, а також використовують концентровані джерела теплової енергії. У процесі зварювання тиском відбувається пластична деформація виробів в зоні контакту. Необхідно стежити за тим, щоб освіта з'єднання завершувалося схоплюванням контактних поверхонь. Це відбувається при малої тривалості зварювання або при невисокій температурі, коли дифузійні процеси припиняються.
Сварка чорних металів c нержавіючої сталлю проводиться в аргонової середовищі. Інертний газ допомагає уникнути окислення і азотування, в іншому випадку зона контакту різнорідних матеріалів стає ненадійною і тендітною, з цієї причини зварений шов може руйнуватися. Роботи з аргоном можна проводити навіть при дуже високій температурі, він не бере участі в хімічних реакціях і добре витісняє повітря. Його застосовують не тільки для ручного зварювання, а й для автоматичного і напівавтоматичного. Вольфрамовий електрод розміщують під кутом близько 90 ° щодо робочої поверхні, що дозволяє отримати найбільш якісний шов.