Электродуговая сварка меди покрытыми электродами

Электродуговая сварка покрытыми электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности. При многослойной сварке меди толщиной более 10-12 мм (3-6 слоев) используют электроды диаметром 6-8 мм при сварочном токе до 500 А. Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок; до 100 мм с односторонней разделкой при угле скоса кромок до 60-70°, притуплением 1,5-3 мм. При большей толщине рекомендуется Х-образная разделка. Сварку ведут короткой дугой без поперечных колебаний электрода. Лучшее формирование шва обеспечивает возвратно-поступательное движение электрода. Удлинение дуги ухудшает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, ухудшает механические свойства сварных соединений. При сварке стыковых соединений используют металлические (стальные или медные) или асбестовые прокладки. Сварку производят в нижнем или слегка наклонном положении (на подьем). При ручной сварке меди покрытыми электродами подогрев кромок необходим, начиная с толщины 4 мм. Температура подогрева возрастает с увеличением толщины свариваемых кромок и габаритов изделия. При толщине свариваемых кромок 5-8мм металл подогревают до 200-300° С, при толщине 24 мм до 750-800° С. Скорость сварки принимают максимально возможную. Она увеличивается с повышением температуры предварительного подогрева и снижается с возрастанием толщины металла.

Удовлетворительные механические свойства соединений обеспечиваются при сварке электродами «Комсомолец-100» со стержнем из меди Ml. В этом случае у металла шва δ=18÷20%; а_н=588,6÷784,8 кДж/м². Достаточно высокие механические свойства шва и сварного соединения на меди можно получить также при использовании электродов со стержнями из броней Бр.КМц3-1 с обмазкой ЗТ.

Таблица 5. Ориентировочные режимы ручной однопроходной сварки меди покрытыми электродами

Таблица 6. Механические свойства сварных соединений листовой меди, выполненных покрытыми электродами.

Примечание. b=2÷4 мм.

Проковка швов на меди без нагрева увеличивает прочность металла швов при некотором снижении пластичности:

Специальные высокопроизводительные электроды марки АНЦ-1 обеспечивают выполнение сварки без подогрева для металла толщиной до 15 мм или с невысоким подогревом для металла больших толщин. Стыковые соединения на меди толщиной 20 мм выполняются без разделки кромок одно или двусторонними швами, на графитовых подкладках. Рекомендуемые режимы: I_св = 85÷100 A; U_Д = 45÷50 В. Необходимым условием получения качественных швов является применение источников постоянного тока сварочных выпрямителей или преобразователей с напряжением холостого хода U_Х.Х.≤70B. Аналогичные электроды для сварки меди марок ЕС и GT разработаны польскими специалистами.

Теплопроводность и электрическая проводимость швов при сварке меди покрытыми электродами по сравнению с аналогичными параметрами основного металла значительно снижаются. В процессе плавления электрода с покрытием «Комсомолец-100» в шов переходит 0,2-0,25% Si, 0,5-0,6% Мn, 1,1-1,2% Fe. Электрическая проводимость такого легированного шва составляет всего 20% электрической проводимости меди Ml. Примерно в такой же степени снижается электрическая проводимость шва при сварке электродами со стержнями из бронзы Бр. КМц3-1.

Ручная дуговая сварка латуни применяется редко, так как интенсивное испарение цинка крайне затрудняет работу сварщика. Для наблюдения за сварочной ванной необходим непрерывный отсос газов с ее поверхности. Покрытыми электродами можно сваривать латунь толщиной более 4 мм. Двустороннюю сварку выполняют без разделки кромок при толщине металла до 10 мм, а одностороннюю при толщине металла 5 мм и более с V-образной разделкой, при толщине металла 12 мм и более с Х-образной разделкой. Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины металла, диаметра электрода и типа разделки. Так, для электрода диаметром 5 мм ток составляет 125-200 А. При сварке латуни необходим предварительный подогрев металла. Благодаря подогреву сварку можно проводить на пониженном токе более короткой дугой и на повышенной скорости; при этом уменьшаются потери цинка.

Сварные соединения из латуни марки Л62 толщиной 4-20 мм имеют следующие механические свойства: σ_в = 243,3÷340,4 МПа; α = 126÷180°.

Сварку бронз покрытыми электродами выполняют постоянным током обратной полярности как без предварительного подогрева, так и с предварительным и сопутствующим подогревом. Выбор режима подогрева зависит прежде всего от типа бронзы. Оловянные бронзы имеют невысокие прочность и пластичность при температуре 400° С. Резкие изменения температуры ведут к образованию термических напряжений, которые, складываясь с остаточными сварочными напряжениями, вызывают образование трещин в металле шва и околошовной зоне. Поэтому для оловянных бронз до предела сужают зону разогрева, стремясь к плавному понижению температуры от шва к основному металлу. При многослойной сварке оловянных бронз рекомендуется выполнять проковку каждого валика при температуре не выше 200° С. Сварочный ток выбирают в зависимости от диаметра электрода.

Таблица 7. Ориентировочные режимы ручной сварки бронз покрытыми электродами.

Алюминиевые бронзы обладают повышенной теплопроводностью. Поэтому при сварке изделий с толщиной стенки более 16 мм необходим сопутствующий подогрев. При многослойной сварке короткими швами (длиной до 300-400 мм) подогрев осуществляется лишь перед наложением первого валика, и сварку выполняют без перерыва. В качестве электродного стержня используют прутки из сплавов Бр. АЖ9-4 и Бр.АЖМц10-3-1,5. В процессе ручной сварки алюминиевой бронзы покрытыми электродами состав шва по сравнению с присадкой несколько изменяется: содержание алюминия в металле шва уменьшается не более чем на 2%, а кремния на 0,4%. Сварные соединения получаются достаточно прочными при удовлетворительной пластичности.