Сварка меди и ее сплавов: Сварка меди и ее сплавов: особенности и технологии

Содержание

Сварка меди и ее сплавов

Медь относится к тяжелым цветным металлам, ее плотность составляет 8,9 г/см3, что выше, чем у железа. Благодаря высокой электропроводности, теплопроводности и коррозионной стойкости медь заняла прочное место в электропромышленности, приборной технике и химическом машиностроении для изготовления разнообразной аппаратуры. Медь и многие ее сплавы применяют для изготовления изделий криогенной техники. Промышленность выпускает медь марок МО (99, 95% Cu, примеси не более 0,05%), Ml (99,90% Cu, примеси не более 0,1%) и др. Чистая медь хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии, малочувствительна к изменениям низких температур. При повышении температуры прочностные свойства меди изменяются в широких пределах.

В машиностроении получили распространение сплавы на основе меди — латуни и бронзы, которые имеют лучшие прочностные и технологические характеристики. Латуни-сплавы меди с цинком, их подразделяют на две группы: простые (однофазные) и многокомпонентные (или специальные). Однофазные латуни (не более 39% Zn) имеют структуру a-фазы и называются a-латунями. Они пластичны, хорошо деформируются в холодном и горячем состоянии. Латуни с содержанием более 39% Zn имеют (а + b)-структуры, более твердые и прочные, в сварных конструкциях применяются редко.

Бронзы — сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем, железом и другими элементами. Бронзы, у которых основным легирующим элементом является олово, называют оловянными бронзами (БрОФб,5-0,4; БрОФ4-0,25 и др.). Остальные бронзы в зависимости от основного легирующего компонента называют алюминиевыми, кадмиевыми и т.д. В отдельную группу выделяются сплавы меди с никелем — мельхиоры, в качестве лигирующего компонента содержащие никель, например МН20 (20% Ni), и нейзильберы — сплавы с никелем и цинком, например МНц 19-20 (19% Ni и 20% Zn). В них могут вводиться и другие элементы, такие сплавы получили название специальных мельхиоров и нейзильберов. Сплавы этой группы обладают повышенной коррозионной устойчивостью и применяются в судовой и химической аппаратуре.

Медь и ее сплавы свариваются многими способами. При оценке свариваемости необходимо учитывать, что медь и ее сплавы отличаются от большинства других конструкционных материалов более высокой теплопроводностью (в 6 раз выше, чем у железа), коэффициентом теплового расширения (в 1,5 раза больше, чем у стали) и величиной усадки при затвердевании (в 2 раза больше, чем у стали). Медь и ее сплавы склонны к пористости и возникновению кристаллизационных трещин, активно поглощают газы, особенно кислород и водород, которые оказывают вредное влияние на прочностные и технологические характеристики.

Кислород растворим в твердой меди. При повышении температуры медь активно окисляется, образуя оксид (закись) меди Cu2О, который при затвердевании образует с медью эвтектику Cu-Cu2О. Располагаясь по границам зерен, эвтектика снижает коррозионную стойкость и пластичность меди. При содержании в меди кислорода более 0,1% затрудняются процессы горячей деформации, сварки и других видов горячей обработки. Водород хорошо растворяется в жидкой меди. В затвердевшем металле растворимость водорода незначительна. С повышением температуры растворимость водорода возрастает, особенно при переходе в жидкое состояние. Азот имеет малое сродство к меди и нерастворим в ней. Насыщение металла шва газами может быть предпосылкой к образованию пористости. Пористость в швах могут вызвать водяные пары, появившиеся в металле в результате реакции с кислородом оксида меди Cu2О. Водяные пары, накапливаясь в микродефектах металла, создают в них давление, разрушающее металл с образованием микротрещин. Это явление носит название водородной болезни меди. Возникновение пор и микротрещин может быть связано и с усадочными явлениями, протекающими в процессе кристаллизации сварного шва. Низкая стойкость меди и ее сплавов против возникновения пор в швах в основном обусловлена активным взаимодействием меди с водородом и протеканием при этом сопутствующих процессов (образование водяных паров, выделение газообразного водорода).

 

СПЕЦИФИКА СВАРКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

Медь и ее сплавы при сварке подвержены образованию горячих трещин. Это обусловлено высоким значением коэффициента теплового расширения, большой величиной литейной усадки при затвердевании и высокой теплопроводностью в сочетании с наличием в меди и ее сплавах вредных примесей (кислорода, сурьмы, висмута, серы, свинца), которые образуют с медью легкоплавкие эвтектики. При затвердевании металла шва эвтектики сосредоточиваются по границам кристаллитов, снижая межкристаллитную прочность. Для обеспечения высоких свойств металла концентрацию примесей в меди ограничивают. Например, в меди допускается не более 0,005% сурьмы, 0,005% висмута, 0,004% серы.

При сварке меди и ее сплавов в швах формируется крупнокристаллистическая структура. Это связано с тем, что высокая теплопроводность меди и ее сплавов при сварке способствует интенсивному распространению теплоты от центра сварного шва в основной металл. При этом создаются благоприятные условия для направленной кристаллизации от зоны сплавления в глубь сварочной ванны. В шве кристаллиты вытягиваются в направлении теплового потока, образуя крупнозернистую столбчатую структуру. Интенсивное распространение теплоты в основной металл при сварке способствует также росту зерна в зоне термического влияния Основными трудностями при сварке меди являются:

  • легкая окисляемость в расплавленном состоянии, что способствует образованию горячих трещин;
  • влияние вредных примесей, усугубляющих склонность к трещинообразованию и охрупчиванию металла швов;
  • высокая чувствительность к вредному влиянию водорода;
  • склонность к росту зерна и связанному с этим охрупчиванию под влиянием сварочного нагрева в зоне термического влияния

Дополнительными технологическими трудностями при сварке меди являются высокая теплопроводимость, высокий коэффициент теплового расширения, жидкотекучесть.

Способы и технологию сварки выбирают с учетом рассмотренных особенностей. Одна из главных задач заключается в том, чтобы не допустить образования и нейтрализовать вредное влияние оксида Cu3O. С этой целью для защиты используют инертный газ, флюсы и покрытия, содержащие борные соединения (бура, борный ангидрид, борная кислота), и сварочные проволоки с активными раскислителями, например, проволоку БрКМцЗ-1, содержащую кремний и марганец и др.

В связи с высокой теплопроводностью меди и ее сплавов для осуществления местного расплавления при сварке необходимо применять источники нагрева с высокой тепловой мощностью и концентрацией энергии в пятне нагрева. Из-за быстрого отвода теплоты ухудшается формирование шва, возрастает склонность к появлению в нем дефектов (наплывов, подрезов и др.). В связи с этим сварку деталей свыше 10-15 мм обычно выполняют с предварительным и сопутствующим подогревом. Изделия из меди подогревают до температуры 250-300°С, латуней -до 300 — 350°С, |6ронзы — до 500-600°С. Тонколистовые конструкции с толщиной стенки 1,5-2 мм сваривают встык без скоса кромок или с отбортовкой кромок. Листы толщиной до 5 мм можно сваривать также без скоса кромок, но с зазором до 1,5 мм. Детали большой толщины сваривают со скосом кромок.

 

СПОСОБЫ СВАРКИ МЕДИ

Основными способами сварки меди являются ручная дуговая покрытыми электродами, автоматическая под флюсом, в защитных газах плавящимся и неплавящимся электродами. Сварку проводят в нижнем положении на подкладках из меди, графита, флюсовой подушке. Соединения больших толщин с угловыми швами рекомендуется сваривать «в лодочку». В качестве присадочного металла применяют прессованные прутки или проволоку диаметром 3-10мм. Химический состав присадки выбирают в зависимости от требований к сварным швам и способов сварки. Конструкции из меди сваривают с присадочной проволокой аналогичного состава или легированной фосфором и кремнием до 0,2-0,3%. При введении в сварочную ванну раскислителей происходит восстановление Cu2О и металл шва очищается от кислорода. Для повышения прочности шва используют присадку, легированную другими элементами.

Все латуни хорошо свариваются аргонодуговой сваркой неплавящимся вольфрамовым электродом. При сварке простых латуней присадкой рекомендуется сварочная проволока из алюминиевой и кремниевой бронзы. При сварке сложных латуней и бронз присадочную проволоку используют того же состава, что и свариваемый материал. Дуговую сварку покрытыми электродами выполняют на постоянном токе обратной полярности, стремясь поддерживать короткую дугу без колебаний конца электрода. Силу тока выбирают в зависимости от диаметра электрода из расчета /св = (50 / 60) d. Физические и механические свойства швов обеспечивают подбором химического состава электродного стержня и покрытия.

Автоматическую сварку под флюсом выполняют на постоянном токе обратной полярности. в сочетании с электродной проволокой М1 используют флюсы АН-348, ОСЦ-45, АН-26 и др. Дуговая сварка в защитных газах (ручная или автоматическая) может быть выполнена в среде аргона, гелия и их смесей вольфрамовым электродом или плавящейся электродной проволокой. Защитным газом для меди может служить и азот, но требуется его предварительная тщательная очистка от паров влаги. При сварке в качестве присадочного материала используют сварочную проволоку БрХ0,7, БрКМцЗ-1 или медь марки М1 с добавкой фосфора и кремния до 0,1-0,2%. Фосфор и кремний хорошо раскисляют сварочную ванну, снижают пористость и обеспечивают высокие физико-механические свойства сварных швов. При сварке латуней марок Л59, Л63, Л68 и других рекомендуется применять присадочный металл, легированный кремнием и железом (ЛК80-3, ЛМц59-0,2, ЛЖМц59-1-1, БрКМцЗ-1). Для сварки сложных латуней и бронз присадочный металл выбирают аналогичным основному.

Специфической особенностью при сварке латуней является интенсивное испарение цинка в процессе сварки, так как температура испарения цинка 907°С близка к температуре плавления латуни 910°С. При этом снижается содержание цинка в металле шва и ухудшаются механические свойства соединения. Кроме того, пары цинка опасны для работающего. Для уменьшения выгорания цинка целесообразны сварка на пониженной мощности, применение присадочного металла, содержащего кремний, который создает на поверхности ванны защитную оксидную пленку SiO2 препятствующую испарению цинка, использование защитных флюсов. Специфической трудностью при сварке бронз является их повышенная жидкотекучесть. При сварке бронз, содержащих алюминий, возникают трудности, вызванные образованием оксида алюминия Аl2ОЪ поэтому способы и технологию выполнения сварки выбирают такие же, как и при сварке алюминия, а режимы -характерные для медных сплавов.

Сварка меди и её сплавов

 

В чем особенности сварки меди

Особенности сварки меди в её химических и физических свойствах. Медь в расплавленном состоянии поглощает кислород и водород воздуха. С кислородом она образует соединение, называемое закисью меди. Эта закись имеет температуру плавления, немного ниже, на 20 ° ниже, чем основной металл, который плавится при температуре от 1080 до 1083 ° Эта разница в температуре приводит к тому, что после кристаллизации шва образуются так называемые горячие трещины.

Кроме того, при нагреве до температуры от 300 до 500 ° у меди появляется такая плохая черта, как горячеломкость.

При поглощении расплавленной медью водорода при сварке приводит к тому, что водород соединяется в сварочной ванной кислородом и образует воду, то есть водяной пар. Стремясь выйти на поверхность, вкрапления пара расширяются, образуя также трещины и поры.

Нужно помнить, что теплопроводность меди выше, чем теплопроводность стали в 7 раз, а электропроводность примерно в 6 раз (59 500 000 См/м у чистой меди и 10 000 000 См/м у чистого железа), что также негативно влияет на процесс. Необходимо предусматривать симметричный теплоотвод. Кроме того, усиленная жидко текучесть не дает возможности свободно варить и вертикальные швы и потолочные, приходится применять специальные режимы и оборудование. По поводу обрудования можно посмотреть сварочное оборудование как для работы в аргоне, так и для смесей на сайте сагазина “Беру”, перейдя по ссылке на страницу с оборудованием.

 Фото.   Фото.  Сварка медных труб

Если в меди нет посторонних примесей, она сваривается хорошо. Это не относится к добавкам, которые вводятся специально: хром, марганец, железо, улучшающие качество сварного шва. Проволоку можно посмотреть на странице, перейдя по ссылке.

Свариваемость меди и сплавов по маркам

Если брать чистую медь, например, катодную медь марок М00к, М0к, М1к, раскисленную медь марок М1р, М2р, М3р, рафинированную медь марок М2, М3 – она сваривается достаточно хорошо при соблюдении всех мер и режимов. Например, использование специальной проволоки, при толщине более 0,8 см нужно предварительно нагревать детали перед сваркой примерно в диапазоне от 230 до 300°.

С бронзами не все так просто. Бронза оловянная литейная марок Бр03Ц12С5, Бр05Ц5С5, Бр08Ц4, Бр010Ф1, Бр010С10 – они свариваются, скажем так – терпимо, нужен опыт.

Если брать бронзу Бр03Ц7С5Н1, Бр04Ц7С5, Бр010С10 – практически сваривать невозможно. Лучше паять)).

По безоловянистым бронзам свариваемость следующая: БрА9ЖЗЛ – сваривается отлично, БрА9Мц2Л, БрА10ЖЗМц2, БрФ11Ж6Н6 – сваривается так себе, нужен опыт. Бронза деформируемая: Бр07Ф7-0,2; БрХ1; БрКМц3-1; БрБ2 – варится без особых проблем. БрАМц9-2, БрАЖН9-5-2, БрАЖ9-4, БрСр1 – нужен опыт и приноровиться, БрА5, БрА7 – паять)).

По всем бронзам совет использовать электродную проволоку той же марки, что и свариваемые детали. Если толщина деталей выше 12 мм, предварительно нагреваем, но уже в температурном диапазоне 500-600° Ar, He, N₂

По латуням. Хорошо свариваются деформируемые латуни марок: J196, ЛА77-2, ЛК80-2, средненько – ЛЬцС58-2, ЛС3, Л062-1. Плохо подвергаются сварке ЛС59-1, ЛС60-1. Используем проволоку БрКМц 3-1, ЛМц59-0,2 , ЛК62-0,5 и подобную. Необходим нагрев деталей в температурном интервале 300-350°MIG/MAG.

Фото. Работы сварщика, личные фотоФото. Работы сварщика, личные фотоСварка меди специалистом. Фото не из интернета.

Подготовка к сварке деталей

При разделке и подготовке кромок нужно учитывать, что линейное расширение меди больше, чем у стали в 1,5 раза. Кромки подготавливаем при помощи шлифмашины, на фрезерном станке и т.д. Для тонколистовых деталей, 6-10 мм делаем V образные кромки, для толщины до 18-20 мм- Х образные кромки. Затем зачищаются места сварки от окисла и грязи механическим или химическим способом и обезжириваем. Зачистку механическим способом, естественно, проводим только мелким абразивным инструментом.

Раскислять сварочную ванну, то есть защищать от кислорода неплохо, добавляя в неё фосфор, алюминий и серебро, что можно сделать, применяя соответствующую сварочную проволоку. Проволоку также нужно очистить от окислов, протравливая её в слабом растворе кислот: соляной, серной или азотной. После травления обязательно промывают в щелочном растворе, воде, а затем быстро просушивают.

Конструкцию прогревают перед сваркой или газовой горелкой, рассредоточенной дугой или другим подходящим способом в зависимости от размеров деталей.

Для фиксации деталей под сварку их или фиксируют струбцинами или делают прихватки. Они должны делаться осторожно, небольшими сечениями, с дальнейшей их переплавкой. Необходимо использоваться графитовые подкладки в случае, если сваривают горизонтально. Можно применять и охлаждаемые водой медные пластины.

Параметры режима сварки меди

Для сварки меди выбирают постоянный ток обратной полярности. Если мы свариваем медь, выбираем плавящийся электрод. В качестве защиты для сварки меди выбираем азот, аргон, их смесь, гелий. При использовании в качестве защиты аргон, прогревать детали нужно при толщине от 4,5 мм. При защите азотом прогревают детали толщиной от 8 мм.

Длину дуги выбирают в диапазоне 4-5 мм. Если выбрать в качестве оборудования импульсно- дуговой автомат (полуавтомат) и аргон, тогда возможно производить сварку вертикальных и потолочных швов, сварку деталей малой толщины. Если применять в качестве защиты в этой ситуации азот, получим сильное разбрызгивание металла, постоянное залипание и перенос металла крупными каплями, что снижает качество шва. Поэтому аргонная сварка лучше.

Сами цифры режима сварки меди в нижнем положении будут даны в следующей статье.

 

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

 Внимание покупателей подшипников

Фото. Работы сварщика, личные фотоФото. Работы сварщика, личные фото

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

     +7(499)403 39 91  

   

  Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.

  Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

 

 

Blank - Date Template - 1Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Blank - Date Template - 1Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Blank - Date Template - 1Blank - Date Template - 1

Сварка меди и ее сплавов Статьи

Медь отличается от стали и других цветных металлов цветом, высокой плотностью – много выше чем у стали. Именно из-за высокой этого имеются многочисленные особенности сварки меди.

 

  Бронза — это сплав меди с оловом, алюминием, марганцем, железом. Основным легирующим элементом бронзы является олово, называются оловянными. Бронзы есть ещё алюминиевые, кадмиевые.  Сплав меди с никелем — мельхиор, сплав с никелем и цинком – нейзильбер. Мельхиор и бронза устойчивы к активному воздействию воды и, поэтому, применяются в основном судовой промышленностью.

    Перечислим основные трудности при сварке меди и ее сплавов:

  1.   повышенная окисляемость при нагреве до расплавленного состояния
  2.   высокая чувствительность к вредному влиянию водорода
  3.   склонность к росту зернистости и охрупчиванию свариваемых изделий вследствие нагрева в зоне термической обработки
  4.   влияние примесей,  которые приводят к трещинообразованию и охрупчиванию сварочного шва 
  5.   сварку меди затрудняют высокая теплоемкость, жидкотекучесть.

При сварке основная задача не допустить растворение газов в меди и ее сплавах. С этой целью используют защитные инертные газы, флюсы и разные покрытия с содержанием борных соединений. Кроме того, при сварке меди и сплавов используют сварочную проволоку с активными раскислителями — кремнием и марганцем.

  Дуговая сварка в защитных газах (аргонодуговая сварка) может быть выполнена в среде аргона, гелия и их смесей вольфрамовым неплавящимся  электродом и плавящейся присадочной проволокой.
При сварке в качестве присадочного материала используют медную сварочную проволоку с добавкой фосфора и кремния. Фосфор и кремний хорошо раскисляют сварочную ванну, снижают пористость и обеспечивают высокие физико-механические свойства сварных швов.

 При сварке в небольших объемах медь можно варить газовой сваркой — ацетиленовой газовой горелкой. Ацетиленовые горелки используют в связи с тем, что температура нагрева ацетиленовой горелки выше, чем пропановой. Газовую сварку можно применять как для чистой меди, так и для ее сплавов. Легирование металла производится присадочной проволокой для меди и ее сплавов. Во время сварки тяжелых конструкций (более 10 мм толщиной) используется две горелки: одна для прогрева металла, вторая для самой сварки.

  Кроме того, медь и ее сплавы можно варить ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. Для этого применяются специальные электроды. Для ручной дуговой сварки и наплавки изделий из технически чистой меди марок М1, М2, МЗ предназначены электроды марки ЛЭЗ Комсомолец-100 со специальным покрытием. Дуговую сварку покрытыми электродами выполняют на постоянном токе обратной полярности, стремясь поддерживать короткую дугу без колебаний электрода. Силу тока на сварочном аппарате выбирают в зависимости от диаметра электрода.
Физические и механические свойства швов обеспечивают подбором химического состава присадочной проволоки для меди и ее сплавов.

  Сварку проводит в основном в нижнем положении. При сварке в среде аргона присадочная проволока соответствует составу сплавов или чистой меди. Обычно присадочная проволока от 2 до 7 миллиметров в диаметре. Состав присадочной проволоки должен быть аналогичным свариваемому металлу. При этом получают наилучшее качество шва все виды латуни хорошо свариваются аргонодуговыми сварочными аппаратами. Кроме того при сварке меди и латуни используется автоматическая сварка под флюсом который выполняется на постоянном токе обратной полярности. Специфика сварки латунных изделий заключается в возможном выпаривании цинка в процессе сварки — температура испарения цинка близка к температуре плавления латуни. Снижение содержания цинка в металле шва ухудшает механические свойства соединения.  Для предотвращения выгорания цинка необходима сварка на пониженной мощности и применение кремниевых присадочных материалов, которые препятствуют испарения цинка.

  При сварке бронз мешает их повышенная жидкотекучесть. При сварке бронз, содержащих алюминий, возникают трудности, вызванные образованием вследствие взаимодействия с атмосферным кислородом оксида алюминия, поэтому способы и технологию выполнения сварки выбирают такие же, как и при сварке алюминия, а режимы —характерные для сварки медных сплавов.

 

  Есть еще много трудностей при сварке цветных металлов, которые рассмотрим в последующих статьях.

сварка её сплавов в домашних условиях, особенности технологии, ГОСТ. Припой и сварочные прутки для сварки меди, температура и режим

Сварка меди встречается ненамного реже, чем работа со сталью или алюминием. Но готовность начинающих сварщиков к ней часто недостаточна. Необходимо исправить этот пробел, усвоить особенности сварки меди и нюансы технологии в различных ситуациях.

Особенности

Стоит сразу оговориться, что сварка меди достаточно близка со сваркой её сплавов. В различных источниках эти термины даже употребляются как синонимы. Температура плавления меди составляет 1080-1083 градуса (колебания обусловлены, видимо, допустимым по стандарту вхождением примесей). Когда металл прогрет до 300-500 градусов, он становится ломким (профессионалы именуют это свойство горячеломкостью). В расплавленном состоянии медь начинает поглощать водород и кислород.

Тем не менее, эти трудности успешно преодолевают многие сварщики. Отлажено использование газовой сварки. А вот применение покрытых электродов не рекомендуется — оно неизбежно ведёт к засорению свариваемого металла.

Поскольку медь очень хорошо проводит тепло, её надо варить на больших токах. Это тоже создаёт известные затруднения при работе в домашних условиях.

Образование закиси меди в процессе работы заставляет действовать быстро. Поэтому сварщика ничто не должно отвлекать. Браться за дело имеет смысл тогда, когда уже есть определённый опыт.

Среди цветных металлов чаще всего приходится сваривать медь с алюминием. Но в этом случае вероятно появление промежуточной фазы, отличающейся особой хрупкостью.

Важно позаботиться, чтобы медная поверхность лучше смачивалась алюминием. Довольно часто приходится также сваривать медь со сталью (в обиходной речи — с железом). Для успеха требуется только прогреть металл до нужной температуры. На крупных производствах иногда применяется сварка взрывом, но по понятным причинам для рядового сварщика это недоступно. Красную медь со сталью обычно соединяют электродуговым способом с использованием металлических электродов.

Способы

Широкое распространение получила сварка меди инверторными аппаратами. Угол наклона при этом не должен превышать 20 градусов, работу ведут с перерывами. Инвертор должен выдавать постоянный ток. В промежутках между созданием отдельных участков (длиной не более 40 мм) поверхность металла остынет сама. Стоит учесть, что электрод должен быть всё же покрыт защитной оболочкой.

Но она подбирается с таким расчетом, чтобы минимизировать окисление шва и создание пористых участков. Применяются проволочные стержни.

В некоторых случаях также используют медно-кремниевый или медно-марганцевый сплав. Подаётся постоянный ток обратной полярности.

Темп работы может достигать 15 м за час, определяется силой тока и диаметром применяемой проволоки.

Толстую медь рекомендуется остужать и зачищать послойно перед созданием каждого следующего шва. А вот мелкие и средние конструкции правильнее соединять за один подход, так выйдет гораздо качественнее и быстрее. Чтобы сократить риск формирования трещин, швы наносят обратно-ступенчато. Треть длины обрабатывают после наплавления с противоположной стороны.

Иначе поступают при инверторной сварке. Тогда работают в нижнем положении. Для улучшения качества шва его обстукивают кувалдой либо молотком. Повысить надёжность установки помогают стальные подкладки. В целом инверторное соединение меди весьма стабильно. Стоит учесть, однако, что проволочные присадки, повышая прочность материала, понижают его пластичность.

Индустриальное предприятие, которое имеет крупные заказы, закономерно применяет полуавтоматы или даже автоматы. Для маленьких соединяемых участков стараются использовать неплавкие электроды и специально подобранные флюсы. До сварки меди полуавтоматом нужно обязательно зачищать кромки. Фаскосниматели пускают в ход, когда приходится обрабатывать большие детали. Технологические зазоры при обработке толстых и крупногабаритных медных деталей не требуются.

Большие части не получится соединить без заблаговременного прогрева. Полость должна быть подогрета до 250 градусов. Используют тонкую сварочную проволоку.

Прочность соединения определяется выбором флюса и проволоки. Но на неё влияет также химический состав свариваемых изделий.

Иногда медь варят и аргоном. Профессиональные сварщики вообще полагают, что это один из лучших методов. Аргонные швы могут быть применены и на декоративных изделиях. Для работы на постоянном токе используют вольфрамовые электроды. Подавая переменный ток, можно легко обработать алюминиевую бронзу.

Однако тут есть несколько тонкостей:

  • толстые изделия соединяют иногда и без присадочных проволок;

  • горелку водят в режиме совершения зигзагообразных колебаний;

  • бороться с прожогами тонких элементов помогает сварка короткими швами с постепенным отводом горелки.

В ряде случаев применяют угольные электроды. Но это решение подходит только для второстепенных конструкций. При этом толщина обрабатываемых частей не может превышать 15 мм. Для работы с более крупными изделиями нужны присадки на основе графита.

Специалисты советуют применять постоянное прямое напряжение в длинной дуге.

При сварке медных листов их раздвигают под определённым углом. Рекомендуемый зазор составляет 2-2,5% по отношению к величине шва. Но иногда листы не раздвигают. В этом случае их предварительно прихватывают короткими швами. Для этой работы используют более короткие, чем обычно, электроды.

Выбор припоя

Варить медь плавящимися при высокой температуре припоями нерационально. Эти материалы могут прожечь медный слой. Более привлекательны мягкие (низкой прочности) припои с низкой температурой плавления. Твёрдые вещества пригодны разве что для толстостенных труб и тому подобных изделий. Но их выбор — это уже прерогатива профессиональных сварщиков.

Варка медных труб для газораспределительных сетей должна производиться с помощью содержащих серебро припоев. Такие составы гарантируют отличную прочность шва. Он будет нейтрален к вибрациям, что особенно важно для сетей на промышленных объектах, вблизи транспортных магистралей. Сопротивляемость вредным воздействиям изнутри и снаружи также будет на высоте.

Технология

Для работы с медью и сплавами на её основе вполне могут применяться медные сварочные прутки. Неплохим выбором могут стать и латунные модели. Ручная дуговая сварка, как и при работе со сталью, ценится прежде всего за высокую производительность. Для медных изделий толщиной от 6 до 12 мм рекомендуется V-образная разделка. Общий угол разделки кромок составляет от 60 до 70 градусов.

Планируя сделать подварочный шов с противоположной стороны, стоит сократить этот угол до 50 градусов. А вот зазор делать нужно при любой возможности. Отказ от него сильно повышает риск перегрева листов.

Увеличивается опасность возникновения горячих трещин. Если металл толще 12 мм, требуется использовать Х-образную разделку.

Иногда это невозможно, и приходится использовать V-образную разделку. Надо чётко понимать, что такой режим увеличивает затрату ресурса электрода и длительность сварки более чем на 40%. Ручную дуговую сварку ведут постоянным током обратной полярности. Переменный ток применяют лишь тогда, когда в составе покрытия электрода присутствует железо. Силу тока поднимают сверх обычного показателя как минимум на 40-50%.

Стоит учитывать высокую вероятность образования оксидов. Особенно велика опасность там, где действует самая высокая температура. Перед работой нужно проверять соответствие медных изделий установленным ГОСТ и техническим условиям. Сварочную проволоку до начала работы надо очищать путём травления. Высота прихваток допускается не более трети от глубины разделки или шовного катета.

Контроль качества

Проверка сварных соединений на дефекты производится в соответствии с ГОСТ 3242-79. Запрещается приёмка изделий, в которых отклонения от сплошной геометрии либо от заданных размеров превышают 0,1 мм. Под запрет попадает также поверхностное окисление металла на всех участках, подвергавшихся плавлению. При радиационном контроле отклонения от нормы составляют 0,5-10% измеряемой величины (в зависимости от нюансов методики). Для контроля качества также могут использоваться:

  • ультразвуковой метод;

  • магнитный метод;

  • поверхностный технический осмотр.

О том, как варить медь аргоном, смотрите далее.

Сварка меди и ее сплавов в домашних условиях аргонодуговым методом, газосваркой и припоем

Монтаж и ремонт медного водопровода, устранение течи автомобильного радиатора – это только некоторые ремонтные работы, при которых пригодится умение сваривать медь и ее сплавы. Сварка меди в домашних условиях – достаточно сложный процесс, проведение которого требует опыта и знаний. Поэтому для сварки медных деталей лучше привлекать профессионального сварщика.

И не следует верить рекламе и применять различные герметики и замазки. Холодная сварка на некоторое время сможет оказать помощь и устранить течь. Но работы по соединению стыка все равно придется делать. Если есть опыт в работе с аргоном и на полуавтоматах, можно легко справиться с этой проблемой самостоятельно.

Свойства материала

Получение неразъемного соединения медных сплавов требует знания и понимания всех процессов, происходящих в сварочной ванне. Фосфор, сера и свинец, входящие в состав сплава, положительно влияют на качество шва. Но есть целый ряд отрицательных свойств материала:

  • при большом уровне нагрева медь начинает сильно окисляться. Это приводит к образованию тугоплавких включений, впоследствии вызывающих трещины на сварочном шве;
  • охлаждаясь, материал шва подвергается сильной усадке. Такая особенность приводит к локальным трещинам;
  • при нагреве металл начинает поглощать газы. Такая особенность повышает образование раковин и непроваров. Поэтому важно при сварке применять защитные флюсы и инертные газы, которые препятствуют попаданию в шов кислорода;
  • при сваривании меди с нержавейкой или другими материалами, при разогреве, происходит образование зернистости. Это обусловлено неоднородностью материалов. Такой стык становится хрупким и ненадежным;
  • при сварке необходимо ставить большой ток. Это обусловлено высокой электропроводностью меди. Поэтому бытовой маломощный конвектор лучше оставить для сварки стали, а для меди использовать мощный промышленный аппарат;

Большой уровень текучести материала при высокой температуре плавления не позволяет обеспечить надежный шов при потолочном или вертикальном соединении. Варят медь только в нижнем или горизонтальном положении. Для лучшего качества шва надо предварительно нагреть заготовки.

Выбор электродов

Для получения качественного и наполненного шва при электросварке меди или ее сплава надо правильно выбрать электрод. В зависимости от типа сплавов используются электроды с различной обмазкой и материалом сердечника.

Обмазка или покрытие отвечает за создание защитной пленки (шлака), для предотвращения попадания вредных газов в сварочную ванну. В покрытии находятся некоторые присадки, которые совместно с металлом сердечника электрода добавляют в ванночку необходимые материалы, улучшающие шов. Металл шва остывает равномерно под слоем шлака, и из расплава удаляются вредные газы.

Используется 2 вида электродов. Изготавливаемые для сердечников прутки медной, чугунной, алюминиевой проволоки с нанесенной на них обмазкой – это плавящийся тип электродов. Электротехнический уголь, синтетический графит – эти и другие материалы используются при производстве неплавящихся электродов.

При покупке следует обращать внимание на цвет обмазки электрода. Для ручной электросварки их выпускают с красным покрытием. Синие применяют при сварке материалов с высоким уровнем температуры плавления. Желтый электрод служит для сварки жаростойкой стали, а серые применяются для сварки деталей из цветного металла.

Существует несколько способов сварки медных труб и других деталей и сплавов. Разберем каждый из них подробно.

Газосварка

С помощью газовой сварки меди, при соблюдении технологического процесса проведения работ, можно получить надежный и качественный шов. Для этого понадобится баллон с ацетиленом и горелка. Повысить качество поможет проковка поверхности шва. Этот способ позволит закрыть незначительные поры.

Единственный минус – это большой расход газа. Для нормальной работы необходимо поддерживать сильное пламя в горелке. При толщине деталей 10 мм и выше, расход газа составит 200 л/час. Для сварки толстого металла придется использовать резак для разогрева меди, а маленькой горелкой вести шов.

Для увеличения времени, при равномерном остывании, детали из меди со всех сторон обкладывают листами асбеста. Пламя горелки должно направляться на кромки деталей под прямым углом. Понизить образование участков с окислением шва и трещин можно с помощью увеличения скорости сварки и выполнения ее без разрывов.

Основное отличие соединения деталей из меди – это отсутствие прихваток при стыковке. Для более точной сборки сварку лучше производить в специальном приспособлении. Проволока для присадки применяется из различных металлов с раскислителями. Самое большое сечение проволоки не более 8 мм, для толстого металла.

При сварке обращайте внимание на процесс плавления кромок деталей и присадки. Для лучшего шва присадка должна расплавляться немного раньше краев основного металла. Обеспечивая наплавление присадочного металла на кромки, не забывайте про провар стыка.

Для большего качества стыка, кромки разделываются при толщине меди более 3 мм. Разделывают под 450. Металл лучше ляжет на стык, если его предварительно обработать смесью воды и азотной кислоты. Затем поверхности промывают водой и приступают к работе.

Готовые стыки необходимо отковать при температуре около 3000 при газовой сварке меди толщиной свыше 5 мм. Шов отжигается при температуре не больше 5000. Затем детали следует охладить в воде. При отжиге с большей температурой повышается риск получить хрупкий стык с множеством трещин.

Аргоновая электродуговая

Аргонодуговая сварка меди – это основной способ получения неразъемного соединения деталей из различных материалов с медью. Таким методом с медью можно прекрасно сваривать нержавейку.

При достаточном мастерстве получаются ровные, наполненные и качественные швы. Для сваривания этим способом применяется вольфрамовый электрод.

Аппарат для сварки деталей из меди должен работать от сети постоянного тока. Но в случае сборки деталей со сплавом алюминиевой бронзы и меди, лучшим решением будет использование аппарата переменного тока.

Настройка аппарата

Настройка величины тока при сварке зависит от толщины детали и сечения электрода. Для примера при толщине металла 1,5 мм, диаметр электрода используем 2,5 – 3 мм. Сила тока – 130 А., а диаметр присадки не более 1,6 мм. При толщине 3 мм необходимо выставить ток величиной 240 А.

По такому же принципу можно подбирать ток при сварке полуавтоматическим оборудованием с защитными газами – гелием, азотом и их смесями. Но сварка с помощью аргона – это наиболее распространенный вид соединения меди с другими материалами. Для присадки необходимо подбирать материал, в зависимости от особенностей изделия.

Работа в домашних условиях

В домашних условиях наиболее часто используются медные жилы, выдернутые из кабеля. Но перед началом работ не забудьте зачистить пруток от защитного лака с помощью наждачной бумага. Присадку обрабатывают растворителем для обезжиривания. Для выполнения качественного стыка лучше применять проволоку с низким уровнем расплава.

Присадка обязательно ведется впереди горелки, при ведении горелки «месяцем» или круговыми движениями происходит лучший прогрев зоны сварки. Сваривать толстые детали можно, расплавляя основной материал и формируя валик шва. В этом случае присадку не используют.

Для сварки тонкой меди лучше применять ступенчатый способ сварки. Для этого через определенные расстояния делают небольшие провары. Дойдя до конца шва, возвращаются к началу и повторяют операцию до полного сваривания деталей.

Основной отличительной особенностью сварки меди аргоном является получение качественного шва при горизонтальном проваре и вертикальном расположении стыка.

Медные водопроводные трубы

Сварить трубы можно всеми способами сварки меди. Можно варить медь угольным электродом, газосваркой, но наиболее распространенный и не очень сложный способ – это сварка аргоном. По ГОСТу шов должен выдерживать давление воды свыше 10-ти атмосфер при испытании системы водоснабжения.

Принцип работы прост. Нагреть стык, капнуть расплав с прутка и немного растянуть металл по шву. Так варится весь периметр трубы. Постепенно добавляя металл и растягивая его, формируют валик шва. При проведении сварки меди без остановок вы получите стык с множеством прожогов и подрезов шва.

Для выполнения этого вида работы лучше использовать импульсный тип сварочного аппарата. В этом случае можно увеличить скорость сваривания меди и уменьшить деформацию трубопровода.

Для этого выставляют короткие промежутки между импульсами, обеспечивая небольшое остывание металла. Если в шве образовалась дырка, не спешите заваривать ее. Дайте металлу остыть и, проходя по краю дырки, постепенно заварите ее.

Перед началом работы необходимо настроить силу тока. Для этого лучше использовать старые детали трубопровода. Такой способ позволит экономить дорогостоящий материал.

Пайка медного радиатора

В завершение приведем старый, но действенный способ устранения течи радиатора автомобиля. Для этого понадобится баллон пропана, горелка и широкий медный паяльник. Надо также взять кислоту для пайки или, в крайнем случае, канифоль, и прутки припоя из медно-фосфорного материала.

Сначала необходимо обнаружить место протечки. Затем зачистить его наждачкой, удалить грязь, накипь и пыль, обезжирить поверхность меди и залудить участок с дыркой. Для этого включают горелку, прогревают одновременно радиатор и паяльник. Кисточкой наносят слой кислоты и разогретым паяльником снимают небольшое количество припоя, разглаживают его по поверхности радиатора в месте повреждения.

Разогревают металл и паяльник. Снимая им капли припоя, проходят поврежденный участок, постепенно закрывая дырку. Таким старым дедовским способом можно сэкономить немаленькие средства на покупку нового радиатора или на сварку аргоном в автомастерской.

Лекция 3. СВАРка меди и её сплавов — Студопедия.Нет

ПЛАН.

1.Особенности сварки меди.

2.Сварка меди металлическими покрытыми электродами.

3.Сварка меди в среде инертных газов.

4.Дуговая сварка латуни.

5.Бронзы.

    3.1Особенности сварки меди. Температура плавления меди 1063°С, плотность 8900 кг/м³. Сварка затрудняется её высокой теплопроводностью (в 6 раз выше, чем у железа), большой жидкотекучестью, способностью сильно окисляться в нагретом и особенно в расплавленном состоянии. На свариваемость меди оказывают большое влияние примеси входящие в её состав: кислород, свинец, сера, фосфор, сурьма, мышьяк, висмут.

    Медь в расплавленном состоянии сильно поглощает водород. При кристаллизации металла сварочной ванны с большой скоростью ввиду высокой теплопроводности атомарный водород не успевает покинуть металл. В результате оксид меди восстанавливается водородом с образованием паров воды: Cu2O +2H =2Cu+H2O, что приводит к образованию в шве пор и трещин.

    В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с оксидом меди Cu2O, который располагается по границам зёрен, снижая коррозионную стойкость и пластичность меди. Образующиеся пары воды не растворяются в меди и не могут из неё выйти. Водяные пары, накапливаясь в микродефектах металла, создают в них давление, разрушающее металл с образованием микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Чтобы её предупредить, следует снижать количества водорода в зоне сварки. Для этого перед сваркой производят прокалку электродов и флюсов, применяют защитные газы.

    Медь и её сплавы при сварке подвержены образованию горячих трещин. Это обусловлено высоким значением коэффициента теплового расширения, большой величиной литейной усадки при затвердевании и высокой теплопроводностью в сочетании с наличием в меди и её сплавах вредных примесей (кислорода, сурьмы, висмута, серы, свинца), которые образуют с медью легкоплавкие эвтектики. При затвердевании металла шва эвтектики сосредоточиваются по границам кристаллитов, снижая межкристаллитную прочность. Для обеспечения высоких свойств металла концентрацию примесей ограничивают. Например, в меди допускается не более 0,005% сурьмы, 0,005% висмута 0,004% серы.

    Высокая теплопроводность меди способствует интенсивному отводу тепла от центра сварного шва в основной металл. В шве кристаллиты вытягиваются в направлении теплового потока, образуя крупнозернистую столбчатую структуру. Интенсивное распространение теплоты в основной металл при сварке способствует также росту зерна в зоне термического влияния.

 

    3.2 Сварка меди металлическими покрытыми электродами. Для сварки меди применяют электроды марки «Комсомолец-100», АНЦ/СЭМ-3, ММЗ-2. Медь толщиной до 4 мм сваривают без скоса кромок, при большей толщине делают разделку с общим углом 70 – 90°. сварку ведут постоянным током обратной полярности, силу сварочного подбирают по формуле I = 50d электрода. При сварке поддерживают короткую дугу без колебаний электрода. После сварке следует проковать шов: при толщине 4-5 мм – в холодном состоянии и при большей толщине — после подогрева до 300-400°С с последующим отжигом.

    Предварительный подогрев до 300-500°С применяют при толщине металла более 4-5 мм.

    Электродами ММЗ-2 можно вести сварку на переменном токе, но при этом разбрызгивание металла увеличивается.

    Металл шва, выполненный покрытыми электродами, обладает хорошими механическими свойствами. Однако его состав отличается от состава основного металла из-за присутствия легирующих элементов (марганца, кремния и др.) применяемых при сварке в качестве раскислителей и ухудшающих электропроводность и другие свойства.

 

    3.3 Сварка меди в среде инертных газов. Сварку ведут неплавящимся электродом, что обеспечивает высокое качество сварного соединения. В качестве защитных газов используют аргон или азот, который для меди является нейтральным. Сварка в азоте отличается более глубоким проплавлением и высокой производительностью, однако устойчивость дугового разряда в азоте ниже, чем в аргоне или гелии. Чаще используют смесь газов аргона и азота высших сортов, что экономит дорогой аргон, повышает устойчивость дуги и производительность труда. Для сварки используются лантанированные (ЭВЛ) или иттрированные (ЭВИ) вольфрамовые электроды. Металл толщиной до 5 мм сваривают без разделки кромок, при толщине 6-12 мм делают одностороннюю разделку со скосом 2 кромок, а при большей толщине — двухстороннюю, с углом раскрытия 70-90°, притупления не оставляют. Для присадки применяют проволоку из меди и её сплавов. Несмотря на газовую защиту, кислород всё же попадает в шов, поэтому применяют проволоку с раскислителями, например с марганцем и кремнием, однако шов при этом теряет свои высокие теплофизические свойства. Более эффектно применение проволок, низколегированных редкоземельными металлами, которые удаляют кислород, но не остаются в шве.

     Свариваемые кромки и проволоку перед сваркой тщательно очищают механическим путём и обезжиривают. Металл толщиной 4-5 мм сваривают с подогревом до 350°С, при большей толщине температуру подогрева увеличивают до 400-800°С. Сварку ведут постоянным током обратной полярности либо переменным током, используя типовые установки УДГ-501, УДГУ-301 и др. Стыковые соединения сваривают на графитизированной или флюсовой подкладке. Применяют повышенную силу сварочного тока: при толщине металла 2-4 мм – 200-300А, при толщине 6-10 мм – 250-400А. Сварку ведут справа налево при небольшом наклоне электрода углом вперёд на 80-90° по отношению к изделию и наклоне присадочной проволоки на 10-15°.

    3.4 Дуговая сварка латуни. Дуговая сварка латуни затруднена тем, что при её нагреве и расплавлении испаряется цинк, являющийся составной частью латуни, вследствие чего её качество (прочность и плотность) ухудшается, а кроме того, выделяются вредные для здоровья пары цинка и его окислов.

    Латунь небольшой толщины сваривают графитизированными электродами. Для уменьшения выгорания цинка поддерживают короткую дугу, а заострённый конец электрода погружают в ванночку расплавленного металла, в результате чего дуга горит в газовом пузыре из паров цинка и его выгорание уменьшается. Сварку ведут постоянным током прямой полярности без присадочного металла. При толщине металла 3-16 мм делают одностороннюю разделку под углом 70°, при большой толщине – криволинейную разделку, притупление оставляют 1,5-2 мм. Металл толщиной более 10 мм подогревают перед сваркой до 300-350°С. Сварку ведут на подкладках, предохраняющих от прожогов, с присадочным металлом – проволокой марки ЛК80-3 диаметром 6-8 мм, предварительно покрытой флюсом. Используют флюс, состоящий из смеси: криолита – 35%, хлористого натрия – 12,5%, хлористого калия – 50% и древесного угля – 2,5%. Сварные соединения, выполненные указанным способом, имеют высокие механические показатели.

    Для сварки латуни покрытыми электродами применяют электроды с покрытием типа ЗТ со стержнем из бронзы БрКМц-3-1. Сварку выполняют короткой дугой без колебаний конца электрода постоянным током обратной полярности. Под стыком укладывают прокаленную асбестовую  подкладку. При толщине латуни до 4 мм сварку ведут без разделки кромок, при толщине 4-10 мм делают одностороннюю разделку под углом 60-70°, а при большей толщине – двухстороннюю разделку. Подогрев применяют при толщине металла более 10 мм.

    Покрытыми электродами сваривают в основном дефекты литья и, при невозможности применить другие способы, соединения из простых цинковых латуней. Для сварки латуни более сложного состава (с примесью Mn, Fe, Al и других элементов) стержень электрода берут того же состава, что и основной металл.

    Латунь хорошо сваривается в аргоне вольфрамовым электродом. В качестве присадочного металла используются прутки из бронзы БрКМц-3-1. При сварке сложных латуней применяют присадочную проволоку того же состава, что и свариваемый металл. Подготовка соединений к сварке, разделка кромок и подогрев аналогичны сварке покрытыми электродами.

    3.5 Бронзы. Бронзы представляют собой сплав меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием и другими элементами.

    Бронзы обладают хорошими литейными, антифрикционными и антикоррозионными свойствами, высокой прочностью и пластичностью (примерно на уровне меди), хорошо обрабатываются и поэтому широко применяются в промышленности. Химический состав бронз необходимо учитывать при сварке. Бронзы сваривают угольными, покрытыми электродами, а в среде аргона – вольфрамовыми электродами. Сварка бронз аналогична сварке меди, но имеет свои особенности.

    При сварке бронзы угольными электродами в качестве присадочного металла применяют литые бронзовые прутки того же состава, что и основной металл. Флюсы подбирают разного состава. Для сварки алюминиевых бронз флюс изготавливают из хлористых и фтористых солей щелочных и щёлочно-земельных металлов и криолитов для удаления окисла алюминия. Для сварки оловянистых бронз флюс изготовляют из смеси буры и борной кислоты. Флюс, замешанный жидким стеклом, наносят на кромки и присадочные прутки, причём при нанесении на прутки в смесь добавляют 20% древесного угля. При сварке бронз применяют предварительный подогрев до невысоких температур; для оловянистых бронз температура подогрева должна быть не более 100-150°С. Сварку выполняют постоянным током прямой полярности.

    Бронзы сваривают металлическими электродами со стержнями, близкими по составу к основному металлу, покрытыми различного типа обмазками. Например, для сварки и наплавки алюминиевой бронзы марки БрАМц-9-2 применяют стержни из проволоки БрАМц-9-2, покрытые смесью следующего состава: криолит – 83%, хлористый калий – 5%, ферромарганец- 8%, алюминиевая пудра – 2% и бетонит – 2%. Смесь замешивают жидким стеклом. Сварку ведут постоянным током обратной полярности с предварительным подогревом до 200-300°С. При толщине металла более 4 мм применяют разделку кромок под углом 90°. Швы накладывают при токе средней силы тонкими широкими слоями. Бронзы оловянистые тоже сваривают покрытыми электродами, но стержни делают из БРОФ-6,5-0,15 с повышенным содержанием фосфора. Большинство марок бронз хорошо свариваются неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде аргона без присадочного (при толщине до 4 мм) и с присадочным металлом того же состава, что и основной металл. Сварку ведут постоянным током прямой полярности. Медно-оловянистые бронзы сваривают без подогрева при толщине до 10 мм, медно-алюминиевые – до 6 мм, а медно-кремнемарганцевые – до15 мм. При сварке алюминиевых бронз присадочные прутки покрывают флюсом из хлористых и фтористых солей щелочных и щёлочно-земельных металлов и криолита или же применяют переменный ток.

  

Контрольные вопросы.

1. Какое физическое свойство меди затрудняет процесс сварки?

2.Объясните явление водородной болезни меди. 

3. Почему медь и ее сплавы подвержены образованию горячих трещин?

4. Род и полярность тока при сварке меди металлическими покрытыми электродами?

5. По какой формуле подбирают силу сварочного тока при сварке меди покрытыми металлическими электродами?

6. Какие свойства ухудшаются при сварке меди покрытыми металлическими электродами?

7. Какие электроды применяют для сварки меди в среде инертных газов?

8. Недостаток сварки в азоте?

9. В каком случае применяется двухсторонняя разделка кромок при сварке меди?

10. Назовите особенности применения присадочных материалов при сварке меди.

 

11. Почему затруднена сварка латуни?

12. Какие меры применяют для сварки латуни графитизированными электродами?

13. Как сваривают латунь толщиной более 10 мм?

14. Какие свойства характерны для соединений, выполненных дуговой сваркой графитизированными электродами?

15. Техника дуговой сварки латуни покрытыми электродами.

16. Из какого материала изготавливают подкладку для сварки латуни покрытыми электродами?

17.Особенности разделки кромок при сварке латуни покрытыми электродами.

18. Назовите основные свойства бронзы.

19.Особенность сварки бронзы угольными электродами.

20.Стержни, покрытые смесью какого состава применяют при сварке алюминиевой бронзы?

21.В каких случаях при сварке бронз неплавящимся вольфрамовым электродом применяется присадочный материал?

 

Лекция 4. СВАРКА ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ.

 

План.

1.Титан и его сплавы.

2.Подготовка титана и его сплавов к сварке.

3.Сварка титана.

 

 

Титан и его сплавы

       Титан– распространённый в природе металл. В земной коре его больше, чем меди, свинца и цинка. Это тускло-серый металл с температурой плавления 16620 С. При плотности 4,51 г/см3 титан имеет прочность 267…337 МПа, а его сплавы – до 1250 МПа. Коррозионностоек при нормальной температуре и даже в сильно агрессивных средах, но очень активен при нагреве выше 4000 С. В кислороде способен к самовозгоранию. Бурно реагирует с азотом. Окисляется водяным паром, углекислым газом, поглощает водород. Теплопроводность титана более чем в два раза ниже, чем у углеродистой стали. Поэтому при сварке титана, несмотря на его высокую температуру плавления, требуется меньше тепла.

    Титан может находиться в виде двух основных стабильных фаз, отличающихся строением кристаллической решётки. При нормальной температуре он существует в виде   a -фазы с мелкозернистой структурой, не чувствительной к скорости охлаждения. При температуре выше 8820 С образуется b -фаза с крупным зерном и высокой чувствительностью к скорости охлаждения. Легирующие элементы и примеси могут стабилизировать a-фазу (алюминий, кислород, азот) или b-фазу (хром, марганец, ванадий). Поэтому сплавы титана условно разделяются на три группы: a, a+b и b сплавы. Первые (ВТ1, ВТ5-1) термически не упрочняются, пластичны, обладают хорошей свариваемостью. Вторые (ОТ4, ВТ3, ВТ4, ВТ6, ВТ8) при малых добавках b-стабилизаторов также свариваются хорошо. Они термически обрабатываются. Сплавы с b-структурой, например ВТ15, ВТ22, упрочняются термообработкой. Они свариваются хуже, склонны к росту зерна и к холодным трещинам. 

    При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твёрдый раствор в a-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют альфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от Тi6O до TiO2. По мере окисления изменяется окраска оксидной плёнки от золотисто-жёлтой до тёмно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. При хорошей защите поверхность металла в зоне сварки имеет серебристый цвет. При недостаточной защите появляются цвета побежалости, а при плохой – серые и бурые налёты. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 5000 С, образуя нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, т.к. у них малая величина литейной усадки в сочетании с повышенной прочностью и пластичностью в области высоких температур. Но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и около шовной зоне, что ухудшает свойства металла.

Растворимость водорода в жидком титане больше, чем у стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Часто встречается также образование холодных трещин, возникающих при пониженной пластичности вследствие насыщения металла газами, в первую очередь водородом, причём холодные трещины в таких соединениях могут образовываться при хранении сварных конструкций. С целью предупреждения пор при сварке титана и его сплавов используют различные способы, которые можно разделить на три группы:

1)уменьшение количества адсорбированной влаги на кромках свариваемых деталей и поверхности сварочной проволоки, а также создание условий для удаления влаги из зоны сварки до формирования сварочной ванны,

2)использование режимов сварки, обеспечивающих наиболее полное удаление водорода из сварочной ванны,

3)связывание и интенсификация выделение водорода из сварочной ванны с использованием флюсов.

    Снижение количества влаги достигается за счёт повышения чистоты обработки, а также регламентации условий и срока хранения подготовленных к сварке деталей.

 

    4.2 Подготовка титана и его сплавов к сварке и сборка деталей должны производиться особенно тщательно. Основной металл и сварочная проволока должны быть очищены от загрязнений, и иметь чистую, без альфированного слоя и окалины поверхность. При необходимости очищают металл дробеструйной обработкой, механическим способом, травлением и обезжириванием. Сварочную проволоку диаметром 1,2…7 мм обычно поставляют после отжига при температуре 900-10000 С в течении 4 часов для удаления водорода. Резка металла возможна обычными ножницами и плазменными резаками. При кислородной резке окисленные кромки удаляют механическим путём. Проволоку для режут на куски длиной 300-400 мм.

При толщине металла более 3 мм делают разделку кромок под углом 60-700. Детали собирают под сварку с помощью прижимных или других приспособлений. Возможна сварка на прихватках, при этом детали из легированных сплавов титана прихватывают с применением присадочной проволоки, а детали из технически нелегированного титана – без присадки. Прихватки должны быть длиной 30-50 мм с расстоянием между ними 300 мм. Прихватки выполняют со стороны обратной шву, и обязательно с защитой металла инертными газами с помощью местных или общих камер. В начале и конце стыка прихватывают специальные планки из основного металла, на которых начинают и заканчивают шов. Детали толщиной от 0,5 до 3 мм собирают без зазора.  

 

     4.3 Сварка титана покрытыми электродами не обеспечивает требуемых качеств сварного соединения и не применяется. Применяют ручную дуговую сварку вольфрамовыми электродами в аргоне, гелии или их смеси. Обычная защита, применяемая при сварке горелкой с обдувом защитным газом электрода, зоны дуги и ванны, также недостаточна, так как металл реагирует с кислородом уже при нагреве до 4500 С и выше. Для полной защиты при сварке титана и его сплавов неплавящимся электродом применяют защитные камеры нескольких типов. При сварке на воздухе в цехе или на монтажной площадке применяют камеры-насадки.

Для местной защиты зоны сварки и нагретого сварного соединения. При местной защите обратная сторона шва может быть защищена специальной подкладкой с канавкой, куда подают защитный газ.

При сварке трубопроводов применяют поддув защитного газа внутрь трубы.

    Для общей защиты свариваемой детали применяют жёсткие и полумягкие герметичные камеры, куда помещают деталь и горелку и наполняют инертным газом под небольшим давлением. Сварщик манипулирует горелкой с помощью гибких или жёстких механических рук и наблюдает процесс сварки через иллюминаторы или через прозрачную оболочку. Для крупных и ответственных деталей применяют обитаемые камеры (рис.4) объёмом до 350 м3, в которых устанавливают сварочные автоматы и манипуляторы. Камеры вакуумируются, затем заполняются аргоном, через шлюзы в них входят сварщики в скафандрах.

Сварку неплавящимся электродом выполняют на постоянном токе прямой полярности. Для повышения стабильности процесса используют лантанированные вольфрамовые электроды.

    Сварку плавящимся электродом выполняют на постоянномтоке обратной полярности на режимах обеспечивающих мелкокапельный перенос металла.

    Для сварки под флюсом применяют бескислородные фтористые флюсы сухой грануляции серии АНТ. Марку флюса выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Для толщины 2,5…8,0 мм флюс марки АНТ1 АНТ3, для более толстого материала – АНТ7. Сварку ведут электродной проволокой диаметром 2,0…5,0 мм с вылетом электрода 14…22 мм на медной или флюсовомедной прокладке, либо на флюсовой подушке. Структура металла в результате модифицирующего действия флюса получается более мелкозернистой, чем при сварке в инертных газах.

    При электрошлаковой сварке используют пластинчатые электроды из того же титанового сплава, что и свариваемая деталь, толщиной 8…12 мм и шириной, равной толщине свариваемого металла. Используют тугоплавкие фторидные флюсы АНТ2, АНТ4, АНТ6. Чтобы через флюс не проникал кислород, шлаковую ванну дополнительно защищают аргоном. Металл зоны термического влияния защищают, увеличивая ширину формирующих водоохлаждаемых ползунов и продувая в зазор между ними и деталью аргон.. сварные соединения после электрошлаковой сварки имеют крупнокристаллическую структуру. Но свойства их близки к основному металлу. Перед электрошлаковой сваркой, так же как и перед дуговой, флюсы должны быть прокалены при температуре 200…3000 С.

    Электронно-лучевая сварка титановых сплавов обеспечивает наилучшую защиту металла от газов и мелкозернистую структуру шва. Требования к сборке по сравнению с другими способами жестче.

    При всех способах сварки титановых сплавов нельзя допускать перегрева металла. Нужно применять способы и приёмы, позволяющие получить мелкозернистую структуру шва и высокие свойства сварного соединения.

 

Контрольные вопросы.

 

Лекция 5. Сварка никеля.

Никель и его сплавы

    Никель и его сплавы коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаростойкие, у них высокие механические характеристики. Никель имеет большое электрическое сопротивление, сохраняет высокую прочность и пластические свойства при низких температурах. Никель и его сплавы применяют в химической и нефтехимической промышленности, электронике, энергетике и в других отраслях.

    При сварке никеля и его сплавов вредное влияние на качество сварного шва оказывает присутствие в металле или в покрытии электродов серы и свинца. Сера активно соединяется с расплавленным никелем, образуя сульфид, который резко снижает пластичность никеля и работоспособность при низких температурах. Свинец также влияет на охрупчивание никеля и снижение его пластичности. Никель в расплавленном состоянии растворяет значительное количество газов: кислорода, азота, водорода, которые, выделяясь при кристаллизации, могут стать причиной пористости, поэтому необходима защита расплавляемого при сварке металла.

    Перед сваркой необходимо тщательно очистить металл механическим путём и обезжириванием. Электроды необходимо прокалить. Шов защитить поддувом защитного газа.

 

5.2 Ручная дуговая сварка покрытыми электродамиприменяется во всех пространственных положениях. Сварку ведут электродами марок Н-10, Н-37, «Прогресс-50», ИМЕТ-10, имеющими покрытие основного типа. Силу сварочного тока понижают до (20-35)d электрода ввиду его высокого электрического сопротивления никеля. Электрод держат перпендикулярно сварному соединению с небольшим наклоном до 200 в сторону сварки. Поперечные движения электродов должны быть небольшими. Вертикальные швы при толщине металла до 2,5-3 мм рекомендуется сваривать сверху вниз. Многослойные швы сваривают после охлаждения, тщательной очистки и обезжиривания каждого слоя перед наложением следующего. Шов делают с усилением, которое затем сошлифовывают. Полезна несильная проковка швов.

 

5.3 Ручная аргоннодуговая сварка никеля и его сплавов обеспечивает высокое качество сварных соединений. Сварку ведут постоянным током прямой полярности с использованием специализированных установок. Применяют вольфрамовые электроды Диаметром 1,5-3 мм марок ЭВЛ или ЭВИ. Ручную сварку предпочтительно применять при небольшой толщине деталей. Без разделки сваривают металл толщиной 2-4 мм, при большей толщине делают разделку. Присадочную проволоку применяют диаметром 1-3мм. Силу тока подбирают из расчёта (40-45)d электрода. Аргон применяют высшего сорта, а со стороны подкладки делают поддув аргоном 1-го сорта.

 

 

Лекция 6. Сварка свинца

6.1 Свинец– мягкий, тягучий металл синевато-серого цвета, в изломе блестящий, малопрочный, плавится при температуре 3270 С; на воздухе и во многих активных средах покрывается оксидной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшей коррозии. Благодаря высоким антикоррозийным свойствам свинец применяют для внутренней обкладки сосудов и для трубопроводов, работающих с активными средами, особенно с серной кислотой. Оксидная плёнка отрицательно влияет на свариваемость, так как температура её плавления 8500 С. Отрицательно влияет на качество сварки содержание в свинце сурьмы, которая придаёт шву хрупкость. Пары свинца, образующиеся при сварке, ядовиты, поэтому сварщик должен пользоваться респиратором.

 

6.2 Ручная дуговая сваркасвинца осуществляется угольным электродом и вольфрамовым электродом в среде аргона. Металл толщиной до 4 мм обычно сваривают за один проход, при толщине 5 мм и более для обеспечения полного провара делают разделку кромок под углом 700 с притуплением до 4 мм. Перед сваркой кромки деталей и прилегающий к ним металл шириной не менее 30 мм, а также присадочный пруток зачищают до металлического блеска.

    При дуговой сварке угольным электродом на поверхности расплавленного металла образуется тонкая плёнка оксида PbO, которую при бесфлюсовой сварке удаляют в процессе работы стальным крючком. Применяют флюс-стеарин или его сплав с канифолью, который наносят на подогреваемые кромки и присадочный пруток. При толщине металла до 10мм и сварке с двух сторон разделку не делают. При сварке с разделкой первый слой корневого шва сваривают без присадочного металла, а последующие – с присадочным прутком, который укладывают в разделку и расплавляют дугой вместе с кромками. Электрод при сварке располагают вертикально стыку, а присадочный пруток – под углом 30 – 400 к шву.

    Применяют небольшой ток ( 4 — 5)d электрода, но дуга горит достаточно стабильно без разбрызгивания. Для сварки используют источники питания малой мощности. Сварку ведут постоянным током прямой полярности, длина дуги 4-12 мм.

 

Аргоннодуговая сварка свинца вольфрамовым электродом, несмотря на повышенную стоимость сварочных материалов, является наиболее производительной и качественной.

 

Список литературы

1. Думов С. И. Технология электрической сварки плавлением: Ленинград: Машиностроение, 1978.

2. Чернышов Г. Г. Технология электрической сварки плавлением: — М.: Издательский центр «Академия», 2006.

3. Сварка и резка металлов: Учебное Пособие / М. Д. Банов, Ю. В. Казаков, М. Г. Козулин и др.; Под ред. Ю. В. Казакова. – М.: Издательский центр «Академия», 2000.

 

Сварка меди и медных сплавов

Медь и медные сплавы предлагают уникальные сочетания свойств материала, что делает их выгодными для многих производственных условий. Они имеют широкое использование из-за их отличных свойств электро- и теплопроводности, низкого коэффициента трения, высокой стойкости к коррозии и хорошими характеристиками прочности и сопротивления усталости.

Металлургия медных сплавов и их свариваемость

Многие распространенные металлы сплавляются с медью для получения различных сплавов меди. Наиболее распространенные легирующие элементы это алюминий, никель, кремний, олово и цинк.

Другие элементы легируют медь в небольших количествах для улучшения некоторых характеристик материала, таких как устойчивость к коррозии и механической обработке.

Медь и ее сплавы делятся на девять основных групп.

Эти основные группы:

  • — Чистая медь, содержащая не менее 99,3% Cu
  • — Сплавы меди, содержащие до 5% легирующих элементов
  • — Медно-цинковые сплавы (латуни), которые содержат до 40% Zn
  • — Медно-оловянные сплавы (оловянно фосфористые бронзы), которые содержат до 10% олова и 0,2% P
  • — Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевые бронзы), которые содержат до 10% Al
  • — Медно-кремниевые сплавы (кремниевая бронза), которые содержат до 3% Si
  • — Медно-никелевые сплавы, содержащие до 30% Ni
  • — Медно-цинково-никелевые сплавы (нейзильберы), которые содержат до 7% цинка и 18% Ni
  • — Специальные сплавы, которые содержат легирующие элементы для повышения свойств или характеристик, например, обрабатываемости

Многие медные сплавы имеют свои названия, такие как бескислородная медь (не менее 99,95% Cu), бериллиевая бронза (от 0,02 до 0,2% Be) и морская латунь (Cu40Zn).

В результате добавления в состав медного сплава хрома и циркония получается жаропрочный медный сплав БрХЦр (CuCrZr) применяемый для изготовления электродов для контактной и шовной сварки, а также контактных сварочных наконечников для горелок полуавтоматической MIG MAG сварки. Эти наконечники отличаются высокой износостойкостью.

Многие физические свойства медных сплавов имеют важное значение для сварочных процессов, такие как температура плавления, коэффициент теплового расширения, а также электро-и теплопроводность. Некоторые легирующие элементы значительно уменьшают электрическую и теплопроводность меди.

Влияние легирующих элементов на свариваемость меди

Некоторые легирующие элементы имеют выраженный эффект на свариваемость меди и медных сплавов. Небольшое количество летучих, токсичных легирующих элементов часто присутствуют в меди и ее сплавов. В результате, требования эффективной системы вентиляции для защиты сварщика или оператора сварочного робота или автоматической установки являются очень важными.

Цинк снижает свариваемость всех латуней пропорционально его процентному содержанию в сплаве. Цинк имеет низкую температуру кипения, в результате чего происходит выделение токсичных паров при сварке медно-цинковых сплавов.

Олово повышает вероятность появления горячих трещин при сварке, когда его содержание в сплаве составляет 1-10%. Олово, по сравнению с цинком, значительно менее летуче и токсично. Во время сварки олово может окисляться. В результате могут появляться оксиды, снижающие прочность сварного соединения.

Бериллий, алюминий и никель образуют оксиды, которые необходимо удалить перед сваркой. Образование этих оксидов в процессе сварки должно быть предотвращено защитным газом или флюсом и использованием соответствующего сварочного тока. Оксиды никеля мешают дуговой сварке медных сплавов меньше, чем оксиды бериллия и алюминия. Следовательно, цинково-никелевые и медно-никелевые сплавы менее чувствительны к типу сварочного тока, используемого в процессе. Сплавы, содержащие бериллий также производят токсичные газы во время сварки.

Кремний оказывает благотворное влияние на свариваемость медно-кремниевых сплавов, благодаря раскислению.

Кислород может вызвать пористость и уменьшить прочность сварных швов, содержась в некоторых сплавах меди, которые не содержат достаточного количества фосфора или других раскислителей. Кислород может находиться как свободный газ или закись меди. Чаще всего, чтобы избежать этого, медные сплавы содержат раскислительный элемент, как правило, это фосфор, кремний, алюминий, железо или марганец.

Железо и марганец незначительно влияет на свариваемость сплавов, которые их содержат. Железо, как правило, присутствуют в некоторых специальных латунях, алюминиевых бронзах и медно-никелевых сплавах в количестве от 1,4 до 3,5%. Марганец обычно используется в тех же сплавах, но в более низких концентрациях, чем железо.

Свинец, селен, теллур и серу добавляют в медные сплавы для улучшения их обрабатываемости. Эти легирующие элементы, в то время как улучшают обрабатываемость, и существенно влияют на свариваемость сплавов меди, делают сплавы более восприимчивыми к горячим трещинам. Свинец является самым вредным из легирующих элементов по отношению к восприимчивости к горячим трещинам.

Другие факторы, влияющие на свариваемость меди и её сплавов

Кроме того, что легирующие элементы, которые входят в состав сплава меди, влияют на его свариваемость, существуют и другие факторы, также на это влияющие. Это такие факторы, как теплопроводность сплава, защитный газ, тип сварочного тока, используемого в процессе сварки, тип сварного соединения, положение сварки и состояние свариваемой поверхности.

Влияние теплопроводности
Поведение меди и медных сплавов при сварке сильно зависит от их теплопроводности. Медь и сплавы меди с низким содержанием легирующих элементов обладают высокой теплопроводностью. Поэтому, для предотвращения диссипации, тип сварочного тока и защитный газ должны быть выбраны, чтобы обеспечить максимальный ввод тепла в сварной шов. В зависимости от толщины свариваемого изделия, может потребоваться предварительный нагрев деталей из медных сплавов с низкой теплопроводностью. Промежуточная температура должна быть такой же, как и для подогрева.

Положение сварки
В связи с весьма неустойчивыми характеристиками меди и ее сплавов, для сварки преимущественно используется нижние положение. Сварка в горизонтальном положении используется в некоторых случаях тавровых и угловых швов с разделкой кромок.

Горячие трещины
Медные сплавы, такие как медно-оловянные и медно-никелевые, восприимчивы к образованию горячих трещин при температурах затвердевания. Эта особенность проявляется во всех медных сплавах в диапазоне перехода от температур ликвидуса до солидуса. Горячие трещины могут быть минимизированы за счет сокращения свободы перемещения изделия во время сварки. Также их появление минимизируют за счет подогрева, чтобы замедлить скорость охлаждения и снизить величину сварочных напряжений.

Пористость
Некоторые элементы (например, цинк, кадмий и фосфор), имеют низкую температуру кипения. Испарение этих элементов в процессе сварки может привести к пористости. При сварке сплавов меди, содержащих эти элементы, пористость может быть минимизирована за счет более высокой скорости сварки и соответствующих сварных соединений для использования меньшего количества присадочных материалов.

Состояние поверхности
Жиры и окислы на рабочей поверхности должны быть удалены перед сваркой. Для этого может быть использована проволочная щетка. Смазка, краска, грязь и другие подобные загрязнения на медно-никелевых сплавах может привести к охрупчиванию и должны быть удалены перед сваркой.

Дуговые процессы, применяемые при сварке меди

Процессы дуговой сварки имеют первостепенное значение при производстве изделий из меди. Основные применяемые процессы это ручная дуговая сварка покрытым электродом (MMA), аргонодуговая сварка (TIG) неплавящимся вольфрамовым электродом и полуавтоматическая (MIG MAG) сварка плавящимся электродом. Также, но несколько реже используют такие процессы, как плазменная сварка (PAW) и сварка под флюсом (SAW). Оборудование для этих процессов ничем не отличается от стандартного оборудования для сварки других сталей.

Ручная дуговая сварка может быть использована для сварки широкого диапазона толщин медных сплавов. Покрытые электроды для сварки медных сплавов имеют стандартные размеры от 2 до 5 мм диаметром.

Сварочные процессы, которые используют защитный газ, как правило, предпочтительнее, хотя многие некритические соединения могут быть сварены при помощи электродов и ручной дуговой сварки. Аргон, гелий или их смесь используются в качестве защитных газов для аргонодуговой, плазменной и полуавтоматической сварки.

Аргонодуговая сварка TIG меди и медных сплавов

Сварка TIG вольфрамовым электродом хорошо подходит для меди и медных сплавов благодаря своей интенсивной дуге. Сварочная дуга, которая обладает чрезвычайно высокой температурой, сосредоточенно проникает в сварное соединение.

При сварке меди и теплопроводных сплавов меди, интенсивность дуги играет важную роль, с минимальным нагревом окружающей околошовной зоны. Наименьшая зона термического влияния (ЗТВ) особенно желательна при сварке медных сплавов.

Многие из стандартных вольфрамовых электродов могут быть использованы для TIG сварки меди и медных сплавов. За исключением определенных классов медных сплавов, наиболее предпочтительным является использование торированного вольфрама для высокой производительности, длительного срока службы и большой устойчивости к загрязнению.

Полуавтоматическая сварка MIG

Сварка MIG используется для меди и медных сплавов при толщине менее 3 мм, в то время как она же предпочтительнее для соединения изделий из алюминиевых бронз, кремниевых бронз и медно-никелевых сплавов толщиной свыше 3 мм.

Плазменная сварка PAW

Сварка меди и медных сплавов с использованием плазменной сварки можно сравнить с аргонодуговой сваркой этих сплавов. Аргон, гелий или их смесь используется для сварки всех сплавов. Водород никогда не должен быть использован при сварке меди.

Плазменная сварка имеет два главных преимущества по сравнению с аргонодуговой:

  • — вольфрамовый электрод скрыт и полностью экранирован, что значительно снижает его загрязнение. В частности, для сплавов с низкой температурой кипения компонентов, таких как латунь, бронза, фосфористая и алюминиевая бронза
  • — плазменная дуга обладает более высокой энергией при минимальной околошовной зоне нагрева

В этой статье мы рассмотрели наиболее часто применяемые процессы для дуговой сварки меди и медных сплавов. Также рассмотрены характеристики и особенности сварки. Надеюсь, эта информация будет полезна для дальнейшего использования. Спасибо за внимание.

© Смарт Техникс

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

Сварочное оборудование для сварки меди

Сварка медных сплавов

Медь и медные сплавы предлагают уникальное сочетание свойств материала. что делает их выгодными для многих производственных сред. Они есть широко используются из-за их превосходной электропроводности и теплопроводности, выдающаяся устойчивость к коррозии, простота изготовления и хорошая прочность и сопротивление усталости. Другие полезные характеристики включают искроустойчивость, износостойкость металл-металл, свойства низкой проницаемости и отличительный цвет.

Сварочные процессы

На производстве медь часто соединяют сваркой. Дуговая сварка процессы имеют первостепенное значение. Дуговая сварка может выполняться с использованием дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW), дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), газовая дуговая сварка (GMAW), плазменная дуговая сварка (PAW) и под флюсом дуговая сварка (SAW).

Процессы дуговой сварки. Медь и большинство медных сплавов могут быть соединены дуговая сварка. Сварочные процессы, в которых используется газовая защита, обычно предпочтительнее, хотя SMAW можно использовать для многих некритических приложений.

Аргон, гелий или их смеси используются в качестве защитных газов для GTAW, PAW и GMAW. Обычно при ручной сварке используется аргон. материал имеет толщину менее 3 мм, имеет низкую теплопроводность или и то, и другое. Гелий или смесь 75% гелия и 25% аргона рекомендуется для для машинной сварки тонких профилей и для ручной сварки более толстых профили из сплавов, обладающие высокой теплопроводностью. Маленькое количество азота можно добавить в защитный газ аргон, чтобы увеличить эффективное тепловложение.

Дуговая сварка защищенным металлом может использоваться для сварки широкого диапазона толщин. медных сплавов. Покрытые электроды для SMAW медных сплавов бывают доступны стандартные размеры от 2,4 до 4,8 мм.

Газо-вольфрамовая дуговая сварка. Хорошо подходит для газо-вольфрамовой дуги для меди и медных сплавов из-за сильной дуги, которая дает чрезвычайно высокая температура в стыке и узкий термообработанный зона (HAZ).

При сварке меди и медных сплавов с большей теплопроводностью интенсивность дуги важна для завершения сварки с минимальным нагрев окружающего основного металла с высокой проводимостью. Стрелка ЗТВ особенно желательна при сварке медных сплавов, которые были затвердели от осадков.

Можно использовать многие стандартные вольфрамовые или легированные вольфрамовые электроды. в GTAW меди и медных сплавов. Факторы выбора обычно Рассмотренные для вольфрамовых электродов применяются в основном к меди и медные сплавы.За исключением определенных классов медных сплавов, торированный вольфрам (обычно EWTh-2) предпочтителен из-за его лучшего производительность, более длительный срок службы и повышенная устойчивость к загрязнениям.

Дуговая сварка металлов и газов. Для соединения применяется дуговая сварка газом. из меди и медных сплавов толщиной менее 3 мм, а GMAW предпочтительнее для профилей толщиной более 3 мм и для соединения алюминиевых бронз, кремниевых бронз и медно-никелевых сплавов.

Плазменно-дуговая сварка. Сварка меди и медных сплавов использование PAW сравнимо с GTAW этих сплавов. Аргон, гелий или смеси из двух используются для сварки всех сплавов. Газообразный водород должен никогда не использоваться при сварке котлов.

Плазменная дуговая сварка имеет два очевидных преимущества перед GTAW: (1) вольфрамовая сварка. скрыто и полностью экранировано, что значительно снижает загрязнение электрода, особенно для сплавов с низкой температурой кипения компоненты, такие как латунь, бронза, фосфорная бронза и алюминий бронзы, и (2) построенный дуговый факел приводит к более высокому дуговому энергии, сводя к минимуму рост ЗТВ.Как и в случае с GTAW, текущий Также можно использовать пульсацию и линейное изменение тока. Плазменная сварка оборудование было миниатюризировано для сложной работы, известной как микроплазма сварка.

Плазменная сварка меди и медных сплавов может производиться как автогенно или с присадочным металлом. Выбор присадочного металла идентичен к тому, что указано для GTAW. Автоматизация и механизация этого процесса легко выполняется и предпочтительнее, чем GTAW, где загрязнение может ограничивать эффективность производства.Позиции сварки для PAW идентичны тем, для GTAW. Тем не менее, режим плазменной замочной скважины был оценен для более толстых секций в вертикальном положении. Как правило, вся информация представленный для GTAW применим к PAW.

Дуговая сварка под флюсом. Сварка толстолистового материала, например трубы изготовлен из толстого листа, может быть получен непрерывным дуговым током под зернистым флюсом. Эффективное раскисление и шлакометаллические реакции на формирование требуемого состава металла шва имеет решающее значение, и процесс SAW все еще находится в стадии разработки для материалов на основе меди. Вариант этого, процесс может быть использован для наплавки или наплавки.В продаже для медно-никелевых сплавов следует использовать флюсы.

Металлургия сплавов и свариваемость

Многие распространенные металлы легированы медью для получения различной меди. сплавы. Наиболее распространенные легирующие элементы — алюминий, никель, кремний, олово и цинк. Остальные элементы и металлы легированы в небольших количествах. для улучшения определенных характеристик материала, таких как коррозионная стойкость или обрабатываемость.

Медь и ее сплавы делятся на девять основных групп.Эти основные группы:

  • Медь , содержащая не менее 99,3% Cu
  • Сплавы с высоким содержанием меди , содержащие до 5% легирующих элементов
  • Медно-цинковые сплавы (латуни) , содержащие до 40% Zn
  • Сплавы медно-оловянные (фосфористые бронзы) , содержащие до до 10% Sn и 0,2% P
  • Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевые бронзы) , содержащие до до 10% Al
  • Медно-кремниевые сплавы (кремниевые бронзы) , содержащие до 3% Si
  • Медно-никелевые сплавы , содержащие до 30% Ni
  • Сплавы медно-цинк-никелевые (никелевые серебра) , содержащие до до 7% Zn и 18% Ni
  • Специальные сплавы , содержащие легирующие элементы для улучшения конкретное свойство или характеристика, например обрабатываемость
Многие медные сплавы имеют общие названия, например бескислородная медь. (99.95% Cu min), бериллиевая медь (от 0,02 до 0,2% Be), металл Muntz (Cu40Zn), Морская латунь (Cu-39,5Zn-0,75Sn) и техническая бронза (Cu-10Zn).

Многие физические свойства медных сплавов важны для сварочные процессы, включая температуру плавления, коэффициент тепловое расширение, а также электрическая и теплопроводность. Определенный легирующие элементы значительно уменьшают электрические и термические электропроводности меди и медных сплавов.

Некоторые легирующие элементы оказывают заметное влияние на свариваемость медь и медные сплавы.Небольшие количества летучих токсичных примесей элементы часто присутствуют в меди и ее сплавах. В следствии, требование эффективной системы вентиляции для защиты сварщик и / или оператор сварочного аппарата более критичны, чем при сварке черных металлов.

Цинк снижает свариваемость всех латуней относительно процент цинка в сплаве. Цинк имеет низкую температуру кипения, что приводит к образованию токсичных паров при сварке медно-цинковых сплавов.

Олово увеличивает склонность к образованию горячих трещин при сварке, когда присутствует в количестве от 1 до 10%. Олово по сравнению с цинком далеко менее летучий и токсичный. Во время сварки олово может предпочтительно окисляются относительно меди. Результатом будет улавливание оксида, что может снизить прочность сварного шва.

Бериллий, алюминий и никель образуют вязкие оксиды, которые должны удалить перед сваркой.Образование этих оксидов во время сварочный процесс должен быть предотвращен защитным газом или флюсом в в сочетании с использованием соответствующего сварочного тока. Оксиды никель меньше мешает дуговой сварке, чем бериллий или алюминий. Следовательно, никель-серебро и медно-никелевые сплавы менее чувствительны. от типа сварочного тока, используемого в процессе. бериллий содержащие сплавы также выделяют токсичные пары во время сварки.

Кремний положительно влияет на свариваемость медно-кремниевых сплавов. из-за его раскисляющего и флюсирующего действия.

Кислород может вызвать пористость и снизить прочность сварных швов. в некоторых медных сплавах, которые не содержат достаточного количества фосфор или другие раскислители. Кислород можно найти в виде свободного газа или в виде закись меди. Чаще всего свариваемые медные сплавы содержат раскислитель элемент, обычно фосфор, кремний, алюминий, железо или марганец.

Железо и марганец существенно не влияют на свариваемость сплавов, которые их содержат.Железо обычно присутствует в некоторых специальные латуни, алюминиевые бронзы и медно-никелевые сплавы в количествах от 1,4 до 3,5%. Марганец обычно используется в тех же сплавах, но более низкие концентрации, чем у железа.

Добавки для машинной обработки. Свинец, селен, теллур и сера: добавлен в медные сплавы для улучшения обрабатываемости. Висмут начинается также могут использоваться для этой цели, когда требуются бессвинцовые сплавы. Эти второстепенные легирующие добавки, улучшая обрабатываемость, значительно влияют на свариваемость медных сплавов, вызывая горячие трещины в сплавах. восприимчивый.Неблагоприятное влияние на свариваемость начинает проявляться при около 0,05% добавки и более жесткие при более высоких концентрациях. Свинец — самый вредный из легирующих добавок по отношению к горячим трещинам. восприимчивость.

Факторы, влияющие на свариваемость

Помимо легирующих элементов, входящих в состав определенного медного сплава, несколько других факторов влияют на свариваемость. Эти факторы являются термическими проводимость свариваемого сплава, защитный газ, вид ток, используемый во время сварки, конструкция стыка, положение сварки, состояние и чистота поверхности.

Влияние теплопроводности. Поведение меди и меди сплавов при сварке сильно влияет теплопроводность сплава. При сварке коммерческих котлов и легколегированной меди материалы с высокой теплопроводностью, родом тока и защитный газ должен быть выбран так, чтобы обеспечить максимальный подвод тепла к стыку. Это высокое тепловложение противодействует быстрому рассеиванию напора вдали от локализованная зона сварного шва.В зависимости от толщины секции предварительный нагрев может быть требуется для медных сплавов с более низкой теплопроводностью. Интерпасс температура должна быть такой же, как при предварительном нагреве. Медные сплавы не головка после сварки обрабатывается так же часто, как и сталь, но некоторые сплавы могут требуют контролируемой скорости охлаждения для минимизации остаточных напряжений и горячего затрудненное.

Сварочное положение. Из-за высокой текучести меди и его сплавов, плоское положение используется по возможности для сварки.Горизонтальное положение используется при угловой сварке угловых швов. и тройники.

Сплавы с дисперсионным упрочнением. Самое главное реакции дисперсионного твердения получаются с бериллием, хромом, бор, никель, кремний и цирконий. При сварке необходимо соблюдать осторожность. дисперсионно-твердеющие медные сплавы, чтобы избежать окисления и неполного фьюжн. По возможности компоненты следует сваривать в отожженных состояние, а затем сварной конструкции необходимо дать дисперсионно-твердое термическая обработка.

Горячее растрескивание. Медные сплавы, такие как медь-олово и медь-никель, подвержены горячему растрескиванию при температурах затвердевания. это характеристика проявляется во всех медных сплавах с широким диапазон температур от ликвидуса до солидуса. Сильные усадочные напряжения производят междендритное разделение при затвердевании металла. Горячее растрескивание можно свести к минимуму за счет уменьшения ограничений во время сварки, медленного предварительного нагрева скорость охлаждения и уменьшение величины сварочных напряжений, а также уменьшение размер корневого отверстия и увеличение размера корневого прохода.

Пористость. Определенные элементы (например, цинк, кадмий и фосфор) имеют низкие температуры кипения. Испарение этих элементов во время сварки может образоваться пористость. При сварке медных сплавов содержащие эти элементы, пористость может быть минимизирована за счет более высокого сварного шва скорости и присадочный металл низкие в этих элементах.

Состояние поверхности. Жир и оксид на рабочих поверхностях должны быть снимается перед сваркой.Можно использовать проволочную щетку или яркое окунание. Милискейл на поверхностях алюминиевых бронз и кремниевых бронз снимается на расстояние от области сварного шва не менее 13 мм, обычно механическими средствами. Смазка, краска, следы от мелка, магазинная грязь и т. Д. Загрязнения медно-никелевых сплавов могут вызвать охрупчивание и должны снимать перед сваркой. Милискейл на медно-никелевых сплавах должен быть удаляются шлифованием или травлением; чистка проволочной щеткой неэффективна.

,

Медь. Расходные материалы. Медь и медные сплавы. Сварочные процессы

Глава 5 — Сварка самолетов

Chapter 5 - Aircraft Welding Глава 5 — Сварка самолетов Глава 5 Раздел A Вспомогательные вопросы Заполните пропуски 1. Существует 3 типа сварки: и, сварка.2. Получено пламя оксиацетилена с температурой Фаренгейта

Дополнительная информация

Сварка. Модуль 19.2.1

Welding. Module 19.2.1 Сварочный модуль 19.2.1 Жесткая пайка Жесткая пайка — это общий термин для пайки и пайки серебром.Эти процессы термического соединения очень похожи на мягкую пайку в той же степени, что и основной металл

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Североамериканский нержавеющий сортовой прокат Лист марки нержавеющей стали 2205 UNS S2205 EN 1.4462 2304 UNS S2304 EN 1.4362 ВВЕДЕНИЕ Типы 2205 и 2304 представляют собой дуплексные марки нержавеющей стали с микроструктурой

Дополнительная информация

СПЛАВ 2205 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ALLOY 2205 DATA SHEET СПЛАВ 2205 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ UNS S32205, EN 1.4462 / UNS S31803 ОБЩИЕ СВОЙСТВА /////////////////////////////////////////////// ////////// //// 2205 (обозначения UNS S32205 / S31803) — это 22% хрома, 3% молибдена,

Дополнительная информация

СПЛАВ C276 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ALLOY C276 DATA SHEET СПЛАВ C276 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ //// Сплав C276 (обозначение UNS N10276) представляет собой сплав никель-молибден-хром-железо-вольфрам, известный своей коррозионной стойкостью в широком диапазоне агрессивных сред.Это один из

Дополнительная информация

Руководство по сварке MIG для новичков

A Beginner s Guide to MIG Welding Руководство по сварке MIG для новичков Названия сварки MIG Сварка MIG, или MIG, является аббревиатурой от слова «сварка металла в инертном газе». MIG — широко используемый и общепринятый сленговый термин, который использовался, когда процесс

Дополнительная информация

Наплавка бурильной трубы

Drill Pipe Hard-facing Наплавка бурильных труб ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ОТ ИЗНОСА И РАЗРЫВА Кислородноацетиленовые стержни Порошковая и металлическая проволока Электроды PTA — Сварка Кислородно-ацетиленовая сварка и напыление Порошки Распыление пламенем Дуговое напыление FLSP

Дополнительная информация

ИНДИЙСКИЕ СТАНДАРТЫ (BIS) НА СВАРКУ

INDIAN STANDARDS (BIS) ON WELDING ** IS 82: 957 Глоссарий терминов, относящихся к сварке и резке металлов, сентябрь 2008 г. 2 IS 83: 986 Схема обозначений для сварки (пересмотренная), сентябрь 2008 г. 3 IS 84: 2004 Электроды с покрытием для ручной дуговой сварки металлическим электродом

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Лист 310S (S31008) / EN 1 нержавеющей стали для листового проката из нержавеющей стали Северной Америки.4845 Введение: SS310 — это высоколегированная аустенитная нержавеющая сталь, предназначенная для эксплуатации при повышенных температурах.

Дополнительная информация

Сварка конструкционной стали

Structural Steel Welding Курс PDH S150 Сварка конструкционной стали Semih Genculu, P.E. 2007 Центр PDH 2410 Дакота Лейкс Драйв Херндон, Вирджиния 20171-2995 Телефон: 703-478-6833 Факс: 703-481-9535 www.pdhcenter.com Утвержденный продолжающийся

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Лист 430 (S43000) / EN 1 нержавеющей стали для листового проката в Северной Америке.4016 Введение: SS430 — это низкоуглеродистая хромовая ферритная нержавеющая сталь без какой-либо стабилизации углерода

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Введение: Плоский лист нержавеющей стали для Северной Америки. Лист марки нержавеющей стали 309S (S30908) / EN1.4833 SS309 — это высоколегированная аустенитная нержавеющая сталь, которая отличается превосходной стойкостью к окислению,

Дополнительная информация

ОТЛИВ ПЕСКА ОХЛАЖДЕНИЕ LM4 — TF

SAND CAST CHILL CAST LM4 - TF 1 Этот сплав соответствует британским стандартам 1490 и аналогичен устаревшим спецификациям BS.L79 и D.T.D 424A. Отливки могут быть в отливках (M) в условиях полной термообработки (TF). ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Североамериканский плоский прокат из нержавеющей стали Лист из нержавеющей стали T409 ВВЕДЕНИЕ NAS 409 — это стабилизированная ферритная нержавеющая сталь с содержанием 11% хрома. Он не так устойчив к коррозии или высокотемпературному окислению

Дополнительная информация

ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

LASER CUTTING OF STAINLESS STEEL ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ Лазерная резка в среде инертного газа является наиболее применимым методом резки нержавеющей стали.Лазерная кислородная резка применяется также в случаях, когда поверхность реза окисляется

Дополнительная информация

СОВЕТЫ ПО СВАРКЕ TIG от Тома Белла

TIG WELDING TIPS by Tom Bell (Этот документ состоит из двух частей: сначала общая сварка TIG, а затем одна, посвященная алюминию.) СОВЕТЫ ПО СВАРКЕ TIG от Тома Белла 1. Чем больше стержень, тем легче его подавать. Используйте стержни большего диаметра (3/32

Дополнительная информация

Таблица марок нержавеющей стали

Stainless steel grade chart Таблица марок нержавеющей стали ATLAS STEELS РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ Указанный химический анализ (%) C Si Mn P S Cr Mo Ni Прочие аустенитные нержавеющие стали 253MA S30815 0.05 1,1-2,0 0,8 0,040 0,030 20,0-22,0 10,0-12,0

Дополнительная информация

Медь и ее сплавы

Copper and its alloys Медь и ее сплавы Лекция 4 Предметы интереса Введение / Цели Извлечение меди из руд и рафинирование меди Классификация медных сплавов Деформируемая медь Медно-цинковые сплавы

Дополнительная информация

ПОДВОДНАЯ СВАРКА ВВЕДЕНИЕ

UNDERWATER WELDING INTRODUCTION ПОДВОДНАЯ СВАРКА Амит Мукунд Джоши (инженер-механик) Младший научный сотрудник отдела машиностроения Индийский технологический институт I.I.T Bombay ВВЕДЕНИЕ Тот факт, что электрическая дуга может

Дополнительная информация

ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ И РЕЗКИ

WELDING & CUTTING MAIN EQUIPMENT ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ И РЕЗКИ ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НАБОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ НАБОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ MARIGASES — это высококачественный набор, содержащий все инструменты и компоненты

Дополнительная информация

% Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Другое Другое.Европа США Испания Франция Германия G.B. Италия Швеция Швейцария Япония. ALMgSi1 3,3215 ч40

% Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Others Others. Europe USA Spain France Germany G.B. Italy Sweden Switzerland Japan. ALMgSi1 3.3215 h40 АЛЮМИНИЕВЫЕ Сплавы Алюминий — Магний — Кремний 6082% Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Прочее Другое Минимум 0,70 0,40 0,60 Каждый Всего Максимум 1,30 0,50 0,10 1,00 1,20 0,25 0,20 0,10 0,05 0,10 Европа США Испания

Дополнительная информация

Руководство по сварке TIG для начинающих

A Beginner s Guide to TIG Welding Руководство для начинающих по сварке TIG Сварка TIG Названия сварки TIG, или TIG, является аббревиатурой от вольфрамовой сварки в инертном газе.TIG — широко используемый и общепринятый термин для шлаков. Правильная терминология — газовый вольфрам

. Дополнительная информация

СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ. Глава 1

WELDING PROCESSES. Chapter 1 Глава 1 ПРОЦЕССЫ СВАРКИ 1.1 ВВЕДЕНИЕ В ПРОЦЕССЫ СВАРКИ Современная технология сварки началась незадолго до конца 19 века с разработки методов получения высокой температуры

Дополнительная информация

Коэффициенты расширения материала

Material Expansion Coefficients 17 Коэффициенты расширения материалов Коэффициенты линейного теплового расширения металлов и сплавов Таблица 17-1 предоставляет коэффициенты линейного теплового расширения наиболее часто используемых металлов и допускает.

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Североамериканский сортовой прокат нержавеющая сталь Лист марок нержавеющей стали AISI 316 UNS S31600 EN 1.4401 AISI 316L UNS S31630 EN 1.4404 ВВЕДЕНИЕ NAS обеспечивает нержавеющую сталь 316 и 316L, которые являются молибденосодержащими аустенитными

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Лист AISI 304 UNS S30400 EN 1.4301 AISI 304L UNS S30430 EN 1.4307 ВВЕДЕНИЕ: Типы 304 и 304L являются наиболее универсальными и широко используемыми из

Дополнительная информация

Мартин РИЧЕЗ. Франк ЗАНОНЧЕЛЛИ

Martin RICHEZ. Franck ZANONCELLI СУДНО ДАВЛЕНИЯ DILLINGER COLLOQUIUM Dillingen 16/17 сентября 2009 г. ИТОГО Требования к оборудованию для работы в условиях сурового влажного h3S. Примеры оборудования из листовой стали Dillinger Martin RICHEZ Franck

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Лист 304 марки нержавеющей стали (S30400) / EN 1 нержавеющей стали североамериканского плоского проката.4301 304L (S30403) / EN 1.4307 304H (S30409) Введение: Типы 304, 304L и 304H являются наиболее универсальными и широко распространенными

Дополнительная информация

Аноды и другое оборудование

Anodes and Misc Equipment Аноды и другое оборудование Применение: платинированные титановые аноды Платинированные титановые аноды рекомендуются для использования в следующих электролитических процессах: — Гальваника драгоценных металлов — например, Au, Pt,

Дополнительная информация

ДОБЫЧА МЕТАЛЛОВ

EXTRACTION OF METALS 1 ДОБЫЧА МЕТАЛЛОВ Руды некоторых металлов очень распространены (железо, алюминий), другие встречаются только в ограниченных количествах на отдельных участках, руды должны быть очищены перед восстановлением до металла

Дополнительная информация

SS-EN ISO 9001 SS-EN ISO 14001

SS-EN ISO 9001 SS-EN ISO 14001 Эта информация основана на нашем текущем уровне знаний и предназначена для предоставления общих сведений о наших продуктах и ​​их использовании.Следовательно, это не должно толковаться как гарантия определенных свойств

Дополнительная информация

TITANIUM FABRICATION CORP.

TITANIUM FABRICATION CORP. TITANIUM FABRICATION CORP. Конструкция с покрытием из титана, циркония и тантала Общие соображения Во многих областях применения, особенно для больших сосудов под давлением, предназначенных для высоких температур и давлений,

Дополнительная информация

ТАРИФНЫЙ КОД и обновления стандарта

TARIFF CODE and updates standard КОД ТАРИФА и обновленный стандарт Нет КОД HS AHTN КОД ОПИСАНИЕ ТИПА ПРОДУКТА СТАНДАРТЫ ИДЕНТИФИКАЦИЯ 7207 Полуфабрикаты из чугуна или нелегированной стали, содержащие по массе менее 0.25% от

Дополнительная информация

Обзор сварки и эргономики

Overview on Welding and Ergonomics Январь, 30-2014 Обзор сварки и эргономики Luca Costa srl, Италия [email protected] Подход к эргономике в сварочном производстве Сварочное производство включает в себя несколько операций, которые

Дополнительная информация

Durcomet 100 CD4MCuN. Бюллетень А / 7л

Durcomet 100 CD4MCuN. Bulletin A/7l Durcomet 100 CD4MCuN Бюллетень A / 7l Durcomet 100 Введение Durcomet 100 представляет собой дуплексную нержавеющую сталь, произведенную в соответствии со спецификацией ASTM A995 или A890, класс CD4MCuN (1B).Об этом свидетельствует отливка Flowserve

. Дополнительная информация

OD1651 СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ, I

OD1651 WELDING OPERATIONS, I ПОДКУРС OD1651 ИЗДАНИЕ 8 СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ, I СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ, Я ПОДКУРС № OD1651 Командование поддержки общевойсковой армии США в Форт-Ли, Вирджиния 23801-1809 6 кредитных часов ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Цель

Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

North American Stainless Лист 316 (S31600) / EN 1 нержавеющей стали для листового проката из Северной Америки.4401 316L (S31603) / EN 1.4404 ВВЕДЕНИЕ NAS предлагает нержавеющую сталь 316 и 316L, которые являются молибденсодержащей аустенитной нержавеющей сталью

Дополнительная информация

Изготовление труб из нержавеющей стали

Stainless Steel Pipe Fabrication Производство труб из нержавеющей стали Д-р М. Дж. Флетчер, Delta Consultants, Rutland UK Теперь мы слишком хорошо знакомы с требованиями по снижению производственных затрат. Особые проблемы возникают при изготовлении нержавеющей стали.

Дополнительная информация

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

CATHODIC PROTECTION SYSTEM DESIGN КОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ Представлено DENIS L ROSSI P.E. ИНЖЕНЕР КОРРОЗИИ New England C P Inc. Основы коррозии Что такое коррозия? Он определяется как деградация или износ

. Дополнительная информация

СТАНДАРТЫ НА МАТЕРИАЛЫ

STANDARDS FOR THE MATERIALS STANDARDILUETTELO 1 (15) Kpl Standardin numero СТАНДАРТЫ НА МАТЕРИАЛЫ 1 EN 10204 2004-10 Металлические изделия. Типы проверочных документов 2 EN 10079 1992-10 Определение стальных изделий 3 EN 10027-1

Дополнительная информация

Лекция 35: Атмосфера в печах

Lecture 35: Atmosphere in Furnaces Лекция 35: Атмосфера в печах Содержание: Выбор атмосферы: Газы и их поведение: Подготовленные атмосферы Применение в защитных атмосферах Требования к объему атмосферы Датчики атмосферы

Дополнительная информация

Европейские стандарты сварки

European Welding Standards Европейские стандарты сварки John Dyson 15 марта 2004 г. Гармонизированные европейские стандарты Гармонизированы не все стандарты EN, а только те, которые считаются соответствующими требованиям ESR в директивах по продукции.

Дополнительная информация

Пайка, пайка и сварка

Soldering, Brazing, and Welding Этот образец главы предназначен только для ознакомления. Авторские права Goodheart-Willcox Co., Inc. Все права защищены. 46 Раздел Введение в водопроводную пайку, пайку и сварку Цели данной главы

Дополнительная информация ,

Медь и ее сплавы — Скачать бесплатно PDF

Транскрипция

1 Медь и ее сплавы Лекция 4 Предметы интереса Введение / Цели Извлечение меди из руд и рафинирование меди Классификация медных сплавов Деформируемая медь Медно-цинковые сплавы (латунь) Медно-оловянные сплавы (бронза) Медно-алюминиевые сплавы Медно-кремниевые сплавы Медь бериллий Сплавы Медно-никелевые сплавы

alloys The wrought copper Copper zinc alloys (brass) Copper tin alloys (bronze)

2 Цели В этой главе представлены фундаментальные знания о различных методах производства / термообработки медных сплавов и использовании различных типов литых и деформируемых медных сплавов.Влияние состава сплава, микроструктуры и термообработки на химические и механические свойства медных сплавов будет обсуждаться в связи с его применением.

alloys.

3 Введение Медь — это элемент и минерал, называемый самородной медью. Встречается в Чили, Индонезии и США. Встречается в Лое и Хонхане (но немного). Медь — промышленный металл, широко используемый в нелегированных и легированных условиях.(второе место из стали и алюминия). resourcescommittee.house.gov/ Самородная медь Используется в основном в строительных конструкциях и в электронных продуктах. Медный рудник в нью-мексико

Copper is an industrial metal and widely used in unalloyed and alloyed conditions.

4 Введение Области применения меди Свойства: Высокая электропроводность Высокая теплопроводность Высокая коррозионная стойкость Хорошая пластичность и пластичность Достаточная прочность на растяжение Применения: Второе место после серебра по электропроводности Медные троллейные провода Электронные изделия Детали с медной отделкой Медное покрытие

Applications: Only second to silver for electrical conductance Copper trolley wires www.reawire.

5 Применение меди в автомобилестроении Медь: работа за кадром в автомобильной промышленности.Все более широкое использование электронных компонентов в автомобилях увеличивает количество меди, используемой на один автомобиль.

applications.

6 Цены на медь Металлы Доллар США / фунт Алюминиевый сплав Сплав Нет данных Сплав Медь Металлы Доллар США / фунт Никель Свинец Олово Цинк Июль Metalprice.com Цена на медь растет, что может повлиять на компании, производящие электротехническую продукцию Цена на медь выросла почти до 7000 долларов за год тонн на фоне высокого спроса и опасений по поводу предложения.Рост цен на металлы, включая медь, которая используется в строительстве и электронике, был вызван растущим спросом со стороны развивающихся стран. Цены на медь также выросли из-за опасений, что поставки могут быть прерваны забастовкой на шахтах в Мексике и Чили. Апрель 2006 г. news.bbc.co.uk

com Copper price is rising, which might affect companies producing electrical products The price of copper has risen to nearly $7,000 a tonne on the back of strong demand

7 Извлечение меди из руд Медные руды обычно связаны с серой, в которой медь может быть извлечена из халькоцита Cu 2 S, халькопирита CuFeS 2 и куприта Cu 2 O.Халькоцит (Cu 2 S, сульфид меди) Халькопирит (CuFeS 2, сульфид меди и железа) Куприт (Cu 2 O, оксид меди) Процессы экстракции: Пирометаллургический — для руд на основе сульфида меди. Гидрометаллургический — для оксидных или карбонатных руд.

Chalcocite (Cu 2 S, copper sulphide) Chalcopyrite (CuFeS 2, copper iron sulphide) Cuprite (Cu 2 O,

8 Пирометаллургический процесс Входные концентраты сульфидов меди Штейн (30-40% Cu) Черновая медь (98 +% Cu) Медь с твердым пеком (99.5% Cu) Катодная медь (99,9% Cu) Процесс Отражательная печь Конвертер меди Печь для рафинирования Электролитическое рафинирование Плавление, рафинирование и литье Электролитическая вязкая медь (99,9% Cu) Слитки Заготовки Проволочные стержни Шлак Шлак Шлак Грязь (обработанная для Au и Ag) Медь сульфидные концентраты производятся посредством различных процессов обогащения руды (дробление, промывка, просеивание, обжиг). Концентраты плавятся в отражательной печи с получением штейна (смеси сульфидов меди и железа и шлака (отходов).Затем штейн превращается в черновую медь (элементарную медь с примесями) путем продувки воздуха через штейн в конвертере меди. 2Cu + SO 2S + 2O2 4Cu 2 2 Примечание: сульфид железа окисляется и шлаковывается, а некоторое количество меди также окисляется.

9% Cu) Ingots Billets Wire bars Slag Slag Slag Mud (treated for Au and Ag) Copper sulphide concentrates are produced through different ore dressing processes (crushing washing screening roasting).

9 Рафинирование черновой меди Черновая медь позже подвергается огневому рафинированию в процессе, называемом полингом, для получения меди с твердым пеком, которую можно использовать для некоторых применений, помимо электрических.Большинство примесей окисляются и отшлаковываются. M + Cu O MO 2Cu 2 + Остающийся оксид меди Cu 2 O восстанавливается с использованием кокса или древесного угля и зеленых стволов деревьев до тех пор, пока содержание оксида меди не достигнет примерно 0,5%, затем прекращают.

Most impurities are oxidized and slagged off.

10 Электролитическое рафинирование меди с твердым пеком Дальнейшее рафинирование меди до примерно 99,95% предназначено для электроники. Электролитическое рафинирование превращает рафинированную огнем медь на аноде в медь высокой чистоты на катоде.Используемый электролит — CuSO 4 + H 2 SO 4 Эта медь высокой чистоты впоследствии плавится и отливается в формы. Электрорафинирование нечистой меди

Electrolytic refining converts fire-refined copper at anode into high-purity copper at

11 Физические свойства меди и медных сплавов Кристаллическая структура FCC Атомный номер 29 Атомный вес Плотность (г · см -3) Температура плавления (o C) Cu Медь FCC Высокая пластичность, формуемость. Высокая электрическая и теплопроводность.Электропроводность и теплопроводность чистых металлов по РТ

933 Melting point ( o C) 1084.62 29 Cu Copper 63.

12 Классификация меди и медных сплавов Медь и медные сплавы классифицируются в соответствии с Ассоциацией развития меди (CDA). Деформируемые сплавы — C100-C799 Литые сплавы — C800-C999

according to the Copper Development

13 Классификация меди и медных сплавов 1) Нелегированная медь 3) Бронза 2) Латунь Медь Цинковые сплавы Латунь Медь Сплавы олова Медь Алюминиевые сплавы Медь Кремниевые сплавы Медь Бериллиевые сплавы Медь Свинцовые сплавы Медь-цинковые сплавы с добавками олова и алюминия 4) Cu-Ni на основе мельхиора (Cu-Ni), нейзильбера (Cu-Ni-Zn), латуни, сплава

alloys Copper Beryllium alloys Copper Lead alloys Copper Zinc alloys with Tin and

14 Кованые котлы Нелегированная медь Хорошая электрическая проводимость и теплопроводность Высокая коррозионная стойкость Легкость изготовления Достаточная прочность на разрыв Контролируемые свойства отжига Хорошие паяльные и соединительные свойства Кованые котлы классифицируются по содержанию кислорода и примесей.Можно условно разделить на: Фазовая диаграмма медь-кислород Электролитическая вязкая пека Бескислородный Раскисленный фосфор

joining properties Wrought coppers are classified according to oxygen and impurity contents.

15 Электролитическая медь с твердым пеком Эта медь содержит 99,9% меди с содержанием кислорода. Используется для производства проволоки, катанки и ленты. Кислород практически не растворяется в меди и при затвердевании образует междендритную эвтектику Cu 2 O. Процесс горячей обработки разрушает эту сетку Cu 2 O и выглядит как частицы, выровненные в рабочем направлении.Воздействие H 2 при T> 400 o C приводит к увеличению давления на границах зерен, вызывая разрушение. (водородное охрупчивание) Cu O + H Cu + HO 2 2 (растворено) 2 2 (пар) Электролитическая медь с твердым пеком в литом состоянии 150 x 150 x Горячеобработанная электролитическая медь с твердым пеком 150 x Электролитическая медь с твердым пеком, подверженная воздействию H 2 при 850 o C / 0,5 ч

Hot-working process breaks up this Cu 2 O network and appears as particles aligned in the working direction.

16 Бескислородная медь Бескислородная медь производится из электролитически очищенной катодной меди, которая плавится и разливается в восстановительной атмосфере, содержащей CO и N, чтобы предотвратить образование O.Микроструктура отлитой бескислородной меди не содержит междендритной эвтектики Cu 2 O. Горячеобработанная микроструктура также демонстрирует четкую микроструктуру и не подвержена водородному охрупчиванию. 150 x Бескислородная медь в литом состоянии 150 x Бескислородная медь, подвергнутая горячей деформации 150 x Бескислородная медь, подвергнутая горячей деформации, подвергающаяся воздействию H 2 при 850 o C / 0,5 ч

Microstructure of as-cast oxygen free copper is free of interdendritic eutectic Cu 2 O Hot worked microstructure also

17 Деоксидированная медь Фосфор добавляется в достаточном количестве для получения пятиокиси фосфора P 2 O 5.Это снижает количество O и дает медь с высокой проводимостью, такую ​​как раскисленная медь с высоким содержанием фосфора (CDA 122). Избыточное количество P снижает электрическую проводимость (IACS). Микроструктура горячекатаной раскисленной меди 150 x Раскисленная фосфором медь, используемая в сосудах высокого давления или водопроводных трубах для электрических целей

122). The excess amount of the P lowers electrical conductivity (IACS). www.cda.org.

18 Медно-цинковые сплавы (латуни) Различные виды латуни 1) Скользящий металл (<5% Zn) 2) Коммерческая бронза (~ 10% Zn) 3) Ювелирная бронза (~ 12.5% Zn) 4) Красная латунь (~ 15% Zn) 5) Низкая латунь (~ 20% Zn) 6) Патронная латунь (~ 30% Zn) 7) Желтая латунь (~ 35% Zn) 8) Металл Muntz (40 % Zn)

(~12.5% Zn) 4) Red Brass (~15% Zn) 5) Low Brass (~20% Zn) 6)

19 Медно-цинковые сплавы (латуни) Медь и цинк образуют твердый раствор с содержанием цинка до ~ 39% при 456 ° C, что дает широкий спектр свойств. Sn, Al, Si, Mg, Ni и Pb — это добавленные элементы, называемые легированными латуни. Коммерчески используемые латуни можно разделить на две важные группы: 1) α-латуни (гипоперитектические) с α-структурой, содержащие до ~ 35% Zn.2) α + β латуни (гиперперитектические) с двухфазной структурой α + β, основанной на соотношении Cu и Zn 60:40 Фазовая диаграмма системы Cu-Zn α-фаза ГЦК-структура β-фаза ОЦК-структура (разупорядоченная) β-фаза ОЦК-структура ( упорядоченная) γ-фаза сложная структура (хрупкая)

Commercially used brasses can be divided into two important groups: 1) α brasses (hypo-peritectic) with α structure containing upto ~35% Zn.

20 Микроструктура латуни α Микроструктура однофазной латуни α состоит из твердого раствора α.Двойники отжига, наблюдаемые в α-зернах, увеличиваются с увеличением содержания Zn. С увеличением Zn дислокационная структура также меняется от ячеистой к четко определенной планарной структуре. (из-за пониженной энергии дефекта упаковки). 75 x (a) Техническая бронза (90% Cu-10% Zn) (b) Патронная латунь (70% Cu-30% Zn) 75 x Увеличение содержания Zn Чистая медь 15% Zn 37% Zn

Dislocation structure also changes from cellular to welldefined planar array structure with increasing Zn.

21 Двойники отжига в α-латуни Двойники отжига можно наблюдать в α-зернах, когда сплав был подвергнут холодной обработке с последующим отжигом.Холодная обработка приводит к деформации конструкции. После отжига происходит рекристаллизация и образуются двойные полосы или двойные линии из-за скольжения. Интерфейс двойников параллелен плоскостям {111}, которые имеют последовательность наложения..abcabc .. по другую сторону границы двойника (зеркальное отражение), что дает последовательность ABCABACBA..после границы. 75 x Картриджная латунь (70% Cu-30% Zn) Двойная плоскость (граница) Двойник отжига 2-го порядка Двойник отжига 1-го порядка Двойная плоскость или граничные двойники 1-го и 2-го порядка

Microstructure of α+β brasses 40% Zn addition provides a complex structure of α and β β phase makes this alloy heat-treatable.

22 Микроструктура латуней α + β Добавление 40% Zn обеспечивает сложную структуру α- и β-фаз.60% Cu-40% Zn (металл Мунца) является наиболее широко используемым. β-фаза делает этот сплав поддающимся термообработке. 100 x 75 x (a) Литая структура показывает дендриты альфа (темные) в матрице из бета (белый) (b) Горячекатаный металлический лист Muntz, структура бета-фазы (темный) и альфа-фазы (светлый)

Decomposition of β in α+β Cu-Zn alloys Heat treating from 830 o C and hot quenched to ~700-710 o C causing an isothermal transformation of unstable β or β to α phase.

23 Разложение β в сплавах α + β Cu-Zn Термическая обработка от 830 o C и горячая закалка до ~ o C, вызывающая изотермическое превращение нестабильной β или β в α-фазу.При разложении образуются два типа α-фазы. 1) Осадок α стержневого типа Образуется при более высокой температуре (o C) выше температуры B s (бейнитного начала). 2) Осадок Видманштеттена α образует зародыши равномерно по всем β-зернам и быстро растет в продольном направлении ниже температуры B s. Участок фазовой диаграммы Cu-Zn. Cu-41,6% Zn, термообработанный до 830 ° C, закаленный до 250 ° C и выдержанный в течение 20 часов, показывает пластины, преобразованные из β-матрицы 400 x

24 Микроструктура латунных сплавов Медно-свинцовые сплавы (свинцовые латуни) Свинец растворяется в жидкой меди при высоких температурах, но не растворяется при комнатной температуре.Монотектическая реакция происходит при 955 o C. Жидкость 1 (36% Pb) α (100% Cu) Жидкость 2 (87% Pb) 955 o + C Эвтектическая реакция происходит при 326 o C. Жидкость 2 (99,94% Pb) α (100% Cu) + β (99,99% Pb) 326 o C Фазовая диаграмма Cu-Pb

25 Микроструктура легированных латуней Медно-свинцовые сплавы (свинцовые латуни) Латуни со свинцом содержат небольшое количество Pb (%), которое добавляют во многие типы латуни для улучшения их обрабатываемость. Практически чистый свинец (99,99% Pb), полученный в результате эвтектической реакции, будет распределяться в меди междендритно в виде небольших глобул.Холодная деформация заставляет эти глобулы вытягиваться. 75 x Самонесущий латунный экструдированный пруток с удлиненными шариками свинца с оставшейся α-фазой

26 Микроструктура латуни из сплава Оловянная латунь Микроструктура с низким содержанием Zn и низким содержанием Sn состоит из одной α-фазы. Повышение содержания Sn дает более светлую микроструктуру многофазной α + β. Добавление 1% Sn в латуни картриджей улучшает коррозионную стойкость в морской воде. Добавление 0,04% мышьяка может почти устранить децинкование (состояние коррозии).α-зерна 50 мкм Микроструктура литой и горячекатаной оловянной латуни (Cu, Zn, Sn, Pb 0,20, Fe 0,10) Примечание: замена Sn на Al дает латуни самовосстанавливающийся защитный оксид на ее поверхности. Алюминиевые латуни, называемые коррозионной стойкостью, используются для судовых конденсаторов. 50 мкм Увеличение содержания Sn дает микроструктуру α-фазы (желтая) в β-матрице (темная)

27 Механические свойства латуни Низкая латунь (80-95% Cu, 20-5% Zn) Высокая латунь (60-80% Cu , 40-20% Zn) Содержание Zn Изменение цвета Прочность Твердость Пластичность Красное Золото Зеленый желтый Может подвергаться горячей обработке в диапазоне температур o C.Отожженная низкоэлементная латунь чрезвычайно пластична (40-50% при комнатной температуре) и пластична. Повышенная прочность и твердость за счет увеличения содержания Zn. Пониженная пластичность из-за наличия β-фазы (ОЦК). Латунь α + β трудно поддается холодной обработке из-за увеличения количества β-фазы. Легированные латуни Добавление 1% Sn к латуни не сильно влияет на механические свойства. Многократные добавки Mn, Fe, Sn увеличивают прочность (марганцевая бронза).

28 Коррозия латуни Коррозионное растрескивание под напряжением (сезонное растрескивание) Происходит в латуни, содержащей> 15% Zn, и появляется на границах зерен (межкристаллитное растрескивание).Обезцинкование. Zn преимущественно подвергается коррозии и оставляет пористый остаток меди и продуктов коррозии. 75 x Межкристаллитное коррозионное растрескивание в патронной латуни (70% Cu — 30% Zn) из-за воздействия коррозионной атмосферы. Обесцинкование патронной латуни (70% Cu-30% Zn) 75 x

29 Медно-оловянные сплавы (оловянная бронза ) Содержит в основном Cu и Sn. P обычно добавляют в качестве раскислителя, называемого фосфорными бронзами. Cu-Sn может образовывать твердый раствор до 15.8% при температуре около o C. Предел растворимости в твердом состоянии Cu-Sn ниже, чем у Cu-Zn. До около 11% Sn, осаждение ε-фазы замедляется при охлаждении с температуры выше 350 o C до комнатной температуры, но образование метастабильных ε наблюдалось. Фазовая диаграмма Cu-Sn

30 Кованые и литые медно-оловянные бронзы Кованые Cu-Sn бронзы содержат около% Sn с до 0,1% P; отсюда обычно называют фосфорную бронзу. P добавляется в качестве раскислителя для улучшения литейных качеств. Микроструктура 92% Cu-8% Sn состоит из рекристаллизованных α-зерен с двойниками отжига.Кованые оловянные бронзы обладают большей прочностью, чем латуни, особенно в холодном состоянии, и обладают лучшей коррозионной стойкостью. Микроструктура фосфористой бронзы 92% Cu-8% Sn-след P, показывающий рекристаллизованные α-зерна с двойниками отжига. 75 отливок из бронзы Cu-Sn, содержащей до 16% Sn, используются для высокопрочных заготовок подшипников и шестерен. Высокое содержание Sn (> 10%) дает прочность, но неработоспособность отливки.

Copper-aluminium alloys (aluminium bronzes) Al forms solid solution in Cu (α phase) upto 9.4% at 565 o C. The solid solubility of the α phase increases with decreasing temp. Above 9.

31 Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевые бронзы) Al образует твердый раствор в Cu (α-фаза) до 9.4% при 565 o C. Микроструктура α-алюминиевых бронз состоит из однофазного твердого раствора α-фазы. Растворимость α-фазы в твердом состоянии увеличивается с понижением температуры. При содержании Al выше 9,5% быстрая закалка до комнатной температуры вызывает мартенситное превращение метастабильной β-тетрагональной структуры o C α β γ 2 L Отожженная микроструктура Cu-5% Al, демонстрирующая α-зерна с двойными полосами. 9,4% 565 ° C 11,8% 363 ° C γ 1 75 x Фазовая диаграмма Cu-Al

32 Микроструктура и термическая обработка сложных алюминиевых бронз Из фазовой диаграммы Cu-Al β-фаза вводится, когда содержание Al превышает 8 % при T> ~ 900 o C.сложная микроструктура. При содержании Al выше 9,5% закалка от ~ 900 ° C дает почти β-мартенситы, рис (а). Медленное охлаждение до 800 или 650 o C и закалка дает меньше β-мартенситов, фиг. (B) и (c). После охлаждения до 500 o C и гашения β-фаза разлагается с образованием α + γ 2, рис (d). β α + γ 2 хрупкий (перлит алюминиевой бронзы) (a) (c) (b) (d) Прочность β-мартенсита Пластичность

33 Отпуск β-мартенсита (a) (b) Хорошие свойства могут быть достигнуты путем отпуска β-мартенсита при o C.Очень мелкие выделения α-фазы вдоль кристаллографических плоскостей обеспечивают хорошую прочность и пластичность. (c) (d) Повышение температуры отпуска Более крупная микроструктура (a) Выдержка 1 час и закалка от 900 o C. (b) Отпуск 1 час при 400 o C. (c) Отпуск 1 час при 500 o C (d) Отпуск 1 ч при 600 o C. (e) Отпуск β-мартенсита при различных температурах в Cu-10% Al.

34 Свойства алюминиевых бронз Алюминиевые бронзы обладают высокой прочностью, отличной коррозионной стойкостью и хорошей устойчивостью к износу и усталости.Самовосстанавливающаяся поверхностная пленка из оксида алюминия с отличной коррозионной стойкостью. Предел прочности на растяжение увеличивается с увеличением фазы β, а пластичность падает. Увеличение содержания Al увеличивает прочность на разрыв. Предел прочности на разрыв 10% Al варьируется от МПа. Прочность на растяжение и относительное удлинение Влияние содержания алюминия на механические свойства Cu-Al бронзы Процент алюминия

35 Медно-кремниевые сплавы (кремниевая бронза) Si имеет максимальную растворимость в твердом состоянии с Cu при 5.3% при 843 o C. Большинство силиконовых бронз содержат 1-3% Si, которые не подвергаются дисперсионному отверждению. Mn и Fe иногда добавляют для улучшения свойств. Отожженная структура бронзы состоит из α-зерен с двойными полосами. 5.3 Отожженная бронза 96% Cu — 3% Si — 1% Mn, показывающая α-зерна с двойными полосами. Фазовая диаграмма 75 x Cu-Si. Кремниевая бронза обладает высокой коррозионной стойкостью, высокой прочностью (~ МПа) и ударной вязкостью. Недорогие заменители олова-бронзы (за счет высокой коррозионной стойкости к морской воде).

36 Медно-бериллиевые сплавы Ве максимальная растворимость в твердом состоянии равна 2.7% в Cu при 866 o C. Сплавы Cu-Be с содержанием до 2% Be подвержены дисперсионному твердению из-за быстрого снижения растворимости Be. Сплавы Cu-Be могут подвергаться термообработке на твердый раствор (при ~ 800 ° C) для получения наивысшего предела прочности на разрыв (~ МПа) среди коммерческих медных сплавов за счет дисперсионного твердения. Сплавы имеют относительно высокую стоимость и могут заменить другие более дешевые медные сплавы, которые не будут соответствовать требованиям к свойствам. 2.7 Фазовая диаграмма Cu-Be

37 Последовательность осаждения и микроструктура Общая последовательность осаждения в сплаве Cu-2% Be.Зоны SSSS GP γ (плоская пластина) (стержни, пластины) CuBe (упорядоченный) «Зоны GP сначала были сформированы, а затем трансформируются в частично когерентные выделения γ при дальнейшем старении, рис (a). При повышении температуры старения (~ 380 o C) образуется равновесно упорядоченная ОЦК γ-фаза CuBe (эвтектоидная структура), рис (б). излишек снизилась твердость. γ Раствор сплава Cu-1,87% Be, термообработанный при 800 ° C, закалка и старение 16 часов при 400 ° C Промежуточно упорядоченный γ-раствор Cu-1,87% Be, термообработанный при 800 ° C, закаленный и состаренный при 350 ° C / 4h

38 Медно-никелевые сплавы (мельхиор) Cu и Ni относятся к FCC и могут образовывать твердый раствор.Микроструктура состоит из твердого раствора α-фазы. Ni (10, 20, 30%) добавляют к Cu с образованием сплавов твердого раствора, называемых мельхиора. Добавление никеля улучшает прочность, стойкость к окислению и коррозии. Ni значительно увеличивает удельное электрическое сопротивление меди (например, 55% cu-45% ni), используемой для сопротивления проволочной обмотки в электрических приборах. Область применения: трубы и пластины конденсаторов, теплообменники и химическое технологическое оборудование. Микроструктура мельхиора 70% Cu — 30% Ni, состоящая из рекристаллизованного α-зерна с двойными полосами Фазовая диаграмма Cu-Ni 150 x

39 Медно-никелевые сплавы никель-цинк (никель-серебро) Cu Тройные сплавы Cu-Ni-Zn или никелевые серебра не содержат серебра, кроме цвета.Сплавы содержат 17-27% Zn и 8-18% Ni. Цвет меняется от мягкого цвета слоновой кости до серебристо-белого с увеличением содержания Ni. Микроструктура состоит из твердых растворов α-фазы. Свойства: Прочность от средней до высокой, хорошая обрабатываемость в холодном состоянии, хорошая коррозионная стойкость. Сплавы со структурой α + β используются для изготовления медицинских изделий, пружин. Zn α Ni Отожженный никелево-серебряный сплав (65% Cu-10% Ni-25% Zn), структура α-зерен с двойными полосами

40 Ссылки, ก, 2536,, ISBN Smith, W.F., Структура и свойства технических сплавов, второе издание, 1993, McGraw-Hill, ISB

.

وشکاری مس و لیاژهای آن Сварка меди и ее сплавов

ایران مواد ایران مواد ایران مواد

رین اخبار و های استخدامی سراسر کشور:
  • استخدام کارشناس کنترل کیفیت (КК)
  • استخدام مهندس سرامیک
  • استخدام متالورژی — استخدام مهندس مواد
  • استخدام رشته ریخته گری
  • استخدام مهندس خوردگی و حفاظت مواد
  • استخدام جوشکاری — استخدام مهندس جوش
  • استخدام نانو تکنولوژی — نانو مواد
  • استخدام بیومواد — استخدام مهندس پزشکی
  • استخدام تکنسین عملیات حرارتی در یک شهرک صنعتی در تهران
  • استخدام شرکت ذوب آهن پاسارگاد در سال 99
  • صفحه اصلی
  • تبلیغات
  • درباره ما
  • ارتباط با ما
  • مقالات آموزشی
    • متالورژي
    • سراميك
    • جوشکاری
    • خوردگی
    • بیو مواد
    • کامپوزیت
    • نانو فناوری
    • ساخت افزایشی
    • شیمی
    • مکانیک
  • اخبار
    • تازه های علمی
    • مایش و نفرانسها
  • دانلود
    • تاب
    • 9000 8 استاندارد
    • جزوه
    • نرم افزار
  • تجهیزات
    • تجهیزات آزمایشگاهی
  • مواد
    • مواد شیمیایی
    • نانومواد
    • فلزات
      • فلزات آهنی
      • فلزات غیرآهنی
  • خدمات
    • نالیز مواد
5
  • نانوکامپوزیت گرافنی ، درمانی برای گازهای گلخانه ای ؟!

  • 11 اصیت آلومینیوم که باید بشناسید!

  • در متالورژی ایران ، بدرود حیات گفت!

  • وانین ترمودینامیک به ساده ترین زبان ممکن!

  • روش های نالیز در صنعت فولاد چه جایگاهی دارند؟

به زودی ایران مواد ایران مواد ایران مواد
  • Наушники
    • на колесах
    • На
    • На
    • на
    • на
    • на
    • на
  • 909156.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *