Сварка аргоном литых дисков: Сварка литых дисков с помощью аргона

Содержание

Сварка литых дисков с помощью аргона

Автомобильные колеса, сделанные по литьевой технологии, с каждым годом создают все большую конкуренцию обычным штампованным конструкциям. Однако, несмотря на заявленную производителями надежность, сварка литых дисков является достаточно распространенным мероприятием на СТО, что обусловлено не столько недостатками самого изделия, сколько низким качеством отечественных дорог. Часто встречающиеся неровности и ухабы на дорожном полотне могут стать причиной появления трещин и сколов, которые, впрочем, вполне реально восстановить с помощью сварочного аппарата и правильно подобранных расходных материалов.

 

Из какого металла отливаются автомобильные колеса

Главным преимуществом колес, изготовленных с помощью литья, является отличный внешний вид и разнообразие форм. В отличие от штампованных стальных конструкций, литые изделия не нужно закрывать колпаками, чтобы скрыть какие-то визуальные недостатки. Наличие таких колес подчеркивает статус автомобиля, поэтому ими комплектуются почти все элитные марки.

 

Чтобы кроме эстетичности данное изделие было еще и надежным, его производят из алюминиево-магниевого сплава. Изначально использовался чистый алюминий, однако конечная конструкция получалась не слишком прочной, что вызывало необходимость сварки литых дисков для их ремонта и восстановления, а иногда приводило и к их замене. Добавление магния сделало металл более стойким к механическим нагрузкам, хотя вероятность повреждения все равно присутствует, особенно если эксплуатировать автомобиль в условиях бездорожья.

 

Концентрация магния в сплаве колеблется в пределах 10%. При этом известные производители всегда указывают марку используемого металла на диске, что существенно упрощает его ремонт и восстановление. Дело в том что устранять трещины или сколы нужно с помощью электродов или присадки, изготовленных из точно такого же сплава. В противном случае прочность конструкции будет не слишком высокой, поэтому использовать ее в качестве основного колеса не получится.

 

Демонстрация техпроцесса

 

Как осуществляется сварка литых дисков

Для того чтобы устранить деформацию, которая образовалась в литой конструкции, очень важно правильно подготовить поверхность перед непосредственной сваркой. При контакте с воздухом на поверхности алюминия формируется оксидная пленка с очень высокой температурой плавления. Поэтому место соединения предварительно зачищают механическим способом или посредством применения химических средств. Делается это непосредственно перед сварочным процессом, поскольку оксидная пленка быстро восстанавливается.

 

Восстановление и ремонт — приварка фрагмента к диску

 

К подготовительным мероприятиям также относится обработка кромки, форма которой зависит от толщины металла:

  • до 5 мм – соединение стык в стык;
  • 5-20 мм – V-образная разделка с углом раскрытия 30-40°;
  • свыше 20 мм – X-образная (двухсторонняя) разделка с углом 30°.

 

 

Для реализации сварочного процесса применяется аргон – инертный газ, который изолирует свариваемую поверхность от воздуха. Подача присадочной проволоки может осуществляться в автоматическом, полуавтоматическом или ручном режимах. Первые два варианта больше относятся к профессиональным мастерским, где рабочий персонал обладает соответствующими навыками для настройки оптимальной подачи проволоки с учетом характеристик свариваемого металла. Ручная аргоновая сварка обычно используется в домашних условиях, однако требует подготовки, чтобы конечный результат соответствовал ожиданиям. Подробнее об этой технологии и режимах использования сварочного оборудования можно прочитать здесь.

 

 

Применение газовой смеси вместо чистого аргона

Для алюминия и его сплавов рекомендуется  использовать чистый Ar или его смесь с еще одним инертным газом – гелием. Добавление гелия  позволяет улучшить качество шва и уменьшить расход электрода. Кроме того, гелий способствует повышению продуктивности дуги, вследствие чего нагрев получается более эффективным.

 

Для других металлов для более глубокого проплавления в аргон может добавляться активный газ (водород или кислород), который повышает мощность дуги, если того требует технология.

Концентрация активного компонента подбирается с таким расчетом, чтобы он полностью сгорал в процессе работы и не оказывал какого-либо воздействия на обрабатываемую поверхность. Подобные смеси используются для сварки не только дисков, но и выхлопных систем автомобилей, о чем более детально написано в этой статье.

 

Использование правильных защитных газов в процессе восстановления литых автомобильных дисков, равно как и выбор присадочной проволоки, – это те моменты, которым сварщик должен уделять первоочередное внимание. По этой ссылке можно получить информацию о марках аргона, применяемого в сварном деле (и не только), его стоимости и процессе заправки.

Сварка дисков аргоном в Москве

г. Москва, Айвазовского, 2Ас2, АЗС «Роснефть» г. Москва, Академика Королева, 12А, АЗС «Роснефть» г. Москва, Верейская, 7, стр.

2 г. Москва, Волгоградский проспект, 24, стр. 1, АЗС «BP» г. Москва, Волоколамское шоссе, 79, АЗС «Роснефть» г. Москва, Героев Панфиловцев, 26 г. Москва, Декабристов, 49Б, АЗС «Роснефть» г. Москва, Дмитровское шоссе, 91А г. Москва, Загородное шоссе, 7, корп. 1 (Севастопольский проспект) г. Москва, Ижорская, 8Б г. Москва, Куликовская, 20, стр. 1 г. Москва, Ленинский проспект, 137А, АЗС «BP» г. Москва, Люблинская, 92, АЗС «Роснефть» г.
Москва, Маршала Катукова, 1 г. Москва, Мичуринский проспект, 21, корп. 2 г. Москва, Можайское шоссе, 43, АЗС «BP» г. Москва, Молдавская, 4 г. Москва, Нахимовский проспект, 24А, АЗС «BP» г. Москва, Пришвина, 2А г. Москва, Проспект Мира, 94, АЗС «Роснефть» г. Москва, Профсоюзная, 84А, стр. 2, АЗС «BP» г. Москва, Рязанский проспект, 26, корп. 2, АЗС «Роснефть» г. Москва, Свободы, 79 г. Москва, Северодвинская, 20А г.
Москва, Скульптора Мухиной, 13 г. Москва, Тимирязевская, 38А, АЗС «Роснефть» г. Москва, Шипиловская, 28Г г. Москва, Щелковское шоссе, 2/1, АЗС «BP» г. Москва, Щелковское шоссе, 98/57 г. Москва, шоссе Энтузиастов, 63, АЗС «BP» г. Москва, Ярославское шоссе, 38, стр. 1 г. Москва, Ясеневая, 13, АЗС «BP» г. Москва, Зеленоград, 1812 г. Москва, Зеленоград, 514, стр. 1 г. Москва, Зеленоград, 4801, д. 3, АЗС «BP» г.
Москва, 55-й км МКАД, авторынок ТК «АвтоМОЛЛ» г. Москва, 62-й км МКАД, вл. 7, АЗС «Роснефть» г. Москва, 80-й км МКАД, авторынок «Тэнек» МО, Балашиха, шоссе Энтузиастов, 1/2 МО, Балашиха, шоссе Энтузиастов, 84 МО, Балашиха, Щелковское шоссе, 1Б МО, Балашиха, деревня Черное, Агрогородок, вл. 77 МО, Красногорск, Знаменская, 9, АЗС «BP» МО, Красногорск, Ленина, 5 МО, Мытищи, Олимпийский проспект, 31А МО, Подольск, Правды, 40 МО, Солнечногорский район, деревня Черная Грязь МО, Электроугли, Железнодорожная, 29, стр.
1 МО, г. Орехово-Зуево, Малодубенское шоссе, 3

Сварка аргоном, ремонт литого диска от 1200 р.

Сварка аргоном, ремонт литого диска от 800 р.
Покраска литого диска от 2500 р.

Немного о литых дисках.

Литые диски на колесах – это бесспорно украшение современного автомобиля, его стиль. Нередко красивый дизайн литых дисков является главной изюминкой в облике Вашей машины.

В условиях российских дорог или из за каких то экстремальных ситуаций, диски колес могут быть механически повреждены: трещины, вмятины, пробоины обода. Особенность литых дисков по сравнению со стальными штампованными заключается в следующем: хотя штампованные стальные диски и менее прочные, но в случае помятости, их можно легко поправить, и делать это неоднократно. Литые диски более прочные, но в случае сильной деформации, они обычно растрескиваются, а при правке диска, эти трещины только увеличиваются, и тут без аргонно-дуговой сварки не обойтись. Необходимость ремонта литых дисков возникает в следствие дороговизны новых дисков и сложности подбора диска с таким же дизайном.

Как ремонтируют литые диски?

В ARG Service накоплен большой опыт в ремонте литых дисков. И хотя в некоторых источниках, журналах и интернете можно увидеть мнение о том, что литые диски не ремонтнопригодны, и что после ремонта диск теряет свои свойства, статистика в ARG Service говорит о том, что после наших ремонтов литые диски «бегают» по российским дорогам не один год.

У нас принят следующий порядок ремонта литых дисков:

  1. При поступлении диска в наш сервис, проводится тщательный осмотр и диагностика литого диска на предмет возможности, целесообразности и способа ремонта. Не все повреждения литого диска можно и нужно ремонтировать. Не стоит этого делать, если :
  • Есть трещины на спицах диска
  • Есть трещины рядом с крепежными отверстиями
  • Есть сложный геометрический перекос диска
  • Стоимость ремонта превышает стоимость нового литого диска

После принятия решения о ремонте и озвучивание стоимости ремонта клиенту, приступаем к ремонту.

  • Производим правку литого диска (если это необходимо).
  • Подготовка к аргонно-дуговой сварке (зачистка, разделка швов).
  • Аргонно-дуговая сварка. Возможно восстановить литой диск даже в случае потери фрагмента (куска).
  • Зачистка сварных швов
  • Покраска литого диска (если это необходимо).
  • Лучшие баллоны для резервуаров для аргонной сварки Budget и Pro

    Аргон — химический элемент, один из благородных газов и третий по распространенности газ на Земле. Вообще говоря, этот элемент не опасен для использования в качестве инертного защитного газа, поскольку он горючий и нетоксичный. Кроме того, он не имеет запаха и полностью бесцветен.

    Однако есть некоторые проблемы с безопасностью, поскольку аргон поступает в сжатые резервуары, и вы всегда должны соблюдать надлежащие правила техники безопасности при подключении, хранении и перемещении этих баллонов.Этот элемент на 38% плотнее воздуха, и, если вы обычно выполняете сварку в закрытых рабочих помещениях, вам следует принять меры для обеспечения соответствующей вентиляции.

    Описание сварочных цилиндров

    Для газовой и дуговой сварки требуется подача сжатого газа для защиты расплавленной сварочной ванны и предотвращения окисления, примесей и образования пузырьков воздуха.

    Необходимый газ зависит от технологического процесса. Например, для газокислородной сварки вам потребуется ацетилен, пропан, пропилен и природный газ, для сварки MIG вам потребуется CO2, аргон, гелий или их смесь, а для сварки TIG вам понадобится аргон.

    Газ содержится в металлических баллонах или резервуарах с давлением выше атмосферного. Типичный резервуар имеет удлиненную форму и стоит вертикально на плоском дне.

    Тип баллона зависит от его объема, веса, размера и газа, который в нем содержится. В первую очередь мы сосредоточимся на категории цилиндров с аргоном (Ar).

    , установленным на верхней части цилиндра представляет собой клапан и соединение остановки (как правило, CGA-580) для обеспечения совместимости с регуляторами и шлангов.

    Различные типы сварки, для которых требуется сварочный резервуар для аргона

    Аргон обычно используется в процессах сварки MIG или TIG для создания инертного экрана, не содержащего кислорода и азота.Этот газ подходит для обработки цветных металлов, таких как медь, алюминий и магний, и снижает накопление пыли и брызг.

    В зависимости от типа и толщины металла аргон можно смешивать с водородом, CO2, гелием или кислородом для улучшения качества сварки. Как правило, смесь 75–25 Ar – CO2 более эффективна для процессов MIG, особенно при сварке мягких сталей. 100% аргон больше подходит для сварки TIG.

    Для систем

    Micro TIG требуется газ Ar, чтобы обеспечить стабильную дугу, необходимую для точной и высококачественной сварки.Настольные и автоматизированные системы лазерной сварки обычно также оснащены аргоновыми соплами и управляемыми компьютером клапанами, чтобы обеспечить лазеру инертный экран.

    Поскольку аргон необходим для выполнения точных и высококачественных работ, системы сопротивления обычно используют его для тонкой или микро-точечной сварки. Этот процесс в жидком состоянии используется в нескольких приложениях, включая производство электрических элементов, медицинских устройств и автомобильных компонентов.

    Какой тип газообразного аргона я буду получать?

    При покупке у надежных поставщиков вы можете рассчитывать на получение Ar 4.6, имеющий чистоту 99,996%. Эта чистота также подходит для всех процессов TIG для предотвращения воздействия на расплавленную сварочную ванну кислорода, азота и водорода в атмосфере, что может привести к пористости и разбрызгиванию.

    Однако при использовании процесса MIG вам необходимо оценить свои цели сварки, поскольку чистый аргон может быть не идеальным. Существует несколько смесей аргона, каждая с разным уровнем проникновения, профилем валика и скоростью перемещения. CO2 и гелий обычно смешиваются с инертным защитным газом Ar для сварки MIG.

    Каков срок службы резервуаров с аргоном?

    Срок службы резервуара может составлять от 10 до 25 лет, в зависимости от того, насколько хорошо он изготовлен и обслуживается.

    Что касается использования содержания аргона в контейнере, то играет роль множество различных факторов, включая следующие:

    — Размер бака

    — Частота использования клиентом Am

    — Настройка давления

    — Настройки предварительной и продувки

    Если вы постоянно потребляете от 15 до 20 кубических футов газа в минуту, баллона емкостью 40 кубических футов хватит на 2–2.5 часов. Однако в реальном мире можно ожидать, что небольшой цилиндр прослужит вам несколько месяцев.

    Потребуется ли для моего резервуара для аргонной сварки регулятор давления?

    Регулятор давления поддерживает подачу защитного газа в лужу. Чтобы эффективно управлять дугой, выход газа должен быть плавным и контролируемым. Однако, если вы подключите баллон напрямую к шлангу, вы опорожните его содержимое за считанные секунды, и результаты будут нежелательными.

    Регулятор оснащен ручкой, которая ограничивает и регулирует скорость потока.Регулятор измеряет расход в литрах в минуту или кубических футах в час.

    Как правило, чем толще свариваемый металл, тем больше инертного защитного газа вам нужно. Тип свариваемого металла также является определяющим фактором, когда речь идет о потоке газа.

    Следовательно, вашему баллону с аргоном, вероятно, потребуется регулятор давления, который вам придется покупать отдельно.

    назад в меню ↑

    Размер и портативность сварочной ванны

    Объяснение размеров аргонных баллонов и времени сварки

    Если вы используете аргон с постоянной скоростью от 15 до 20 кубических футов в секунду, цилиндры различных размеров будут израсходованы в следующие сроки:

    20 куб. Футов: 1–1.5 часов

    40 куб. Футов: 2–2,5 часа

    60 куб. Футов: 3–4 часа

    80 куб. Футов: 4–5 часов

    125 куб. Футов: 6,5–8 часов

    150 куб. Футов: 7,5–10 часов

    250 куб. Футов: 12,5–16,5 часов

    330 куб. Футов: 16,5–22 часа

    На самом деле, вы никогда не будете сваривать часами подряд, а цилиндр емкостью 20 кубических футов может прослужить вам недели или даже месяцы, если вы будете осторожны в использовании. Если вам нужен газ для крупных промышленных или коммерческих работ, вам понадобится баллон объемом не менее 125 кубических футов.

    Лучший способ безопасной перевозки цистерны

    Если у вас есть небольшой резервуар объемом 20 кубических футов, вы можете сэкономить много времени, чтобы самостоятельно переносить его на короткие расстояния. Однако, если у вас есть два или три резервуара емкостью 150 или 250 кубических футов, ручная тележка может сэкономить вам много времени и усилий. Они работают как эффективная система доставки для перемещения вашего контейнера Ar или контейнеров по вашему рабочему месту.

    Некоторые тележки с цилиндрами могут вместить два или более баков, поэтому вы можете прикрепить их к тележке, не снимая их.Если вы работаете на разных объектах и ​​вынуждены возить сварочный аппарат MIG или TIG, возможно, будет разумнее приобрести резервуары меньшего размера.

    назад в меню ↑

    Рекомендации по хранению аргонного газа

    Где безопасно хранить?

    При хранении баллонов с сварочным газом всегда следует соблюдать правила техники безопасности. Баллон следует хранить в вертикальном положении в прохладном месте, где на него не будут попадать прямые солнечные лучи. Место для хранения бутылок также должно быть полностью сухим, чтобы предотвратить коррозию.

    Не храните резервуары в закрытом автомобиле даже на короткое время. При необходимости убедитесь, что имеется достаточная вентиляция, чтобы предотвратить повышение температуры и давления.

    Если баллон находится на хранении в течение длительного времени, снимите регулятор, закройте клапан и наденьте предохранительный колпачок. Вам также следует регулярно проверять внешний вид на наличие признаков ржавчины и других признаков износа, а также проверять клапаны на предмет повреждений.

    Баллоны следует закрепить ремнями или прикрепить к стене, чтобы предотвратить их падение.Если вы перемещаете резервуары на место хранения, наденьте перчатки, защитные очки и обувь со стальными носками, чтобы предотвратить травмы.

    назад в меню ↑

    Как лучше всего транспортировать?

    Перемещение баллонов может быть сложной задачей, поскольку они тяжелые, неустойчивые и неудобные в обращении. Если вам нужно переместить их на короткие расстояния, лучшим вариантом может стать ручная тележка или тележка. С другой стороны, если вам нужно перевозить их на автомобиле, вам придется соблюдать те же протоколы безопасности, что и при хранении.

    Вентиляция имеет решающее значение для предотвращения высоких температур. Вам также следует принять меры, чтобы убедиться, что цилиндры надежно закреплены на неподвижных конструкциях в автомобиле, чтобы они не упали и не получили повреждений. Перед транспортировкой закройте вентили резервуаров и наденьте их предохранительные колпачки.

    Решение проблем сварки сталей с покрытием

    Увеличение использования сталей с покрытием (особенно оцинкованных) привело к усиленному поиску решений проблем, возникающих при соединении этих материалов.Часто встречаются высокие уровни брызг и сварочного дыма, пористость сварного шва и плохая форма валика. Эти проблемы приводят к увеличению затрат на очистку после сварки, снижению качества, увеличению количества доработок и общему снижению производительности.

    Наиболее часто используемые материалы с покрытием включают горячеоцинкованную и гальванизированную углеродистую сталь, стальной лист с покрытием из цинкового сплава (Galvanneal®) и сталь с алюминиевым покрытием.

    Электролитически осажденные покрытия являются тонкими, однородными и обеспечивают прочное покрытие, необходимое при формовании.Лист горячего окунания, покрытый в ванне расплавленного цинка или алюминия, имеет менее однородное покрытие, но все же обеспечивает отличную коррозионную стойкость. Отожженный оцинкованный материал, покрытый любым способом, подвергается термообработке для увеличения адгезии покрытия и улучшения его свариваемости. и характеристики окраски.

    Почему возникают проблемы при сварке?

    При сварке оцинкованного материала сварщики часто сталкиваются с проблемами разбрызгивания, пористости, образования дыма и потенциального растрескивания сварных швов в результате улетучивания цинка в покрытии.

    Когда для соединения этого материала используется короткое замыкание или перенос металла распылением, улетучивающийся цинк, поднимающийся с поверхности пластины, вызывает нестабильность дуги и образование значительных брызг. Пары цинка иногда могут задерживаться в затвердевающей сварочной ванне, вызывая пористость.

    Количество сварочного дыма, образующегося при сварке, зависит от состава и толщины покрытия, а также от используемых параметров сварки. Более толстое покрытие увеличивает количество выделяемого дыма.Растрескивание также может быть результатом захвата цинка сварным швом.

    В отличие от оцинкованного покрытия, алюминиевое покрытие не является летучим, но при этом образует оксид с высокой температурой плавления, который может повлиять на стабильность дуги и вызвать разбрызгивание. Этот оксид также препятствует хорошему смачиванию поверхности, что может привести к ухудшению формы валика.

    Современные методы сварки не работают

    Большая часть оцинкованной стали сваривается, как и ее аналоги без покрытия, с небольшими изменениями в процессах и параметрах.Сплошная проволока, используемая с короткозамкнутым переносом, и защитный газ аргон / 25% CO2 (C-25) является обычным явлением.

    Иногда цинк удаляют с поверхностей соединения перед сваркой, чтобы улучшить качество сварки, или в стыке делают зазоры, чтобы пары цинка выходили из области соединения во время сварки, что снижает разбрызгивание и пористость. Напряжение и ток могут быть немного увеличены, чтобы помочь улучшить стабильность дуги и увеличить удаление цинкового покрытия до того, как лужа достигнет области соединения. Качество может немного улучшиться, но постоянная проблема — снижение производительности, плохой внешний вид и прочность сварных швов.

    Комбинации проволока-газ для улучшения сварки стали с покрытием

    Правильный размер и тип проволоки в сочетании с наиболее подходящим защитным газом могут существенно улучшить характеристики газовой дуговой сварки (GMAW) оцинкованной стали и стали с покрытием.

    Оценка различных комбинаций проволоки и газа в технологическом центре Praxair в Тонаванде, штат Нью-Йорк, показала, что сплошная проволока с низким содержанием кремния (ER 70S-3, в среднем 0,55% кремния) снижает вероятность возникновения горячих трещин в металле сварного шва, в котором присутствует цинк. покрытие.Использование проволоки диаметром 0,045 дюйма, а не обычно выбираемой 0,035 дюйма. диаметр для этого калибра материала — сгенерированный более высокая скорость перемещения и удаление меньшего количества покрытия вблизи фактической области сварного шва.

    Оценка газовой смеси показала, что защита аргоном / кислородом приводит к образованию неприлипающего оксида, который снижает коррозионную стойкость в области, окружающей сварное соединение. Сочетание аргона и CO2 улучшает форму шва и качество сварки по мере увеличения содержания CO2, но обычно это увеличивает образование брызг и дыма при сварке.

    Продолжение оценки показало, что экспериментальная смесь аргона, CO2 и небольшого количества гелия снижает разбрызгивание и образование сварочного дыма, а также улучшает внешний вид валика. Эта газовая смесь со сплошной проволокой с низким содержанием кремния обеспечивает оптимальные характеристики при коротком замыкании (см. «Производитель оборудования для игровых площадок обеспечивает лучшую сварку» боковая панель).


    Производитель оборудования для игровых площадок улучшает сварные швы

    Бренда Спуббе, сварщик, BCI Burke, и Крис Браунли, специалист по производительности, Praxair, испытывают игровое оборудование, изготовленное BCI Burke, в Lakeside Park, Fond du Lac, Wis.

    BCI Burke, разработчику и изготовителю оборудования для игровых площадок в Фон-дю-Лак, штат Висконсин, потребовалось сократить время, затрачиваемое на шлифовку, чтобы удалить брызги и улучшить внешний вид сварных швов. Окрашенные оцинкованные трубы используются для многих компонентов игрового набора компании, и, поскольку хорошее качество сварки и внешний вид имеют решающее значение для приемлемости и безопасности использования этого оборудования, чрезмерное разбрызгивание является причиной большая проблема. Его удаление приводит к непроизводительным затратам труда, а также к значительным расходам, связанным с шлифовальными кругами и другими необходимыми принадлежностями.
    Чтобы оптимизировать процесс сварки, BCI использовала смесь защитного газа аргон / гелий / CO2 вместо смеси аргон / 25% CO2. При передаче с коротким замыканием новая смесь давала меньше брызг и повышала стабильность дуги, что сводило к минимуму шлифование после сварки.
    Оценочные испытания на собственном производстве показали, что разбрызгивание уменьшилось примерно вдвое, что практически исключает необходимость очистки. Кроме того, были снижены уровни сварочного дыма и потребление газа, а скорость передвижения увеличилась.

    Импульсный металлический переходник с твердым телом

    Импульсный перенос металла GMAW может помочь еще больше улучшить качество сварки оцинкованной стали. За счет уменьшения разбрызгивания увеличивается эффективность процесса и сводится к минимуму очистка. Управляемый перенос мелкокапельной струи, создаваемый импульсным GMAW, приводит к более стабильной дуге, чем при коротком замыкании, поэтому можно соединять больше типов соединений и более широкий диапазон толщин материала. Его более низкие средние текущие уровни а большая стабильность приводит к снижению уровня дыма, поскольку испаряется меньше цинка.Хорошие результаты достигаются при использовании проволоки с низким содержанием кремния и смеси газов аргон / CO2.

    В примере 1 листовой материал толщиной от 16 до 12 (от 0,060 до 0,10 дюйма) соединялся с использованием передачи с коротким замыканием. Замена импульсной GMAW смесью аргон / газ с низким содержанием CO2 уменьшила разбрызгивание и повысила эффективность осаждения с 85 до 98,5%. Было выполнено небольшое повторное покрытие основного материала и сварного шва после сварки. требуется.

    Изменения в конструкции с использованием новой технологии сварки

    Из-за обширной шлифовки и очистки, которые ранее были связаны со сваркой сталей с покрытием, некоторые производители вынуждены изготавливать компоненты из стали без покрытия, а затем очищать и цинковать погружением перед порошковой окраской эти детали для обеспечения необходимой коррозионной стойкости. Эти дополнительные операции значительно увеличивают производственные затраты и время для завершения изготовления. Теперь дизайн с предварительно нанесенным покрытием или предварительно оцинкованным материалом и деталями, такими как трубы, можно достичь коррозионной стойкости без последующего цинкования и порошковой окраски. Это значительно увеличивает производительность и снижает затраты.

    Соединение алюминированного стального листа

    Алюминированная сталь представляет другие, но более легко решаемые сварочные проблемы. Здесь также ключевыми проблемами являются контроль формы валика и уровня разбрызгивания.Алюминиевое покрытие образует трудноудаляемый оксид, который препятствует смачиванию валика и вызывает нестабильность дуги из-за разбрызгивания. Поскольку это покрытие не является летучим, как покрытия, содержащие цинк, прочность сварного шва не является такой большой проблемой. подобно оцинкованный материал, короткозамкнутый переход с C-25 является наиболее часто используемым методом сварки.

    В технологическом центре Praxair была проведена оценка передачи короткого замыкания с использованием нескольких комбинаций проволока-газ для улучшения свариваемости алюминизированной стали.Форма сварного шва и глубина проплавления были ключевыми факторами при выборе наилучшего сочетания проволоки и газа. Аргон с низким содержанием CO2 (от 5 до 10 процентов) работает лучше всего за счет минимизации разбрызгивания и улучшение контроля формы борта.

    Импульсный перенос металла значительно снижает разбрызгивание при соединении алюминированных листов. Лучшая общая форма бусинок — более плоская, с меньшим «выступом» — была получена при использовании смесей аргон / CO2. Аргон / 8% CO2 — лучшая двухкомпонентная газовая смесь. Из трех оцениваемых смесей смесь аргон-гелий / СО2 дает лучшую форму гранул и дополнительно снижает разбрызгивание по сравнению с обычными двухкомпонентными смесями аргон / СО2.

    Пайка MIG стали с покрытием

    Альтернативой сварке стали с покрытием (особенно оцинкованной) является пайка с использованием медно-кремниевых (бронза) или алюминиево-медно-кремниевых (алюминиевая бронза) сплавов с низкой температурой плавления (1500–1600 ° F) (1000–1100 ° F). Более низкие рабочие температуры процесса исключают коррозию сварных швов и уменьшают разбрызгивание и потери покрытия. Низкое тепловложение уменьшает искажения и снижает образование дыма уровни поколения. Прочность связи эквивалентна силе любого процесса пайки.

    Исторически пайка выполнялась с использованием пламени в качестве источника тепла. Последние разработки оборудования привели к появлению разновидности импульсной GMAW, известной как пайка MIG.

    При пайке оцинкованного листа методом MIG рекомендуется использовать 3-процентный сплав кремния и бронзы для повышения текучести лужи. Для материала с алюминиевым покрытием можно выбрать один из нескольких сплавов алюминия и бронзы. В качестве защитных газов для этих сплавов предпочтительны аргон или аргон с небольшой добавкой CO2.

    Решающее значение для успеха этого процесса имеет импульсное оборудование, которое может регулировать перенос одной капли материала за импульс.Короткая длина дуги со стабильным переносом металла необходима для минимизации тепловложения. Оптимальные результаты могут быть достигнуты с помощью смеси аргон / CO2 / водород, поскольку улучшенное управление дугой и слегка восстановительная атмосфера могут способствовать даже лучший внешний вид поверхности борта.

    Если механические свойства соединения позволяют использовать пайку, а стоимость расходных материалов может быть оправдана, этот процесс может предложить некоторые значительные преимущества по сравнению с традиционной дуговой сваркой. 2

    Несмотря на то, что при соединении сталей с покрытием возникает множество проблем, новые расходные материалы и технологические процессы могут улучшить качество сварки и повысить производительность.Новые смеси газов и правильные сварочные процессы могут сэкономить производителям как время, так и деньги, поскольку они сталкиваются с проблемой сохранения конкурентоспособности в мировой экономике.

    Кевин А. Литтл — менеджер отдела исследований и разработок в области сварки, Praxair Inc., 175 E. Park Drive, Tonawanda, NY 14150, 716-879-7290, факс 716-879-7275, www.praxair.com.

    Примечания:
    1. «Импульсная мощность GMAW, идеально подходящая для горячего цинкования стального листа, проектирования и изготовления сварки, май 1998 г., стр. 28-29.М. Эббингаус, Генрих Хакль и Р. Ланштайнер, «MIG-пайка оцинкованных листовых металлов и профилей», в материалах Комиссии XII Международного института сварки (IIW), документ № 1501-97, Сан-Франциско, 1997, стр. 121–137.

    общее описание и свариваемость черных металлов, сварочные позиции, сварочные аппараты и другие сварочные режущие системы Плазменная сварка

    ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ И СВАРОЧНОСТЬ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

    7-10.СТАЛЬ С НИЗКИМ УГЛЕРОМ

    а. Общие . К низкоуглеродистой (мягкой) стали относятся стали с содержанием углерода до 0,30% (рис. 7-7). В большинстве низкоуглеродистых сталей содержание углерода составляет от 0,10 до 0,25 процента, марганца — от 0,25 до 0,50 процента, фосфора — не более 0,40 процента, а серы — не более 0,50 процента. Стали этого диапазона наиболее широко используются для промышленного производства и строительства. Эти низкоуглеродистые стали не затвердевают заметно при сварке, и поэтому не требуют предварительного или последующего нагрева, за исключением особых случаев, например, когда необходимо сваривать тяжелые секции.В целом при сварке низкоуглеродистых сталей трудностей не возникает. Правильно выполненные сварные швы из низкоуглеродистой стали будут равны прочности основного металла или превосходить его. Низкоуглеродистые стали мягкие, пластичные, их можно прокатывать, штамповать, резать и обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии. Они поддаются механической обработке и легко свариваются. Литая сталь имеет шероховатую темно-серую поверхность, за исключением случаев механической обработки. Стальной прокат имеет тонкие линии на поверхности, идущие в одном направлении. Кованую сталь обычно можно узнать по форме, следам молотка или ребрам.Цвет излома — ярко-кристаллический серый, а искровой тест дает искры с длинными желто-оранжевыми полосами, которые имеют тенденцию превращаться в белые раздвоенные бенгальские огни. При плавлении сталь выделяет искры и почти мгновенно затвердевает. Низкоуглеродистые стали легко свариваются с помощью любых процессов дуговой, газовой и контактной сварки.

    г. Для сварки низкоуглеродистой стали следует использовать прутки с медным покрытием. Размеры стержней для листов различной толщины следующие:

    Толщина листа
    От 1/16 до 1/8 дюйма(От 1,6 до 3,2 мм)
    От 3,2 до 9,5 мм (от 1/8 до 3/8 дюйма)
    От 3/8 до 1/2 дюйма (от 9,5 до 12,7 мм)
    1/2 дюйма (12,7 мм) и тяжелее

    Диаметр стержня
    1,6 мм (1/16 дюйма)
    3,2 мм (1/8 дюйма)
    3/16 дюйма (4,8 мм)
    6,4 мм (1/4 дюйма)

    ПРИМЕЧАНИЕ

    Стержни от 5/16 до 3/8 дюйма(От 7,9 до 9,5 мм) доступны для тяжелой сварки. Тем не менее, тяжелые сварные швы можно выполнить с помощью стержней 3/16 или 1/4 дюйма (4,8 или 6,4 мм), правильно контролируя лужу и скорость плавления стержня.

    с. Соединения могут быть подготовлены газовой резкой или механической обработкой. Тип подготовки (рис. 7-8) определяется толщиной листа и положением сварки.

    г. Пламя должно быть нейтральным. В зависимости от толщины свариваемых пластин может использоваться метод сварки спереди или сзади.

    e. Расплавленный металл не следует перегревать, так как это вызовет кипение металла и чрезмерное искрение. В результате зернистая структура металла сварного шва будет большой, прочность будет снижена, а сварной шов будет сильно поврежден.

    ф. Низкоуглеродистые стали не затвердевают в зоне плавления в результате сварки.

    г. Дуговая сварка металла .

    (1) При дуговой сварке низкоуглеродистых сталей можно использовать электроды с экранированной дугой без покрытия, с тонким или толстым покрытием.Эти электроды относятся к низкоуглеродистому типу (от 0,10 до 0,14 процента).

    (2) Листы или листовые материалы с низким содержанием углерода, подвергшиеся воздействию низких температур, перед сваркой следует слегка нагреть до комнатной температуры.

    (3) При сварке листового металла толщиной до 1/8 дюйма (3,2 мм) может использоваться подготовка кромок для стыкового стыка с прямым квадратным стыком. Когда в этих материалах должны свариваться длинные швы, края должны быть разнесены, чтобы учесть усадку, поскольку наплавленный металл имеет тенденцию стягивать пластины вместе.Эта усадка менее значительна при дуговой сварке, чем при газовой сварке, и достаточно будет расстояния примерно 1/8 дюйма (3,2 мм).

    (4) Для коротких швов, фиксируемых на месте, следует использовать технику сварки обратным шагом или пропуском. Это предотвратит коробление или деформацию и сведет к минимуму остаточные напряжения.

    (5) Тяжелые пластины должны иметь фаску, чтобы обеспечить угол наклона до 60 градусов, в зависимости от толщины. Детали следует прихватывать через короткие промежутки времени вдоль шва.Первый или корневой валик должен быть выполнен с помощью электрода, достаточно малого диаметра, чтобы обеспечить хорошее проникновение и сплавление в основании соединения. Для этой цели подходит электрод 1/8 или 5/32 дюйма (3,2 или 4,0 мм). Перед нанесением дополнительных слоев наплавленного металла первый валик следует тщательно очистить путем скалывания и чистки проволочной щеткой. Дополнительные проходы присадочного металла следует выполнять с помощью электрода 5/32 или 3/16 дюйма (4,0 или 4,8 мм). Проходы должны выполняться плетением для плоского, горизонтального или вертикального положения.При сварке над головой наилучшие результаты достигаются при использовании струнных валиков по всему шву.

    (6) При сварке тяжелых профилей, имеющих фаску с обеих сторон, валики плетения следует укладывать попеременно с одной стороны, а затем с другой. Это уменьшит степень деформации сварной конструкции. Перед нанесением дополнительного металла каждый валик следует тщательно очистить, чтобы удалить всю окалину, оксиды и шлак. Движение электрода следует контролировать так, чтобы валик был однородным по толщине и не допускал подрезов и перекрытий на краях сварного шва.Все шлаки и оксиды должны быть удалены с поверхности сварного шва, чтобы предотвратить ржавление.

    ч. Углеродно-дуговая сварка . Листы с низким содержанием углерода и листы толщиной до 3/4 дюйма (19,0 мм) можно сваривать с использованием процесса дуговой сварки углем. Дуга зажигается по краям пластины, которые подготавливаются аналогично тому, как это требуется для дуговой сварки металла. На стык следует нанести флюс и добавить присадочный металл, как при кислородно-ацетиленовой сварке. Вокруг расплавленного основания должен быть предусмотрен газовый экран.Также должен быть предусмотрен присадочный металл с помощью сварочного стержня с флюсовым покрытием. Сварку нужно производить без перегрева расплавленного металла. Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к тому, что металл сварного шва поглотит чрезмерное количество углерода из электрода, кислорода и азота из воздуха, а также станет причиной хрупкости сварного соединения.

    7-11. СРЕДНИЙ УГЛЕРОДА

    а. Общие . Среднеуглеродистые стали — это нелегированные стали, содержащие от 0.От 30 до 0,55 процентов углерода. Эти стали могут подвергаться термообработке после изготовления и использоваться для общей механической обработки и ковки деталей, требующих твердости и прочности поверхности. Они выпускаются в прутковой форме и в холоднокатаном или нормализованном и отожженном состоянии. При сварке термообработанных сталей их следует предварительно нагреть от 300 до 500 ° F (от 149 до 260 ° C) в зависимости от содержания углерода (от 0,25 до 0,45 процента) и толщины стали. Температуру предварительного нагрева можно проверить, приложив полоску припоя 50-50 (точка плавления 450 ° F (232 ° C)) к пластине в месте соединения и отметив, когда припой начинает плавиться.Во время сварки зона шва затвердеет при быстром охлаждении, и после сварки необходимо снять напряжение. Среднеуглеродистые стали можно сваривать любым способом: дуговой, газовой или контактной сваркой.

    г. При более высоком содержании углерода и марганца следует использовать электроды с низким содержанием водорода, особенно в более толстых секциях. Электроды с низким содержанием углерода, с толстым покрытием, прямой или обратной полярности, аналогичные тем, которые используются для дуговой сварки низкоуглеродистых сталей, подходят для сварки среднеуглеродистых сталей.

    с. Перед сваркой мелкие детали следует отжечь для придания им мягкости. Детали должны быть предварительно нагреты в месте стыка и свариваться присадочным прутком, обеспечивающим термическую обработку швов. После сварки вся деталь должна быть подвергнута термообработке для восстановления первоначальных свойств.

    г. Для сварки среднеуглеродистых сталей можно использовать как низкоуглеродистый, так и высокопрочный пруток. Сварочное пламя должно быть настроено на легкое науглероживание, а лужа металла должна быть как можно меньше, чтобы соединение было прочным.Сварка науглероживающим пламенем вызывает быстрый нагрев металла, поскольку тепло выделяется, когда сталь поглощает углерод. Это позволяет выполнять сварку на более высоких скоростях.

    e. Следует позаботиться о медленном охлаждении деталей после сварки, чтобы предотвратить растрескивание сварного шва. Для снятия напряжений со всей свариваемой детали необходимо нагреть ее до температуры от 1100 до 1250 ° F (от 593 до 677 ° C) в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины, а затем медленно охладить. Охлаждение можно осуществить, покрыв детали огнестойким материалом или песком.

    ф. Среднеуглеродистые стали можно паять с использованием предварительного нагрева от 200 до 400 ° F (от 93 до 204 ° C), хорошего бронзового стержня и припоя. Однако эти стали лучше сваривать дуговой сваркой с использованием электродов, экранированных из низкоуглеродистой стали.

    г. При сварке низкоуглеродистой стали помните о следующих общих технологиях:

    (1) Пластины должны быть подготовлены к сварке аналогично тому, как это используется для сварки низкоуглеродистых сталей.При сварке электродами из низкоуглеродистой стали необходимо тщательно контролировать температуру сварки, чтобы избежать перегрева металла шва и чрезмерного проникновения в боковые стенки соединения. Этот контроль достигается путем направления электрода больше к ранее нанесенному присадочному металлу, прилегающему к боковым стенкам, чем непосредственно к боковым стенкам. При использовании этой процедуры металл шва вымывается на сторону стыка и плавится с ним без глубокого или чрезмерного проникновения.

    (2) Высокая температура сварки приведет к тому, что большие участки основного металла в зоне плавления, прилегающей к сварным швам, станут твердыми и хрупкими. Площадь этих твердых зон в основном металле можно свести к минимуму, выполнив сварку серией небольших нитей или валиков, которые ограничат подвод тепла. Каждый валик или слой наплавленного металла будет измельчать зерно в сварном шве непосредственно под ним, а также отжигать и уменьшать твердость, полученную в основном металле предыдущим валиком.

    (3) По возможности, готовое соединение следует подвергнуть термообработке после сварки. Снятие напряжений обычно используется при соединении низкоуглеродистой стали, а высокоуглеродистые сплавы следует отжигать.

    (4) При сварке среднеуглеродистых сталей электродами из нержавеющей стали металл следует наплавлять в виде валиков, чтобы предотвратить растрескивание металла шва в зоне плавления. При наплавке металла шва в верхние слои сварных швов, выполненных на тяжелых участках, вращательное движение электрода не должно превышать трех диаметров электрода.

    (5) Каждый последующий валик сварного шва должен быть снят, зачищен щеткой и очищен перед укладкой следующего валика.

    7-12. ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ

    а. Общие . К высокоуглеродистым сталям относятся стали с содержанием углерода более 0,55%. Необработанная поверхность высокоуглеродистой стали темно-серого цвета и похожа на поверхность других сталей. Высокоуглеродистые стали обычно дают очень мелкозернистый излом, более белый, чем низкоуглеродистые стали.Инструментальная сталь тверже и хрупче, чем листовая сталь или другой низкоуглеродистый материал. Высокоуглеродистая сталь может быть закалена путем нагревания до хорошего красного цвета и закалки в воде. Низкоуглеродистая сталь, кованое железо и стальные отливки не подлежат закалке. Расплавленная высокоуглеродистая сталь ярче низкоуглеродистой стали, а поверхность плавления имеет ячеистый вид. У нее более легкое искрение, чем у низкоуглеродистой (мягкой) стали, и искры более белые. Эти стали используются для производства инструментов, которые после изготовления подвергаются термообработке для создания твердой структуры, необходимой для выдерживания высокого напряжения сдвига и износа.Они изготавливаются в виде стержней, листов и проволоки, а также в отожженном или нормализованном и отожженном состоянии, чтобы их можно было обрабатывать перед термообработкой. Высокоуглеродистые стали трудно сваривать из-за закаливающего воздействия тепла на сварное соединение. Из-за высокого содержания углерода и термической обработки, обычно применяемой для этих сталей, их основные свойства ухудшаются при дуговой сварке.

    г. Тепло сварки изменяет свойства высокоуглеродистой стали вблизи сварного шва.Для восстановления первоначальных свойств необходима термическая обработка.

    с. Перед сваркой высокоуглеродистые стали следует предварительно нагреть от 500 до 800 ° F (от 260 до 427 ° C). Температуру предварительного нагрева можно проверить с помощью сосновой палки, которая при этих температурах обугливается.

    г. Поскольку высокоуглеродистые стали плавятся при более низких температурах, чем низко- и среднеуглеродистые стали, следует проявлять осторожность, чтобы не перегреть сварной шов или основной металл. На перегрев указывает чрезмерное искрение расплавленного металла.Сварка должна быть завершена как можно скорее, а количество искры должно использоваться для проверки сварочного тепла. Пламя должно быть настроено на науглероживание. Этот тип пламени способствует образованию прочных сварных швов.

    e. Для сварки следует использовать сварочный пруток со средним или высоким содержанием углерода. После сварки необходимо снять напряжение со всей детали путем нагревания до температуры от 1200 до 1450 ° F (от 649 до 788 ° C) в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины, а затем медленного охлаждения. Если детали можно легко размягчить перед сваркой, для соединения следует использовать сварочный стержень с высоким содержанием углерода. Затем всю деталь следует подвергнуть термообработке для восстановления исходных свойств основного металла.

    ф. В некоторых случаях мелкий ремонт этих сталей можно выполнить пайкой. Для этого процесса не требуются такие высокие температуры, как при сварке, поэтому на свойства основного металла это серьезно не влияет. Пайку следует использовать только в особых случаях, поскольку прочность соединения не такая высокая, как у исходного основного металла.

    г. С высокоуглеродистой сталью можно использовать электроды из мягкой или нержавеющей стали.

    ч. Дуговая сварка высокоуглеродистой стали требует критического контроля температуры сварного шва. Следует помнить о следующих методах:

    (1) Теплота сварки должна быть отрегулирована, чтобы обеспечить хорошее плавление боковых стенок и основания стыка без чрезмерного провара. Контроль нагрева сварочного шва может быть осуществлен путем наплавки металла шва небольшими валиками.Следует избегать чрезмерного образования луж на металле, поскольку это может привести к отрыву углерода от основного металла, что, в свою очередь, сделает металл сварного шва твердым и хрупким. Сплав присадочного металла и боковых стенок должен быть ограничен узкой зоной. Используйте процедуру поверхностной сварки, предписанную для среднеуглеродистых сталей (пункты 7-11).

    (2) Та же процедура подготовки кромок, очистки сварных швов и последовательности сварочных швов, которая предписана для низко- и среднеуглеродистых сталей, также применяется к высокоуглеродистым сталям.

    (3) Небольшие детали из высокоуглеродистой стали иногда ремонтируют путем наращивания изношенных поверхностей. Когда это будет сделано, кусок следует отжечь или размягчить, нагревая до красного огня и медленно остывая. Затем деталь следует сварить или укрепить электродами из среднеуглеродистой или высокопрочной стали и после сварки подвергнуть термообработке для восстановления ее первоначальных свойств.

    7-13. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

    а. Общие . Стали, используемые для изготовления инструментов, штампов и штампов, являются, пожалуй, самыми твердыми, прочными и прочными сталями, используемыми в промышленности.В общем, инструментальные стали — это стали от среднего до высокоуглеродистого, в которые в различных количествах включены определенные элементы для обеспечения особых характеристик. Искровой тест показывает умеренно большой объем белых искр с множеством мелких повторяющихся вспышек.

    г. Углерод входит в состав инструментальной стали, чтобы помочь упрочнить сталь для обеспечения устойчивости к резанию и износу. Другие элементы добавляются для обеспечения большей прочности или прочности. В некоторых случаях добавляются элементы, чтобы сохранить размер и форму инструмента во время его операции закалки при термообработке или сделать операцию закалки более безопасной и обеспечить красную твердость, чтобы инструмент сохранял свою твердость и прочность, когда он становится очень горячим. Железо является преобладающим элементом в составе инструментальных сталей. Другие добавленные элементы включают хром, кобальт, марганец, молибден, никель, вольфрам и ванадий. Инструментальная или штамповая сталь предназначена для специальных целей, которые зависят от состава. Некоторые инструментальные стали производятся для изготовления штампов; одни предназначены для изготовления форм, другие — для горячей обработки, а третьи — для высокоскоростной резки.

    с. Другой способ классификации инструментальных сталей — по типу закалки, необходимой для упрочнения стали.Самая жесткая закалка после нагрева — закалка в воде (водоотверждаемые стали). Менее жесткой закалкой является закалка в масле, получаемая при охлаждении инструментальной стали в масляных ваннах (закаленные в масле стали). Наименее резкая закалка — охлаждение на воздухе (закаленные на воздухе стали).

    г. Инструментальные стали и штампы также можно классифицировать в соответствии с работой, которую должен выполнять инструмент. Это основано на количестве классов.

    (1) Стали класса I используются для изготовления инструментов, которые работают за счет срезания или резания, например, отрезных штампов, режущих штампов, вырубных штампов и обрезных штампов.

    (2) Стали класса II используются для изготовления инструментов, которые создают желаемую форму детали, заставляя обрабатываемый материал, горячий или холодный, течь под действием напряжения. Сюда входят штампы для волочения, формовочные штампы, переходные штампы, штамповочные штампы, пластиковые формы и штампы для литья под давлением.

    (3) Стали класса III используются для изготовления инструментов, которые воздействуют на обрабатываемый материал, частично или полностью реформируя его без изменения фактических размеров.Сюда входят гибочные матрицы, гибочные матрицы и гибочные матрицы.

    (4) Стали класса IV используются для изготовления штампов, работающих под высоким давлением и создающих поток металла или другого материала, придающий им желаемую форму. Сюда входят штампы для обжима, штампы для тиснения, штампы для товарных позиций, штампы для экструзии и штампы для кольцевания.

    e. Стали в группе инструментальных сталей имеют содержание углерода от 0,83 до 1,55 процента. Их редко сваривают дуговой сваркой из-за чрезмерной твердости, возникающей в зоне плавления основного металла.Если необходимо выполнить дуговую сварку, можно использовать электроды из низкоуглеродистой или нержавеющей стали.

    ф. При сварке инструментальных сталей необходимо использовать равномерно высокие температуры предварительного нагрева (до 1000 ° F (583 ° C)).

    г. Как правило, следует соблюдать те же меры предосторожности, что и при сварке высокоуглеродистых сталей. Сварочный раструб следует отрегулировать на науглероживание, чтобы предотвратить выгорание углерода в металле шва. Сварку нужно производить как можно быстрее, стараясь не перегреть расплавленный металл. После сварки сталь следует подвергнуть термообработке для восстановления первоначальных свойств.

    ч. Буровые штанги можно использовать в качестве присадочных стержней, потому что их высокое содержание углерода близко к содержанию инструментальных сталей.

    и. Флюс, пригодный для сварки чугуна, следует использовать в небольших количествах для защиты лужи высокоуглеродистой стали и для удаления оксидов в металле шва.

    Дж. Техника сварки . При сварке инструментальных сталей следует учитывать следующие методы:

    (1) Если свариваемые детали небольшие, их следует отжечь или размягчить перед сваркой.Затем края следует предварительно нагреть до 1000 ° F (538 ° C), в зависимости от содержания углерода и толщины листа. Сварку следует производить либо низкоуглеродистым, либо высокопрочным электродом.

    (2) Высокоуглеродистые электроды нельзя использовать для сварки инструментальной стали. Углерод, улавливаемый присадочным металлом из основного металла, приведет к тому, что сварной шов станет стекловидным, тогда как металл шва из мягкой стали может поглощать дополнительный углерод, не становясь чрезмерно твердым. Затем сварную деталь следует подвергнуть термообработке для восстановления ее первоначальных свойств.

    (3) При сварке электродами из нержавеющей стали край пластины следует предварительно нагреть, чтобы предотвратить образование твердых зон в основном металле. Металл сварного шва следует наносить небольшими валиками, чтобы свести к минимуму тепловложение. В общем, процедура нанесения такая же, как и для средне- и высокоуглеродистых сталей.

    к. Существует четыре типа штамповой стали, ремонтопригодной для сварки. Это штампы для закалки в воде, штампы для закалки в масле, штампы для закалки на воздухе и инструменты для горячей обработки.Также можно отремонтировать быстроходные инструменты.

    7-14. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВНЫЕ СТАЛИ

    а. Общие . Было разработано большое количество и разнообразие высокопрочных, высокотвердых, коррозионно-стойких сталей, обеспечивающих устойчивость и другие особые свойства. Для большинства этих сталей требуется специальный процесс термообработки для достижения желаемых характеристик в готовом состоянии. Легированные стали обладают большей прочностью и долговечностью, чем другие углеродистые стали, и данная прочность обеспечивается меньшим весом материала.

    г. К легированным сталям высокой твердости относятся:

    (1) Стали, легированные хромом . Хром используется в качестве легирующего элемента в углеродистых сталях для повышения прокаливаемости, коррозионной стойкости и ударопрочности, а также обеспечивает высокую прочность с небольшой потерей пластичности. Хром в больших количествах укорачивает искровой поток вдвое по сравнению с той же сталью без хрома, но не влияет на яркость потока.

    (2) Никелевые легированные стали .Никель увеличивает ударную вязкость, прочность и пластичность сталей и снижает температуру закалки, поэтому для закалки используется закалка в масле, а не в воде. Никелевая искра имеет короткую резко очерченную полосу яркого света прямо перед вилкой.

    (3) Стали с высоким содержанием хромоникелевых сплавов (нержавеющие) . Эти высоколегированные стали имеют широкий диапазон составов. Их нержавеющие, коррозионные и жаропрочные свойства меняются в зависимости от состава сплава и обусловлены образованием очень тонкой оксидной пленки, которая образуется на поверхности металла.Искры соломенного цвета возле точильного круга и белые в конце полосы. Имеется средний объем полос с умеренным количеством разветвленных пакетов.

    (4) Марганцевые легированные стали . Марганец используется в стали для повышения прочности, износостойкости, облегчения горячей прокатки и ковки. Повышение содержания марганца снижает свариваемость стали. Стали, содержащие марганец, создают искру, похожую на искру углерода. Умеренное увеличение содержания марганца увеличивает объем искровой струи и интенсивность вспышек.Сталь, содержащая более чем нормальное количество марганца, будет давать искру, аналогичную высокоуглеродистой стали с более низким содержанием марганца.

    (5) Молибденовые легированные стали . Молибден увеличивает прокаливаемость, то есть глубину затвердевания, возможную при термообработке. Ударно-усталостные свойства стали улучшены за счет содержания молибдена до 0,60%. При содержании молибдена более 0,60% ухудшается собственно ударная усталость. Износостойкость улучшается при содержании молибдена выше примерно 0.75 процентов. Иногда молибден объединяют с хромом, вольфрамом или ванадием для получения желаемых свойств. Стали, содержащие этот элемент, производят характерную искру с отделенным наконечником стрелы, похожую на искру из кованого железа, которую можно увидеть даже при довольно сильных выбросах углерода. Стали, легированные молибденом, содержат никель и / или хром.

    (6) Стали, легированные титаном и колумбием (ниобием) . Эти элементы используются в качестве дополнительных легирующих добавок в коррозионно-стойких сталях с низким содержанием углерода.Они поддерживают стойкость к межкристаллитной коррозии после того, как металл подвергается воздействию высоких температур в течение длительного периода времени.

    (7) Стали легированные вольфрамом . Вольфрам, как легирующий элемент в инструментальной стали, имеет тенденцию давать мелкое плотное зерно при использовании в относительно небольших количествах. При использовании в больших количествах, от 17 до 20 процентов, и в сочетании с другими сплавами, вольфрам дает сталь, сохраняющую твердость при высоких температурах.Этот элемент обычно используется в сочетании с хромом или другими легирующими добавками. В искровом испытании вольфрам будет иметь тускло-красный цвет в искровом потоке возле колеса. Это также укорачивает искровой поток и уменьшает размер или полностью исключает выброс углерода. Вольфрамовая сталь, содержащая около 10 процентов вольфрама, вызывает короткие изогнутые оранжевые острия на концах несущих линий. Еще более низкое содержание вольфрама вызывает появление небольших белых вспышек на конце пети копья.Несущие линии могут быть от тускло-красного до оранжевого, в зависимости от других присутствующих элементов, при условии, что содержание вольфрама не слишком велико.

    (8) Ванадиевые легированные стали . Ванадий используется для контроля размера зерна. Он имеет тенденцию к повышению закаливаемости и вызывает заметную вторичную твердость, но устойчив к отпуску. Его добавляют в сталь во время производства для удаления кислорода. Легированные стали, содержащие ванадий, производят искры с отделенными наконечниками стрелок на конце несущей линии, аналогичные искрам, возникающим в молибденовых сталях.

    (9) Кремнистые легированные стали . Кремний добавляется в сталь для повышения прокаливаемости и коррозионной стойкости. Его часто используют с марганцем для получения прочной и вязкой стали.

    (10) Быстрорежущие инструментальные стали . Эти стали обычно представляют собой специальные сплавы, предназначенные для режущих инструментов. Содержание углерода колеблется от 0,70 до 0,80 процента. Их трудно сваривать, кроме как индукционным методом.Искровой тест покажет несколько длинных раздвоенных лопаток, которые имеют красный цвет около колеса и соломенный цвет около конца искровой струи.

    с. Многие из этих сталей можно сваривать с помощью электрода с толстым покрытием типа экранированной дуги, состав которого аналогичен составу основного металла. Электроды с низким содержанием углерода также могут использоваться с некоторыми сталями. Электроды из нержавеющей стали эффективны там, где предварительный нагрев невозможен или нежелателен. По возможности термообработанные стали следует предварительно нагревать, чтобы свести к минимуму образование твердых зон или слоев в основном металле, прилегающем к сварному шву. Расплавленный металл не должен перегреваться, а жар при сварке следует контролировать, наплавляя металл узкими валиками. Во многих случаях процедуры сварки среднеуглеродистых сталей (параграфы 7-11) и высокоуглеродистых сталей (параграфы 7-12) могут использоваться при сварке легированных сталей.

    7-15. ВЫСОКАЯ ПРОЧНОСТЬ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ С НИЗКИМ ЛЕГКИМ

    а. Общие . Низколегированные конструкционные стали с высоким пределом текучести (конструкционные легированные стали) — это специальные стали, прошедшие отпуск для получения исключительной прочности и долговечности.Специальные сплавы и общий состав этих сталей требуют специальной обработки для получения удовлетворительных сварных швов. Эти стали представляют собой специальные низкоуглеродистые стали, содержащие специфические небольшие количества легирующих элементов. Их закаливают и отпускают, чтобы получить предел текучести от 90 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм (от 620 550 до 689 500 кПа) и предел прочности на разрыв от 100 000 до 140 000 фунтов на квадратный дюйм (от 689 500 до 965 300 кПа), в зависимости от размера и формы. Конструкционные элементы, изготовленные из этих высокопрочных сталей, могут иметь меньшие площади поперечного сечения, чем обычные конструкционные стали, и при этом иметь равную прочность.Эти стали также более устойчивы к коррозии и истиранию, чем другие стали. При испытании на искру эти сплавы дают искру, очень похожую на искру с низким содержанием углерода.

    г. Техника сварки . Надежная сварка низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести может выполняться при соблюдении следующих правил:

    ВНИМАНИЕ

    Для предотвращения растрескивания под валиком при сварке низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести следует использовать только электроды с низким содержанием водорода.

    (1) Правильные электроды. Водород — враг номер один для прочных сварных швов легированных сталей; поэтому используйте электроды только с низким содержанием водорода (MIL-E-18038 или MIL-E-22200/1), чтобы предотвратить растрескивание под валиком. Растрескивание под валиком возникает из-за того, что водород захватывается покрытием электрода, выделяется в дугу и поглощается расплавленным металлом.

    (2) Контроль влажности электродов. Если электроды находятся в герметичном контейнере, поместите их сразу после открытия контейнера в вентилируемую печь для выдержки, установленную на 250–300 ° F (121–149 ° C).Если электроды не находятся в герметичном контейнере, поместите их в вентилируемую печь для выпечки и запекайте в течение 1-1 / 4 часа при 800 ° F (427 ° C). Запеченные электроды, пока они еще теплые, должны быть помещены в печь для выдержки до использования. Электроды должны быть сухими, чтобы исключить поглощение водорода. Тестирование на влажность должно проводиться в соответствии с MIL-E-22200.

    ПРИМЕЧАНИЕ

    Стабилизатор влажности NSN 3439-00-400-0090 — идеальная печь для выдержки в полевых условиях (MIL-M-45558).

    с. Выбор электрода с низким содержанием водорода. Электроды идентифицируются по классификационным номерам, которые всегда указаны на контейнерах электродов. Для покрытий с низким содержанием водорода два последних числа в классификации должны быть 15, 16 или 18. Чаще всего используются электроды диаметром 5/32 и 1/8 дюйма (4,0 и 3,2 мм), поскольку они больше подходит для всех видов сварки этой стали. В Таблице 7-14 перечислены электроды, используемые для сварки низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести.Таблица 7-15 представляет собой список электродов, используемых в настоящее время в системе снабжения армии.

    г. Выбор комбинаций проволока-флюс и проволока-газ . Проволочные электроды для дуговой сварки под флюсом и в среде защитного газа не классифицируются по прочности. Сварочная проволока и комбинации проволока-флюс, используемые для снятия напряжений в сталях, должны содержать не более 0,05 недавнего ванадия. Сваривать металл более 0.05% ванадия может стать хрупким при снятии напряжения. При использовании процессов дуговой сварки под флюсом или газовой дуговой сварки для сварки конструкционных сталей с высоким пределом текучести, низколегированных конструкционных сталей с низкопрочными сталями комбинация проволока-флюс и проволока-газ должна быть такой же, как и для низкопрочных сталей.

    e. Предварительный нагрев . Для сварочных пластин толщиной менее 1,0 дюйма (25,4 мм) температура выше 50 ° F (10 ° C) не требуется, за исключением удаления поверхностной влаги с металла. Таблица 7-16 содержит рекомендуемые температуры предварительного нагрева.

    ф. Тепловая сварка .

    (1) Общие . Важно избегать чрезмерной концентрации тепла, чтобы область сварного шва быстро остыла. Для определения тепловложения в сварной шов можно использовать номограмму тепловложения или калькулятор тепловложения.

    (2) Номограмма тепловой мощности . Чтобы использовать номограмму тепловой мощности (рис. 7-9), найдите значение вольта в столбце 1 и проведите линию к значению в амперах в столбце 3.От точки, где эта линия пересекает столбец 2, проведите еще одну линию до значения дюйм / мин в столбце 5. Считайте единицы тепла в точке, где эта вторая линия пересекает столбец 4. Тепловые единицы представляют собой тысячи джоулей на дюйм. Например, при 20 вольт и 300 ампер линия пересекает столбец 2 при значении 6. При 12 дюймах / мин подвод тепла определяется как 30 тепловых единиц или 30 000 джоулей / дюйм.

    (3) Вычислитель тепловой энергии .Калькулятор тепловложения можно сделать, скопировав рисунок, напечатанный на внутренней стороне задней обложки данного руководства, на пластик, светлый картон или другой подходящий материал и вырезав кусочки. Если подходящего материала нет, калькулятор можно собрать, вырезав выкройку из задней крышки. После того, как две части вырезаны, в центре каждой пробивается отверстие. Затем они собираются с помощью бумажной застежки или другого подобного устройства, которое позволяет деталям вращаться.Чтобы определить тепловложение при сварке с помощью калькулятора, поворачивайте до тех пор, пока значение на шкале вольт не совпадет со значением на шкале скорости (дюйм / мин). Значение на шкале ампер будет выровнено прямо напротив расчетного значения для тепловых единиц. Как и в случае с номограммой, тепловые единицы представляют собой тысячи джоулей на дюйм.

    (4) Максимальное тепловложение . Сравните значение погонной энергии, полученное с помощью номограммы или калькулятора, с максимальными значениями, предлагаемыми в таблицах 7-17 и 7-18.Если расчетное значение слишком велико, отрегулируйте ток, скорость движения или температуру предварительного нагрева до тех пор, пока расчетное тепловложение не будет в надлежащем диапазоне. (Таблицы применимы только к процессам с одинарной дугой, дугой в экранированной среде, дугой под флюсом, дугой вольфрамовым электродом, дугой с флюсовой сердцевиной и металлической дугой в газовой среде. процессы вертикальной сварки с высоким тепловложением, так как сварные швы, выполненные ими в сталях марки «Т-1», необходимо подвергать термической обработке закалкой и отпуском.) Для условий сварки, выходящих за пределы диапазона номограммы или калькулятора, тепловложение можно рассчитать по следующей формуле:

    г. Сварочный процесс . Надежная сварка низколегированной конструкционной стали с высоким пределом текучести может быть выполнена формально, если выбрать электрод с низким содержанием водорода или выбрать правильную комбинацию проволока-флюс или проволока-газ при использовании дуговой сварки под флюсом или процесса металлической дуги.По возможности используйте прямой стрингер. Избегайте использования рисунка плетения; однако, если необходимо, его следует ограничить узором частичного плетения. Наилучшие результаты дает легкое круговое движение электрода с площадью переплетения, не превышающей двух диаметров электрода. Никогда не используйте полный узор плетения. Рисунок частичного переплетения не должен превышать двойного диаметра электрода. Пропустите сварку, насколько это целесообразно. Иногда рекомендуется упрочнение сварного шва для снятия напряжений при охлаждении более крупных деталей.Угловые швы должны быть гладкими и иметь правильный контур. Избегайте трещин на пальцах и подрезов. Электроды, используемые для угловых швов, должны иметь меньшую прочность, чем электроды, используемые для стыковой сварки. Упрочнение угловых швов с помощью пневмоударника может помочь предотвратить образование трещин, особенно если в сварных швах необходимо снять напряжение. Пьедестал из мягкой стальной проволоки может помочь поглощать усадочные усилия. Масляная сварка в области носка перед фактической угловой сваркой укрепляет зону, где может начаться трещина на носке. В области носка накладывается валик, который затем шлифуется перед самой угловой сваркой.Этот валик масляного сварного шва должен располагаться так, чтобы кончик углового шва проходил прямо над ним во время фактической угловой сварки. Из-за того, что при угловой сварке используется дополнительный материал, скорость охлаждения увеличивается, а тепловложение может быть увеличено примерно на 25 процентов.

    7-16. ЧУГУН

    а. Общие . Чугун — это сплав железа, углерода и кремния, в котором количество углерода обычно составляет более 1,7% и менее 4.5 процентов.

    (1) Наиболее широко используемый тип чугуна известен как серый чугун. Серый чугун имеет множество составов, но обычно это перлит с множеством рассеянных чешуек графита.

    (2) Существуют также чугуны из сплавов, которые содержат небольшое количество хрома, никеля, молибдена, меди или других элементов, добавленных для обеспечения определенных свойств.

    (3) Другой легированный чугун представляет собой аустенитный чугун, который модифицирован добавками никеля и других элементов для снижения температуры превращения, так что структура становится аустенитной при комнатной или нормальной температуре.Аустенитные чугуны обладают высокой устойчивостью к коррозии.

    (4) В белом чугуне почти весь углерод находится в комбинированной форме. Это обеспечивает более высокую твердость чугуна, что используется для обеспечения устойчивости к истиранию.

    (5) Ковкий чугун получают путем специальной термообработки белого чугуна отжигом для изменения структуры углерода в чугуне. Структура меняется на перлитную или ферритную, что увеличивает ее пластичность.

    (6) Чугун с шаровидным графитом и высокопрочный чугун изготавливаются путем добавления магния или алюминия, которые либо связывают углерод в комбинированном состоянии, либо придают свободному углероду сферическую или узловую форму, а не обычную чешуйчатую форму серого цвета. чугун. Эта структура обеспечивает большую пластичность или пластичность отливки.

    (7) Чугуны широко используются в сельхозтехнике; на станках в качестве оснований, кронштейнов и крышек; для трубопроводной арматуры и чугунных труб; и для автомобильных блоков двигателя, головок, коллекторов и водоподготовки.Чугун редко используется в конструкционных работах, за исключением элементов сжатия. Он широко используется в строительной технике для создания противовесов и в других областях, где требуется вес.

    г. Серый чугун имеет низкую пластичность и поэтому не будет расширяться или растягиваться в значительной степени перед разрушением или растрескиванием. Из-за этой характеристики при сварке чугуна кислородно-ацетиленовой сваркой необходим предварительный нагрев. Однако его можно сваривать дуговым методом без предварительного нагрева, если тепло сварки тщательно контролируется.Это может быть достигнуто путем сварки только коротких отрезков стыка за один раз и охлаждения этих участков. Благодаря этой процедуре тепло сварки ограничивается небольшой площадью и исключается опасность растрескивания отливки. Крупные отливки со сложным сечением, например, мотоблоки, можно сваривать без разборки и предварительного нагрева. Обычно желательны специальные электроды, предназначенные для этой цели. Ковкий чугун, такой как ковкий чугун, высокопрочный чугун и чугун с шаровидным графитом, можно успешно сваривать.Для достижения наилучших результатов эти типы чугунов следует сваривать в отожженном состоянии.

    с. Сварка используется для восстановления новых отливок из чугуна, ремонта отливок, вышедших из строя, а также для соединения отливок друг с другом или со стальными деталями в производственных процессах. В Таблице 7-19 показаны сварочные процессы, которые можно использовать для сварки литого, ковкого и чугуна с шаровидным графитом. Выбор процесса сварки и присадочных металлов зависит от типа желаемых свойств сварного шва и ожидаемого срока службы.Например, при использовании процесса дуговой сварки защищенным металлом можно использовать различные типы присадочного металла. Присадочный металл будет влиять на соответствие цвета сварного шва по сравнению с основным материалом. Соответствие цвета может быть определяющим фактором, особенно при утилизации или ремонте отливок, когда разница в цвете недопустима.

    г. Независимо от того, какой из сварочных процессов выбран, необходимо произвести определенные подготовительные действия.Важно определить точный тип свариваемого чугуна, будь то чугун серый, ковкий или пластичный. Если точная информация неизвестна, лучше всего предположить, что это серый чугун с низкой пластичностью или без нее. Как правило, не рекомендуется сваривать ремонтные отливки из серого чугуна, которые при нормальных условиях эксплуатации подвергаются нагреву и охлаждению, особенно когда нагрев и охлаждение изменяются в диапазоне температур, превышающих 400 ° F (204 ° C). Если в качестве присадочного материала не используется чугун, металл сварного шва и основной металл могут иметь разные коэффициенты расширения и сжатия.Это будет способствовать возникновению внутренних напряжений, которые не может выдержать серый чугун. Ремонт таких отливок может быть произведен, но надежность и срок службы такого ремонта невозможно спрогнозировать с точностью.

    e. Подготовка к сварке .

    (1) При подготовке отливки к сварке необходимо удалить все поверхностные материалы, чтобы полностью очистить отливку в области сварного шва. Это означает удаление краски, смазки, масла и других посторонних материалов из зоны сварки.Желательно нагреть зону сварного шва в течение короткого времени, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварного шва основного металла. Кожа или поверхность с высоким содержанием кремния также должны быть удалены рядом с областью сварного шва как на лицевой, так и на корневой стороне. Края стыка должны быть вырезаны или отшлифованы, чтобы получился угол 60 ° или скос. Там, где есть канавки, следует использовать V-образную канавку под углом 60-90 °. V должен выступать примерно на 3,2 мм (1/8 дюйма) от дна трещины. На каждом конце трещины следует просверлить небольшое отверстие, чтобы она не расширилась.Всегда следует использовать сварные швы с полным проплавлением, поскольку не полностью устраненные трещины или дефекты могут быстро появиться снова в условиях эксплуатации.

    (2) Предварительный нагрев желателен для сварки чугунов любым сварочным процессом. Его можно уменьшить при использовании очень пластичного присадочного металла. Предварительный нагрев уменьшит температурный градиент между сварным швом и остальной частью чугуна. Температуры предварительного нагрева должны зависеть от процесса сварки, типа присадочного металла, массы и сложности отливки.Предварительный нагрев можно выполнить любым из обычных методов. Нагрев горелки обычно используется для относительно небольших отливок весом 30,0 фунтов (13,6 кг) или меньше. Более крупные детали могут быть предварительно нагреты в печи, и в некоторых случаях временные печи строятся вокруг детали, вместо того, чтобы переносить ее в печь. Таким образом, детали могут поддерживаться при высокой температуре промежуточного прохода во временной печи во время сварки. Предварительный нагрев должен быть общим, поскольку он помогает улучшить пластичность материала и распределяет усадочные напряжения по большой площади, чтобы избежать критических напряжений в любой точке.Предварительный нагрев помогает смягчить область, прилегающую к сварному шву; он способствует дегазации отливки, что, в свою очередь, снижает вероятность образования пористости наплавленного металла шва; и увеличивает скорость сварки.

    (3) Медленное охлаждение или последующий нагрев улучшает обрабатываемость зоны термического влияния в чугуне, прилегающей к сварному шву. Последующее охлаждение должно быть как можно медленнее. Это можно сделать, накрыв отливку изоляционным материалом, чтобы не допустить проникновения воздуха или ветров.

    ф. Техника сварки .

    (1) Электроды .

    (a) Чугун можно сваривать стальным электродом с покрытием, но этот метод следует использовать только в качестве чрезвычайной меры. При использовании стального электрода необходимо учитывать усадку металла сварного шва, углерод, улавливаемый из чугуна металлом сварного шва, и твердость металла сварного шва, вызванную быстрым охлаждением. При переходе из расплавленного в твердое состояние сталь дает усадку больше, чем чугун.При использовании стального электрода эта неравномерная усадка вызывает деформации стыка после сварки. Когда на соединение наносится большое количество присадочного металла, чугун может треснуть сразу за линией плавления, если не будут приняты профилактические меры. Чтобы преодолеть эти трудности, подготовленное соединение следует сварить, наплавив металл шва в виде коротких валиков длиной от 0,75 до 1,0 дюйма (от 19,0 до 25,4 мм). Это делается с перерывами, а в некоторых случаях — с помощью процедуры обратного шага и пропуска.Во избежание образования твердых участков дугу следует зажигать в V, а не по поверхности основного металла. Каждый короткий отрезок металла шва, нанесенный на соединение, следует слегка обработать в горячем состоянии небольшим ударным молотком и дать ему остыть перед нанесением дополнительного металла шва. Упрочнение приводит к ковке металла и уменьшению деформации при охлаждении.

    (b) Используемые электроды должны иметь диаметр 1/8 дюйма (3,2 мм) для предотвращения чрезмерного нагрева при сварке. Сварку следует производить с обратной полярностью.Плетение электрода должно быть сведено к минимуму. Перед добавлением дополнительного металла каждый наплавленный металл следует тщательно очистить.

    (c) Чугунные электроды должны использоваться там, где требуется последующая обработка сварного соединения. Электроды из нержавеющей стали используются, когда обработка сварного шва не требуется. Процедура выполнения сварных швов этими электродами такая же, как и для сварки электродами из низкоуглеродистой стали. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают отличное сплавление присадочного и основного металла.Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать растрескивания сварного шва, которое сжимается примерно на 50 процентов больше, чем из-за того, что нержавеющая сталь расширяется, а низкоуглеродистая сталь расширяется при одинаковых изменениях температуры.

    (2) Дуговая сварка .

    (a) Процесс дуговой сварки в среде защитного металла может использоваться для сварки чугуна. Можно использовать четыре типа присадочных металлов: электроды с чугунным покрытием; покрытые электроды из сплава на основе меди; покрытые электроды из сплава на основе никеля; и электроды, покрытые мягкой сталью.Существуют причины для использования каждого из различных конкретных типов электродов, которые включают обрабатываемость наплавки, соответствие цвета наплавке, прочность наплавки и пластичность окончательного сварного шва.

    (b) При дуговой сварке чугунными электродами (ECI) предварительно нагрейте до 250–800 ° F (от 121 до 425 ° C), в зависимости от размера и сложности отливки, а также от необходимости обработки наплавки и прилегающих к ней поверхностей. области. Чем выше степень нагрева, тем легче будет обработать наплавленный металл.В общем, лучше всего использовать электроды небольшого размера и относительно низкий ток. Следует использовать дугу средней длины, и, если это возможно, сварку следует выполнять в горизонтальном положении. Следует использовать блуждающую или пропущенную процедуру сварки, а упрочнение поможет снизить напряжения и свести к минимуму деформации. Рекомендуется медленное охлаждение после сварки. Эти электроды обеспечивают отличное цветовое соответствие серого чугуна. Прочность сварного шва будет равна прочности основного металла. Есть два типа электродов на основе меди: сплав медно-оловянный и медно-алюминиевый.Медно-цинковые сплавы нельзя использовать для электродов для дуговой сварки из-за низкой температуры кипения цинка. Цинк улетучивается в дуге и вызывает пористость металла шва.

    (c) При использовании электродов с медной основой рекомендуется предварительный нагрев от 250 до 400 ° F (от 121 до 204 ° C). Следует использовать электроды малого диаметра и слабый ток. Дуга должна быть направлена ​​против наплавленного металла или лужи, чтобы избежать проникновения и смешивания основного металла с металлом сварного шва.После сварки рекомендуется медленное охлаждение. Электроды на медной основе не обеспечивают хорошего соответствия цвета.

    (d) Существует три типа никелевых электродов, используемых для сварки чугуна. Эти электроды можно использовать без предварительного нагрева; однако рекомендуется нагревание до 100 ° F (38 ° C). Эти электроды можно использовать во всех положениях; тем не менее, рекомендуется плоское положение. Сварочный шлак следует удалять между проходами. Отложения никеля и никелевого железа чрезвычайно пластичны и не станут хрупкими из-за улавливания углерода.Твердость зоны термического влияния можно минимизировать за счет уменьшения проникновения в основной металл чугуна. Упомянутый выше прием, заключающийся в воспроизведении дуги на лужице, а не на основном металле, поможет минимизировать разбавление. Медленное охлаждение и, при необходимости, последующий нагрев улучшают обрабатываемость зоны термического влияния. Электроды на никелевой основе не обеспечивают близкого соответствия цвета.

    (e) Электроды медно-никелевого типа двух марок. Любой из этих электродов можно использовать так же, как никелевый или железоникелевый электрод, примерно с той же технологией и результатами.Отложения этих электродов не обеспечивают совпадение цвета.

    (f) Электроды из мягкой стали не рекомендуются для сварки чугуна, если требуется механическая обработка наплавки. Отложения из мягкой стали собирают достаточно углерода для образования высокоуглеродистых отложений, которые невозможно обработать. Кроме того, наплавка из мягкой стали будет иметь пониженный уровень пластичности в результате повышенного содержания углерода. Этот тип электрода следует использовать только для небольшого ремонта и не должен использоваться, когда требуется механическая обработка.Для небольших ремонтных работ возможен минимальный предварительный нагрев. Для минимизации разбавления и во избежание концентрации усадочных напряжений рекомендуется использовать небольшие электроды при слабом токе. Следует использовать короткие сварные швы в произвольной последовательности, а сварной шов следует как можно быстрее после сварки. Наплавленный электрод из мягкой стали обеспечивает хорошее соответствие цвета.

    (3) Углеродно-дуговая сварка чугуна . Отливки из чугуна можно сваривать угольной дугой, чугунным прутком и чугунным сварочным флюсом.Шов следует предварительно нагреть, перемещая угольные электроды по поверхности. Это предотвращает слишком быстрое охлаждение после сварки. Расплавленную лужу металла можно обрабатывать углеродным электродом так, чтобы перемещать любой образующийся шлак или оксиды на поверхность. Сварные швы, выполненные с помощью угольной дуги, охлаждаются медленнее и не так тверды, как сварные с использованием металлической дуги и чугунного электрода. Сварные швы поддаются механической обработке.

    (4) Газовая сварка на кислородном топливе . Процесс кислородно-топливного газа часто используется для сварки чугуна.Можно использовать большинство топливных газов. Пламя должно быть нейтральным или слегка уменьшающимся. Следует использовать флюс. Доступны два типа присадочных металлов: чугунные стержни и медно-цинковые стержни. Сварные швы, выполненные подходящим чугунным электродом, будут такими же прочными, как и основной металл. Все эти сварочные покрытия обеспечивают хорошее соответствие цветов. Следует использовать оптимальную процедуру сварки в отношении подготовки стыка, предварительного нагрева и последующего нагрева. Прутки из меди и цинка обеспечивают сварку припоем. Есть две классификации: марганцевая бронза и бронза с низким дымом.Осажденная бронза имеет относительно высокую пластичность, но не обеспечивает совпадение цвета.

    (5) Пайка и сварка припоем .

    (a) Пайка используется для соединения чугуна с чугуном и сталью. В этих случаях для пайки следует выбирать такую ​​конструкцию соединения, чтобы капиллярное притяжение заставляло присадочный металл течь между плотно прилегающими деталями. Обычно используется факельный метод. Кроме того, в качестве источников тепла могут использоваться угольная дуга, двойная угольная дуга, газово-вольфрамовая дуга и плазменная дуга.Обычно используются два металлических сплава припоя; оба являются сплавами меди и цинка. Сварку припоя можно также использовать для соединения чугуна. При сварке пайкой присадочный металл не втягивается в соединение за счет капиллярного притяжения. Иногда это называют сваркой бронзы. Следует использовать наполнитель с жидкостью при температуре выше 850 ° F (454 ° C). Сварка пайкой не обеспечивает совпадения цвета.

    (b) Сварка пайкой может также выполняться с помощью дуговой сварки в защитном металлическом корпусе или с помощью дуговой сварки металлическим газом.Предварительный нагрев при высоких температурах обычно не требуется для сварки пайкой, если только деталь не является очень тяжелой или сложной по геометрии. Наплавленный бронзовый металл сварного шва имеет чрезвычайно высокую пластичность, которая компенсирует недостаточную пластичность чугуна. Тепла дуги достаточно, чтобы довести поверхность чугуна до температуры, при которой сплав присадочного металла на основе меди будет сцепляться с чугуном. Поскольку перемешивание материалов незначительное или отсутствует, зона, прилегающая к сварному шву в основном металле, не затвердевает заметно.После завершения сварки сварной шов и прилегающий участок можно обработать. Как правило, для большинства применений достаточно предварительного нагрева до 200 ° F (93 ° C). Скорость охлаждения не очень важна, и термообработка для снятия напряжения обычно не требуется. Этот тип сварки обычно используется для ремонтной сварки автомобильных деталей, деталей сельскохозяйственных орудий и даже блоков и головок автомобильных двигателей. Его можно использовать только в том случае, если отсутствие соответствия цветов не вызывает возражений.

    (6) Газовая дуговая сварка металлическим электродом .Процесс газовой дуговой сварки может использоваться для сварки ковкого чугуна и углеродистой стали. Можно использовать несколько типов электродной проволоки, в том числе:

    (a) Мягкая сталь с использованием 75% аргона + 25% CO 2 для защиты.

    (b) Никель-медь с использованием 100% аргона для защиты.

    (c) Кремниевая бронза с использованием 50% аргона + 50% гелия для защиты.

    Во всех случаях следует использовать электродную проволоку малого диаметра при слабом токе.При использовании электродной проволоки из мягкой стали подается смесь защитного газа аргон-CO 2 для минимизации проникновения. В случае присадочного металла на основе никеля и присадочного металла на основе меди наплавленный присадочный металл является чрезвычайно пластичным. Низкоуглеродистая сталь обеспечивает хорошее соответствие цвета. Обычно требуется более высокий предварительный нагрев, чтобы снизить остаточные напряжения и склонность к растрескиванию.

    (7) Дуговая сварка порошковой проволокой . Этот процесс недавно стал применяться для сварки чугунов.Более успешным применением была порошковая проволока на никелевой основе. Эта электродная проволока обычно работает с защитным газом CO 2 , но когда более низкие механические свойства не являются нежелательными, она может работать без внешнего защитного газа. Можно использовать минимальные температуры предварительного нагрева. Этот метод должен минимизировать проникновение в основной металл чугуна. Последующий нагрев обычно не требуется. Подбор цвета не получается.

    (8) Шпилька .Трещины в крупных отливках иногда заделывают шпильками (рис. 7-10). В этом процессе трещина удаляется шлифовкой V-образной канавки. Отверстия просверливаются и нарезаются под углом с каждой стороны канавки, и шпильки ввинчиваются в эти отверстия на расстояние, равное диаметру шпилек, причем верхние концы выступают примерно на 1/4 дюйма (6,4 мм) над канавкой. чугунная поверхность. Шпильки следует герметично приварить на месте с помощью одного или двух валиков вокруг каждой шпильки, а затем связать вместе сварными металлическими швами.Сварные швы следует выполнять короткими отрезками, каждый отрезок подвергается закалке в горячем состоянии, чтобы предотвратить высокие напряжения или растрескивание при охлаждении. Перед нанесением дополнительного металла каждую полоску необходимо дать остыть и тщательно очистить. Если метод крепления шипов не может быть применен, края стыка следует вырезать или обработать инструментом с круглым концом, чтобы образовалась U-образная канавка, в которую должен быть наплавлен металл шва.

    (9) Для чугуна можно использовать другие способы сварки.Термитная сварка использовалась для ремонта определенных типов деталей станков из чугуна. Пайка может использоваться для соединения чугуна и иногда используется для ремонта небольших дефектов в небольших отливках.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *