§ 89. Sudarea metalelor neferoase
Cuprul și aliajele sale. Informații generale. Cuprul are o conductivitate electrică ridicată, o capacitate de căldură, o conductivitate termică și o rezistență la coroziune și, de asemenea, are o ductilitate suficient de mare. În starea de recoacere, nu este sensibil la temperaturi scăzute și păstrează proprietăți plastice ridicate. Datorită proprietăților enumerate, cuprul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă în diferite zone ale economiei naționale.
Principalele caracteristici ale cuprului: punctul de topire este 1083 ° C, rezistența temporară a cuprului neprelucrat este de 20 kgf / mm2 (200 MPa), alungirea este de 50%, densitatea este de 8,96 g / cm3.
Gradul de sudabilitate al cuprului depinde în mare măsură de puritatea sa: cu cât mai puțin cupru în impuritățile nocive, cu atât este mai mare sudabilitatea acestuia. Cel mai bun sudabilitate este posedat de cupru deoxidat care nu conține mai mult de 0,01% oxigen. Impuritățile dăunătoare din cupru, reducând proprietățile mecanice și agravând sudabilitatea, sunt sulful, plumbul și bismutul.
Cuprul topit se dizolvă în mod energic gaze, în special oxigen, în prezența oxidului cupros în principal, de oxigen sau metalul de adaos se formează oxid de Cu2 O. cuproasă reacționează cu cupru (bază metalică), un aliaj eutectic care se topește la 1068 ° C, adică. E. La inferioară temperatură decât cuprul pur. Când metalic sudură este cristalizarea eutectică la limitele granulelor, și pentru că este intermetalloidom, legătura metalică dintre granulele de cupru rupte - sudură devine fragil. Prin urmare, cuprul de sudură urmărește materialul de umplutură sau electrozi, care asigură o deoxidare bună a metalului de sudură. Pentru aceasta, deoxidizatoarele sunt introduse în compoziția sârmei de umplutură sau în acoperirea electrozilor: fosfor, siliciu, mangan, aluminiu etc.
Hidrogenul din metalul topit are, de asemenea, un efect negativ asupra îmbinării sudate. Când metalul de sudură cristalizează, hidrogenul se combină cu oxigenul din oxidul cupros pentru a forma vapori de apă, care sunt cauza bolii de hidrogen. În momentul cristalizării sudurii, vaporii de apă tind să ajungă la suprafață, formând un număr mare de pori și fisuri. Acest proces are loc prin reacția Cu2O + H2 = 2Cu + H2O ↑.
Sudarea manuală cu un electrod de carbon. Cuplarea cu cuplu cu un electrod de carbon sau grafit (tabelul 22) se realizează cu un curent direct de polaritate directă. Lungimea arcului ar trebui să fie de 35-40 mm, materialul de umplutură fiind baruri rotunde sau dreptunghiulare din cupru de gradul M1 și M2, precum și tije de cupru cu un aditiv de fosfor, care este un deoxidator activ. Pentru a evita supraîncălzirea și oxidarea intensă, metalul tijei de umplere în timpul topirii, secțiunea transversală a tijei trebuie să fie de 20-25 mm2.
Fluxul în timpul sudării este topirea boraxului sau a unui amestec de borax copt 95% și magneziu sub formă de pulbere metalică de 5%. Înainte de sudare, fluxurile de pulberi sunt aplicate pe suprafața de sticlă umedă a barei de umplere sau a muchiilor sudate, care apoi sunt uscate în aer.
Tija de umplere și marginile metalului care urmează a fi sudate înainte de aplicarea fluxului sunt stripate cu o perie metalică sau spălate cu o soluție de sodă caustică 10%. Pentru a asigura o penetrare deplină a grosimii metalului mai mare de 4 mm, trebuie să aibă o muchie de tăiere cu un unghi de deschidere de 70-90 °. Articulațiile de îmbinare conduc pe o garnitură de grafit sau azbest, după sudare cusătura este falsificată și răcită rapid.
Sudarea manuală cu un electrod metalic. Un electrod metalic suge produse din cupru, utilizate sub formă de produse laminate cu o grosime mai mare de 2 mm.
Sudarea se realizează cu un curent constant de polaritate inversă, cu o încălzire generală a produselor la 300-400 ° C. Rosturile cu o grosime de metal de până la 4 mm sunt sudate fără a tăia marginile. Cu o grosime de metal de 5 până la 12 mm, este utilizată o tăietură în formă de V cu un unghi de deschidere de 60-70 °.
Modurile de sudare manuală a arcului de cupru cu electrozi de carbon și grafit
Electrozii "Komsomolets-100" sunt utilizați pentru sudarea cuprului conținând nu mai mult de 0,01% oxigen și pentru sudarea cuprului cu oțel. Sudarea este efectuată cu un arc scurt cu un curent constant de polaritate inversă. Electrozii 5-MN este utilizat pentru sudarea țeavă de cupru-nichel aliaj MNZH5-1 reciproc, cu alama si bronz grad L90 Br AMts9-2 cu o grosime a peretelui de 5 mm. Sudarea este efectuată cu un arc scurt cu un curent constant de polaritate inversă.
Electrozii sunt concepuți pentru defectele de sudură ale pieselor turnate din aluminiu și bronz aluminiu-nichel. Sudarea este efectuată cu un arc scurt cu un curent constant de polaritate inversă.
Sudura manuală cu arc cu arc. În sudarea manuală a cuprului în gazele de ecranare se utilizează gaze inerte heliu și argon. Sudarea este efectuată de un electrod de tungsten cu un curent direct de polaritate directă, cu o încălzire generală a produsului la o temperatură de 350-400 ° C. Materialul de umplutură este un fir fabricat din bronz Br KMZZ-1 și altele.
Sudarea se face în stânga sau în dreapta. Înainte de sudare, arcul este excitat pe o placă de grafit sau carbon și apoi transferat în produs. Nu se recomandă aprinderea arcului direct pe produs, deoarece electrodul tungsten se topește și devine contaminat. Sudarea poate fi efectuată în pozițiile inferioare, verticale și de tavan.
În argon, cuprul poate fi sudat și curent alternativ, în timp ce viteza de sudare este mult mai mică, iar aspectul sudurii este mai bun decât la sudarea cu DC. La sudarea AC cu sârmă Br KMZZ-1 borax pentru deoxidare nu este necesară, deoarece metalul topit nu are o peliculă de suprafață: este îndepărtat, datorită pulverizării catodice. Sputteringul catodic se bazează pe mișcarea ionilor pozitivi la viteză mare spre catod și bombardamentul său. Procesul de sudare este stabil, iar sudarea este posibilă în toate pozițiile spațiale.
În Fig. 87 prezintă eșantioane de nipluri sudate cu diametrul de până la 80 mm din cupru MZS, realizate prin sudare cu arc cu argon folosind sârmă Br KMZZ-1 și borax.
Fig. 87. Eșantioane de țevi de cupru legate prin sudură cu arc argon
Întrebări pentru auto-examinare
1. În ce mod poate fi sudat cuprul?
2. Cum influențează oxidul și oxidul de cupru asupra sudabilității acestuia?
3. Care sunt dificultățile de sudare-aluminiu, nichel, titan.
4. Care sunt cauzele aparitiei porilor in sudarea cuprului, aluminiului si gipsului?