Дуговая сварка меди и его сплавов — реферат

1. Особенности сварки меди и ее сплавов

Наличие разнообразных примесей в технической меди, сложная композиция сплавов на медной основе, обуславливают определенные трудности при сварке этих металлов, так как изменение химического состава металла при сварке может повлечь и достаточно резкое изменение свойств сварного шва. Это предъявляет особые требования к сварке изделий из чистой меди. Сварка бронз и латуней также имеет свои особенности, которые по своим свойствам отличаются от чистой меди.
В технической меди присутствуют в различных количествах примеси: О, Р, Ag, S, Bi, Sb, As, Fe, Ni, Рb, Sn, Zn и другие. Марки технической меди дифференцируются в зависимости от числа примесей: M00 ─ примесей до 0,01%, М0 ─ не более 0,05%, М1 ─ не более 0,1%, М2 ─ не более 0,3%, М3 ─ не более 0,5% и М4 ─ не более 1,0% [1; с. 147].
Наиболее чистые марки имеют наивысшую электропроводность, М1 — можно использовать для сварки и высокотемпературной пайки и т.д. Присадки Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag повышают прочность и твердость меди и используются для легированных сплавов на медной основе. Механические свойства техническим марок меди в большей степени зависят от ее состояния и в меньшей от содержания примесей.
Как конструкционный материал чистую медь используют редко. До трети меди используется в виде сплавов. Медные сплавы в зависимости от состава относятся к латуням, бронзам и медно-никелевым сплавам. В зависимости от состава легирования можно получить сплав значительно превышающий по одному-двум параметрам свойства меди.
Сварка чистой меди и ее сплавов существенно отличается от сварки сталей в силу особенностей и различия теплофизических свойств этих металлов. При оценке свариваемости необходимо учитывать, что медь отличается теплопроводностью в 6 раз выше, чем у железа и коэффициент линейного расширения меди в 1,5 раза больше, чем у стали.
Высокая теплопроводность меди затрудняет локальный разогрев, требуя повышенной энергии при сварке по сравнению со сталями или использование предварительного подогрева, что нежелательно для технологии сварки. Высокая скорость охлаждения и малое время существования сварочной ванны затрудняют металлургическую обработку металла шва.
Большая теплопроводность, создавая резкий перепад температур, и высокое тепловое расширение создают при сварке повышенные температурные и остаточные напряжения. Высокие температурные напряжения «при снижении механических свойств металла шва могут способствовать образованию горячих трещин» [5; с. 232].
Склонность швов к образованию горячих трещин обусловлена также усадкой при затвердевании и наличием вредных примесей (кислорода, свинца, серы, сурьмы, висмута), которые снижают механические свойства меди.
К сварным соединениям из меди предъявляют высокие требования, так как эти изделия работают в тяжелых условиях эксплуатации. В процессе сварки меди сварной шов не должен загрязняться примесями, влияющими на его свойства, а следовательно всего сварного соединения.
При содержании в меди кислорода более 0,1% затрудняются процессы горячей деформации, сварки, пайки и других видов горячей обработки. Поэтому в процессе сварки медь необходимо тщательно раскислять или вести сварку в среде инертных защитных газов или в вакууме.


Комментарии: