Лабораторная работа №3 Газовая сварка меди

Цель работы:

Изучение процессов сварки меди газовой сваркой. Выбор режима сварки для материала заданной толщины и сопоставление их с результатами эксперимента.

Материалы и оборудование:

1. Образцы меди

2. Устройство для газовой сварки

Теоретические сведения:

Медь толщиной до 3 мм сваривают без разделки кромок, с предельным зазором до 1 мм. При больших толщинах рекомендуется разделка кромок под углом 60…700 с притуплением 1,5 мм. Зазор в этом случае не должен превышать 1,5 мм.

Сварка должна производится только в один слой с максимальной скоростью (во избежание роста зерна и образования пор). Рекомендуется сварку вести на графитовой или стальной подкладке с формирующей канавкой.

Газовая сварка меди преимущественно выполняется ацетиленокислородным пламенем. Для металла толщиной до 3..4 мм мощность пламени выбирают из расчета 150…175 л/ч на 1 мм толщины, а при толщинах до 8…10 мм мощность пламени увеличивают до 225 л/ч на 1 мм толщины.

При больших толщинах рекомендуется использовать две и даже три горелки, причем сварка может вестись одной горелкой, а другие предназначаются для подогрева.

Медь и бронзы сваривают пламенем нормальной регулировки (β = 1,0…1,1). Для уменьшения потерь цинка при сварке латуни используют окислительное пламя (β = 1,2…1,4), в таком пламене водород связывается в Н2О, уменьшая его растворение в жидком металле, что в свою очередь приводит к снижению интенсивности испарения цинка.

Применение при газовой сварке присадки из нелегированной проволоки не дает положительных результатов: швы (особенно на металле больших толщин) получаются пористыми, склонными к образованию трещин. Продукты горения ацетилена не обеспечивают полной изоляции сварочной ванны от атмосферы, и шов обогащается кислородом. Поэтому сварочная ванна нуждается в раскислении.

В зависимости от толщины свариваемого металла применяют следующие диаметры присадки:

Таблица 6

Толщина металла, мм	1,5	1,5 - 2,5	2,5 - 4	4 - 8	8 - 15	15
Диаметр присадки, мм	1,5	2	3	4-5	6	8

Раскисление при газовой сварке меди достигается введением раскислителей в присадочный металл и применением флюсов, растворяющих оксид меди. Для сварки меди толщиной до 10 мм рекомендуется использовать медную присадочную проволоку, содержащую до 0,2 % Р, а для меди большой толщины – дополнительно 0,15…0,3 % Si. При сварке сплавов, содержащих активные раскислители (алюминий, кремний, марганец), можно использовать присадку того же состава, что и основной металл.

Таблица 7

Режимы газовой сварки меди

b, мм	Номер наконечника	Расход газа, л/ч		Метод сварки
		Ацетилен	Кислород
1,5 - 1,6	2 - 3	225 - 250	230 - 270	Один сварщик
3 - 4	4 - 5	450 - 700	480 - 750	-//-
5 - 6	5	1050-1500	110 - 1570	Два сварщика: Один подогревает, а другой сваривает
8 - 10	6 - 7	2000-2800	2100-3000	Два сварщика: по одному с каждой стороны

Наиболее распространенным флюсом является флюс состава: бура (прокаленная) – 34 %; борная кислота – 33 %; поваренная соль – 33 %. Ориентировочные режимы газовой сварки меди приведены в табл.7.

Оборудование и материалы:

1. Питаемый от баллонов пост газовой сварки оборудованный сварочной инжекторной горелкой мощностью 700-1100 л/ч (наконечник №5) и сменная горелка равного давления.

2. Медные пластины толщиной 4 мм, размером 300×50 мм – 4 шт.

3. Проволока из раскисленной меди марки М1, d=4 мм, длиной 500 мм.

4. Прокаленная бура – 20 г.

5. Стальная пластина размером 350×100×20 мм.

Порядок выполнения работы.

1. Произвести подготовку пластин под сварку с V-образным скосом кромок под общим углом 70—80˚, с притуплением 2—3 мм.

2. Установить пластины на стальной подкладке встык с зазором в 1 мм, нагреть их пламенем сварочной горелки до темпе­ратуры красного каления и произвести прихватку, как показано на рис. 1.

3. Нанести на свариваемые кромки прокаленную буру и, рас­плавив, разогнать ее факелом пламени по поверхности металла.

4. Выполнить сварку пластин обычной сварочной горелкой и по пунктам 2 и 3 горелкой равного давле­ния.

5. При заметном охлаждении пластин в процессе сварки про­извести дополнительный подогрев их сварочным пламенем.

6. После окончания сварки произвести быстрое охлаждение пластин в воде.

7. Вырезать из сварных пластин образцы (на максимально возможном расстоянии от начала сварки, чтобы выявить окисленный металл шва при сварке инжекторной горелкой) и изготовить из них макро- и микрошлифы, произведя травление макрошлифов реактивом из 15 г двуххромовокислого калия, 10 мл серной кислоты, 100 мл воды. Микрошлифы для вы­явления включений Cu₂О оставить нетравлеными.

8. Исследовать макро- и микроструктуру образцов и сопоста­вить в них степень окисления металла. Исследование микрострук­туры производить при увеличении ×200.

Содержание отчета

• описание методики проведения опытов и результаты в виде таблиц; выводы и объяснение полученных результатов;

• краткое описание устройства и работы сварочной установки;

• технологический процесс сварки заданного узла.

Контрольные вопросы

1. Сущность газовой сварка меди.

2. Выбор режимов сварки.

3. Особенности влияния температуры на прочность и пластичность меди.

4. Какие примеси оказывают наиболее вредное влияние на свойства меди?

5. От чего зависит постоянство соотношения газовой смеси в пламени при использовании аппаратуры равного давления?

6. При сварке каких металлов особенно важно поддержание строго нормального пламени.