Газовая сварка характеризуется высокими значениями вводимой в изделие удельной энергии ен, достигающими величин порядка 200—400 Дж/мм2, большей зоной теплового влияния, меньшей про­изводительностью, чем дуговая сварка.

Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изде­лий из тонколистовой стали; при ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы, алюминиевых сплавов; при монтажной сварке стыков трубопроводов малых и средних диаметров (до 100 мм) с толщиной стенки до 5 мм и фасонных частей к ним; при сварке узлов конструкций из тонкостенных труб; при сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; при наплавке латуни и бронзы на детали из стали и чугуна; при наплавке твер­дых и износоустойчивых сплавов, а также при сварке ковкого и высокопрочного чугуна с применением прутков из латуни и бронзы.

Газовой сваркой можно сваривать почти все металлы, исполь­зуемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой. Простота оборудования, независи­мость от источника энергоснабжения, возможность широкого регу­лирования скорости нагрева и охлаждения металла при сварке позволяют применять этот процесс при ремонтных и монтажных работах. Сталь толщиной свыше 6 мм газовой сваркой соединяют редко,

1. СВАРКА СТАЛЕЙ

Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,25% С, хорошо сва­риваются газовой сваркой. Для сварки необходимо нормальное пламя. Мощность пламени должна составлять при левом способе сварки 100—130 дм3/ч, при правом 120—150 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. В качестве присадочного материала используют сварочную проволоку по ГОСТ 2246—70 марок Св-08,

Св-08А, Св-08ГА, Св-ЮГА и Св-10Г2. Применения флюса не тре­буется.

При сварке возможно выгорание углерода, марганца и кремния, что приводит к понижению предела прочности наплавленного метал­ла. Для уплотнения и повышения пластичности наплавленного металла целесообразна проковка шва в горячем состоянии. При сварке металла большой толщины проводят последующую термо­обработку сварных соединений или изделий (нормализацию, низко­температурный отжиг).

В случае применения при сварке окислительного пламени (например, пропан-бутан-кислородного, р0 = 3,5) используют прово­локи Св-12ГС, Св-08 и Св-08Г2С, а также Св-15ГЮ (0,5—0.8% А1 и 1—1,4 "о Мп), содержащие повышенные количества раскислителей.

С повышением содержания углерода в сталях от 0,25 до 0,6% свариваемость их ухудшается. Возможно образование трещин при температурах, близких к солидусу (горячие трещины), и при охлаж­дении после сварки (холодные трещины).

Повышение содержания глерода в стали способствует образо­ванию в сплаве хрупких прослоек между зернами. При j величеннії содержания углерода в стали возрастает ее склонность к мартен­ситным превращениям и увеличивается возможность образования холодных трещин при быстром охлаждении до температуры мартен­ситных превращений (200—400° С). Трещины мог>т возникать. как в околошовной зоне, так и в сварном шве.

Для сварки среднеуглеродистых сталей применяют только нор­мальное пламя несколько пониженной мощности: примерно 75— 100 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла.

1 При толщине металла свыше 3 мм рекомендуется общий предва­

рительный подогрев изделия до температуры 250—350° С или ; местный подогрев горелками околошовной зоны до температуры 650—700° С. Структуру металла шва и околошовной зоны можно улучшить отпуском при температуре 600—650° С.

Повысить механические свойства наплавленного металла при сварке среднеуглеродистых сталей можно использованием прово - ) локи, легированной хромом (0,5—1 °о) и никелем (2—4%) при обыч - 1 ном содержании марганца в проволоке (0,5—0,8%). Ктаким проволо-

; кам относятся, например, Св-ОбНЗ или Св-18ХГС по ГОСТ 2246—70.

Высокоуглеродисше стали, содержащие 0,6—2,0 % С, сварива - f ются хуже, чем среднеуглеродистые. Приемы сварки этих сталей те же, что и сварки среднеуглеродистых сталей. Мощность пламени 75 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Рекомендуются: способ сварки левый-, пламя нормальное или слегка науглероживающее,

; присадочная проволока с низким содержанием углерода. При сварке сталей, содержащих более 0,7 % С, желательно пользоваться флюсом (бурой).

Качественную сварку высокоуглеродистых сталей можно полу­чить при их толщине не свыше 5—6 мм. Сварку ведут с предвари­тельным подогревом до температуры 250—350' С в сочетании с мест-

ным подогревом до температуры 650—700° С. После сварки приме­няют проковку с последующей нормализацией и отпуском по режиму, установленному для данной марки стали.

Низколегированные конструкционные стали перлитного класса содержат легирующие компоненты в сумме менее 2,5% (кроме углерода). Типичные для этого класса низколегированные хромо - кремненикелемедистые стали 10ХСНД и 15ХСНД характеризуются повышенной прочностью, хорошей свариваемостью и высоким сопротивлением атмосферной коррозии.

При сварке применяют нормальное пламя. Мощность пламени: при левом способе 75—100, при правом 100—130 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Используют проволоку Св-08, Св-08А и Св-10Г2 по ГОСТ 2246-70. Флюс не применяют. Для повышения механических свойств наплавленного металла необходима проковка при светло-красном калении (800—850° С) с последующей нормали­зацией металла шва нагревом горелкой и охлаждением на воздухе.

Молибденовые, хромомолибденовые и хромомолибденованади­евые теплоустойчивые стали необходимо сваривать, сохраняя близкими структуру и химический состав основного и наплавлен­ного металлов.

Молибденовые низколегированные стали 15М, 25М-Л содержат 0,4—0,6% Мо и предназначены для работы при температурах до 450—500° С. Для температур 540° С применяют хромомолибденовые стали 15ХМ, 20ХМЛ, содержащие0,4—0,6 Мо и 0,8Jrl% Сг. Хромо­молибденованадиевые стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф содержат до 0,2% V и предназначены для температур 585° С.

При сварке используют (только нормальное) пламя мощностью 100 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла, сварочные прово­локи Св-08ХНМ, Св-ЮНМА, Св-18ХМА, Св-08ХМ, Св-08ХМ, по ГОСТ 2246—70, при которых в сварном шве обеспечивается состав металла, удовлетворяющий требованиям работы соединения в усло­виях повышенной температуры.

Молибден в данном случае служит карбидообразующим эле­ментом, повышает прочность металла без снижения его пластичности. Присутствие молибдена в стали уменьшает ее склонность к «ползу­чести» при повышенных температурах, придает сплаву мелкозер­нистое строение, увеличивает прокаливаемость, предотвращает возникновение отпускной хрупкости в хромистых сталях. Хром повышает предел ползучести и жаростойкость молибденовой стали, образуя на поверхности тонкий слой плотных, тугоплавких окислов.

Сварку ведут небольшими участками длиной 15—25 мм, поддер­живая на всем свариваемом участке температуру светло-красного каления. При толщине металла свыше 16 мм все изделие подвергают предварительному равномерному подогреву до температуры 250— 360° С, поддерживая ее постоянной в процессе сварки.

Перед сваркой кромки должны быть зачищены до металличес­кого блеска. При толщине металла до 5 мм сварку ведут в один слой, при большей толщине применяют многослойную сварку,

Сварку следует вести с минимальным количеством перерывов. При возобновлении сварки после перерыва необходимо равно­мерно подогреть шов в данном месте (при сварке труб — весь стык) до температуры 250—300° С для предупреждения появления трещин. ; Усиление шва должно быть симметричным к оси шва и необходим ; плавный переход от наплавленного металла к основному.

Хромомолибденовые стали свариваются несколько хуже, чем мо­либденовые. Это обусловлено наличием в них хрома, образующего тугоплавкие окислы.

. Хромокремнемарганцевые стали (хромансиль) обладают большой

і прочностью, упругостью и хорошо выдерживают вибрационные и ударные нагрузки. Содержание углерода в сталях: 20ХГСА 0,15-0,25%, 25ХГСА 0,22—0,30%, ЗОХГСА 0,25-0,35%. ^ги стали также содержат 0,8—1,1% Мп, 0,9—1,2% Si и 0,8—1,1% q - В термообработанном состоянии они имеют предел прочности 1 800 МН/м2 (80 кгс/мм2), относительное удлинение 10%, ударную

вязкость 0,6 МДж/м2 (6 кгс-м/см2).

При газовой сварке этих сталей хром и кремний частично выгорают, что может привести к появлению в шве включений окис­лов и непровара. Для предупреждения этого сварку ведут пла - l менем мощностью 75—100 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины ме - | талла. В качестве присадочной проволоки используют низкоугле - ' родистую проволоку Св-08 и Св-08А или легированную Св-18ХГСА, и СВ-18ХМА

Перед сваркой листы прихватывают через 20—30 мм при тол - I щине металла 0,5—1,5 мм и через 40—60 мм при толщине 2 мм и

І более. Прихватки должны располагаться на расстоянии до_________ 15 мм

от края листа или угла сварного соединения. Необходима тща­тельная зачистка и подгонка кромок, а также точное соблюдение зазора между ними, который должен быть одинаковым по всей длине шва, что проверяют шаблоном. Сварку ведут в один слой.

При резком охлаждении возможно образование трещин в шве * и околошовной зоне, поэтому при окончании сварки пламя следует отводить от шва медленно, подогревая факелом конечный участок і! на площади радиусом 20—40 мм. Процесс сварки следует вести | возможно быстрее, без перерывов, не задерживая пламя горелки на одном месте и не перегревая металл сварочной ванны.

? Возможны соединения встык, втавр, угловые, реже —внахлестку.

Отношение толщин свариваемых металлов соединяемых элементов V не должно превышать’ при стыковых соединениях 1:2, при соеди - Р нениях втавр и внахлестку 1.6.

Средне - и высоколегированные стали по своей структуре в зави­симости от содержания углерода и легирующих элементов могут быть мартенситного, полуферритного, ферритного и аустенитного классов. При их сварке необходимо стремиться сохранить перво­начальные состав и структуру стали в сварном соединении.

Свариваемость этих сталей в значительной мере определяется их химическим составом и особенно содержанием в них углерода.

г

к

Успешно свариваются газовой сваркой только некоторые из этих сталей. В сварных изделиях наиболее широко использ) ют хромистые и хромоникелевые коррозионностойкие и кислотоупорные стали, например при изготовлении химической аппаратуры.

Хромистые стали, кислото - и жаростойкие могут содержать 4—30% Сг. Стали, содержащие 4—14% Сг, называют среднелегиро­ванными, они относятся к мартенситному классу; содержащие 13—18% Сг — высоколегированными полу ферритными; содержа­щие 23—30 Сг — ферритными. Структура стали зависит также и от количества углерода, повышение которого способствует образо­ванию мартенситной структуры.

При содержании в стали около 13—14% Сг и температуре в пре­делах 800—1400° С она сохраняет аустенитную структуру. При бблыпих количествах хрома и тех же температурах структура стали становится ферритной и сохраняется в пределах температур 550—1400° С (для ЗОЪ О).

Газовая сварка, дающая большую зону нагрева, — наименее благоприятный способ сварки легированных коррозионностойких, окалииостойких и кислотостойких сталей, содержащих хром.

Среднелегированные хромистые стали, содержащие до 0,15% С, применяют в конструкциях, где не требуется высокой прочности, но необходима стойкость против коррозии. Высоколегированные хромистые стали могут содержать до 0,35°6 С; они обладают повы­шенной прочностью, хорошо сопротивляются коррозии и действию кислот. При длительном нагреве высокохромистые стали склонны к росту зерна, что снижает их прочность. Поэтому газовую сварку для этих сталей применять не рекомендуется.

Хромистые стали для предупреждения излишнего перегрева и уменьшения деформаций сваривают нормальным пламенем пони­женной мощности, равной 70 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. При сварке необходим предварительный подогрев. Приса­дочная проволока из стали той же марки, что и свариваемая, или близкой к ней. Можно применять проволоку Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т по ГОСТ 2246-70.

Сварку следует вести возможно быстрее, без перерывов и повтор­ного нагрева одного и того же места шва пламенем горелки. Тонкие листы сваривают левым способом, более толстый металл — только правым.

После сварки рекомендуется термообработка изделия по режиму, предусмотренному для данной марки стали. Например, мартен­ситно-ферритную хромистую сталь 1X13, содержащую до 0,15% С и 12—14 %Сг, подвергают закалке нагревом до температуры 1050° С с охлаждением на воздухе и последующему отпуску. Отпуск при 500" С обеспечивает предел прочности для этой стали 1000 МН/м2 (100 кгс/мм2), при 730° С — 600 МН/м2 (60 кгс/мм2). Отжиг при 780° С снижает предел прочности До 500 МН/м2 (50 кгс/мм2). Охлаж­дение до температуры 600° С — в печи, далее — на воздухе. Удар­ная вязкость данной стали после термообработки равна 1,5 МДж/м2

(15 кгс-м/см[5]); с увеличением скорости охлаждения ударная вяз­кость понижается.

Хромоникелевые аустенитные стали типа 18-8 содержат до 0,12% С, 17—19% Сг, 9—11% Ni, до 0,7% Ті и обладают корро­зионной стойкостью, жаростойкостью (окалиностойкостью) и жаро­прочностью.

При сварке аустенитных сталей горячие трещины не возникают, если в наплавленном металле содержится 2,5—8,5% ферритной фазы. Титан и ниобий способствуют получению двухфазной аусте - нигно-ферригной структуры наплавленного металла с небольшим содержанием феррита.

Хромоникелевые стали имеют низкую теплопроводность {коэф­фициент теплопроводности 16,7 Вт/(м*°С) [0,04 кал/(см с-°С)]} и высокий коэффициент линейного расширения (а = 17-Ю"6), что вызывает повышенные деформации и коробление изделий при газовой сварке.

Вследствие частичного выгорания хрома и других легирующих элементов швы, выполненные газовой сваркой, обладают обычно меньшей стойкостью против коррозии, чем основной металл в исход­ном состоянии. Для улучшения свариваемости аустенитных хромо­никелевых сталей их дополнительно легируют бором; при этом образуется боридная эвтектика, имеющая сравнительно высокую температуру плавления и не подверженная структурным превра­щениям, вызывающим охрупчивание при повышенных температурах. Боридная эвтектика также уменьшает склонность стали к корро­зионному растрескиванию в растворах, содержащих хлориды.

Хромоникелевые стали сваривают нормальным пламенем с удель­ной мощностью 70—75 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Окислительное пламя применять не следует ввиду вызываемого им сильного выгорания хрома с образованием тугоплавких окислов. Присадочная проволока должна содержать малое количество угле­рода, титан или ниобий (Св-02Х19Н9,Св-0619Н9Т или Св-08Х19Н10Б по ГОСТ 2246—70). Сварку ведут с максимально возмож­ной скоростью, держа конец прутка погруженным в сварочную ванну. Можно применять правый и левый способы. Для лучшего отвода теплоты рекомендую іся медные подкладки с обратной сто­роны свариваемого шва. Мундштук держат под углом 45е к поверх­ности металла. При сварке длинных швов применяют обратносту­пенчатый способ сварки.

Для улучшения внешнего вида шва, уменьшения выгорания хрома и удаления его окислов применяют флюс, содержащий 80° о плавикового шпата и 20°о ферротіпана (пригоден также флюс состава: 50% буры и 50°о борной кислоты или 80°6 буры и 20% двуокиси кремния). Флюс разводят на воде, в виде пасты его наносят на кромки за 15—20 мин до сварки, а также и с обратной стороны шва для предупреждения образования окислов хрома в корне шва. Остатки фтюса после сварки удаляют тщательной промывкой швов горячей водой.

Если позволяет конструкция, рекомендуется термообработка нагревом до температуры 1050—1100° С с последующим охлаждением в воде. Тонкий металл толщиной 1—2 мм можно охлаждать на воз­духе. Диаметр присадочной проволоки выбирают равным толщине свариваемого металла. Проволоку диаметром более 5 мм не приме­няют.

Газовая сварка целесообразна для хромоникелевых сталей тол­щиной не свыше 1,5—2 мм, при этом достигается удовлетворитель­ное качество соединения и достаточная производительность про­цесса. Более толстый металл рекомендуется сваривать дуговой сваркой.

Хромоникелевые аустенитные стали с повышенным содержа­нием углерода (например, 4Х14Н14В2М), достигающим 0,4—0,5%, свариваются значительно хуже низкоуглеродистых, так как склонны к выделению карбидов и образованию горячих трещин. Сварку этих сталей приходится вести с предварительным подогревом до температуры 280—300° С присадочной проволокой Св-06Х19Н9Т по ГОСТ 2246—70. После сварки изделие подвергают термообработке по режиму, предусмотренному для стали данной марки.

Марганцовистые аустенитные стали соединять газовой сваркой следует лишь в исключительных случаях (для целей ремонта и восстановления изношенных деталей).

При сварке следует применять одностороннюю V-образную под­готовку кромок, так как при X-образной подготовке, связанной со вторичным нагревом изделия при сварке, механические свойства металла шва резко снижаются. Пламя мощностью 130—150 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла должно иметь небольшой 1 (5—10%) избыток ацетилена во избежание сильного выгорания марганца при сварке. В качестве присадочного металла применяют проволоку из той же стали, что и основной металл. Можно применять проволоку из хромоникелевой стали 0Х18Н9, Х20Н10Г6 и

Х20Н10Г6А или проволоку из марганцевоникелевой стали, содер­жащей 0,25—0,3% С, 3—5% Ni и 14—16% Мп.

Сварку ведут в один слой в нижнем положении уширенными валиками и короткими участками для облегчения выхода газов из металла шва, которые образуются в значительном количестве при сварке этой стали. Для уплотнения шва применяют легкую проковку в горячем состоянии. С целью повышения механических свойств металла шва после сварки применяют закалку с температуры 1050—1100° С с охлаждением в воде. 2

род являются графитизаторами и способствуют выделению углерода в виде графита.

Быстрое охлаждение после сварки и присутствие в чугуне таких элементов, как марганец, хром, ванадий, молибден способствуют отбеливанию. Сера является вредной примесью в чугуне, так как повышает его вязкость и увеличивает усадку, задерживает графиги - зацию чугуна. Фосфор уменьшает вредное влияние серы, повы­шает жидкотекучесть чугуна, улучшает свариваемость, но одновре­менно повышает хрупкость и твердость. Содержание серы и фосфора в чугуне ограничивают.

Кроме серого литейного чугуна, в технике широко используют специальные виды высокопрочных чугунов, получаемых путем термообработки деталей, отлитых из белого чугуна, или добавкой в литейный чугун специальных присадок-модификаторов (магния, силикокальция, ферросилиция и др.), способствующих выделе­нию графита в виде включений шарообразной формы, при ко­торых повышается пластичность чугуна и снижается его хруп­кость.

Сварку применяют для ремонта и восстановления изношенных чугунных деталей, а также при устранении литейного брака изде­лий. Серый чугун успешно и качественно сваривается газовой сваркой. Основные затруднения, возникающие при сварке чугуна, следующие.

1. Возможность образования закалочных структур (мартенсита, троостита) при быстром охлаждении с температур выше 750° С. При расплавлении чугуна возможны местные превращения графита в цементит (отбеливание). В местах закалки и отбеливания металл имеет высокую твердость и не поддается механической обработке резцом.

2. Возникновение трещин при неравномерном нагреве как в про­цессе сварки, так и при остывании после нее. Чугун обладает очень малой пластичностью и при появлении растягивающих термических напряжений, превышающих его временное сопротивление, может разрушаться. Опасность появления трещин снижается при приме­нении общего равномерного подогрева изделия при сварке до темпе­ратуры 300° С.

3. Высокая жидкотекучесть, возможность перехода из жидкого состояния^ непосредственно в твердое и обратно, минуя пластичную фазу.

4. Возможность присутствия в изделии частей и участков с раз­ной структурой, определяемой условиями охлаждения, которые, в свою очередь, зависят от толщины стенки и поверхности охлаж­дения. Участки с медленным охлаждением имеют более крупную структуру, чем охлаждающиеся с большой скоростью.

5. Низкая температура плавления чугуна (1100—1250° С) и быстрый переход его из жидкого в твердое состояние, появление газовой пористости в швах, поскольку при сварке образуется большое количество газообразной окиси углерода,

6. Образование тугоплавких окислов кремния, затрудняющих сварку и требующих применения флюса (буры) для их удаления в шлаки.

Характер распределения графита в чугуне влияет на его сварива­емость. Лучше сваривается чугун, в котором графит имеет вид мел­ких пластинок (перлитный чугун) или шаровидную форму. При мел­ких и средних включениях графита, окруженных твердым раствором углерода в железе, свариваемость удовлетворительная. Чугун с крупными включениями графита в виде сплошной сетки, затрудня­ющего сплавление основного и присадочного металла, плохо под­дается сварке.

Основная задача при сварке чугуна — получение соединения, равнопрочного основному металлу, с одинаковой твердостью наплав­ленного металла, переходной зоны и основного металла, допуска­ющей последующую обработку сварного соединения режущим инструментом. При заварке литейных дефектов прочность сварного соединения может допускаться ниже прочности основного металла. Структура и химический состав основного и наплавленного металла должны быть по возможности одинаковыми.

Газовая сварка чугуна — один из наиболее надежных способов получения наплавленного металла, близкого по своим свойствам к основному. При газовой сварке нагрев более длителен и равно­мерен, охлаждение изделия происходит медленнее, что создает благо­приятные условия для графитизации наплавки, и уменьшается опас­ность появления зон отбеленного чугуна в участках, прилегающих к шву. Наряду с этим уменьшается величина внутренних напря­жений при сварке, в результате чего снижается опасность образо­вания трещин.

Газовую сварку чугунных изделий следует применять с общим или местным предварительным подогревом до температуры 300— 400° С. После сварки деталь должна медленно остывать для полу­чения однородной равномерной структуры серого чугуна и предупре­ждения возникновения трещин. При массовом производстве чугун­ных изделий для нагрева применяют непрерывно действующие конвейерные печи, а для замедленного охлаждения используют камеры, снабженные тепловой изоляцией.

Местный подогрев осуществляют горелками, индукторами, нагре­вателями с древесным углем или коксом и пр. Кокс и уголь засыпают в короба из листовой стали, снабженные отверстиями для доступа воздуха, и разжигают. При местном подогреве важно обеспечивать одновременный и постепенный нагрев и охлаждение нагреваемых элементов конструкции.

Для сварки чугуна применяют чугунные прутки по ГОСТ 2671 70. В зависимости от назначения прытки выпускают следующих ма­рок: А — для горячей газовой сварки; Б — для газовой сварки с местным нагревом и для электродных стержней; НЧ-1 — для низко­температурной газовой сварки тонкостенных отливок; НЧ-2 — для низкотемпературной газовой сварки толстостенных отливок; БЧ и 108

ХЧ — для износостойкой наплавки (табл. 5). Диаметр прутков — 4; 6; 8—10 и 12—16 мм, длина 250-450 мм.

Твердость поверхности наплавленного металла должна состав­лять: для прутков марок А и Б не более НВ 230; НЧ-1 и НЧ-2 — не более НВ 240; БЧ HRC 44—66; ХЧ HRC 48-52.

Таблица 5 Химический состав прутков Марка С Si Мп S р Ті Сг Ni А Б НЧ-1 НЧ-2 БЧ ХЧ 3-3,5 3-3,5 3-3,5 3—3,5 2.5- 3,0 2.5- 3,0 3-3,4 3.5— 1,0 3-3,1 3.5- 4,0 1,0—1,5 1,2-1,5 0,5-0,8 0,5—0,8 0,5-0,8 0,5-0,8 0,2—0,0 0,5-0,8 До 0,08 » 0,08 » 0,05 » 0,05 » 0,05 » 0,05 0,2-0,4 0,3-0,5 0,2-0,4 0,2-0,4 До 0,1 » 0,1 0,02—0,06 0,(3-0,06 1,2-2,0 0,1-0,5 0,4-0,5

Скос кромок односторонний V-образный, с углом раскрытия шва 90°. При толщине до 4 мм скоса кромок не делают. Перед свар­кой кромки должны быть тщательно очищены от масла, ржавчины и прочих загрязнений металлической щеткой или пескоструйным аппаратом и прогреты пламенем горелки. Пламя нормальное мощ­ностью 100—120дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Окисли­тельное пламя вызывает местное выгорание кремния и образо­вание включений твердого белого чугуна. Пруток при сварке можно погружать в ванну только после того, как его конец будет нагрет до светло-красного каления, так как касание ванны холодным прутком может вызвать отбеливание чугуна в данной точке. Металл ванны непрерывно перемешивают прутком для облегчения выхода газов и удаления окислов.

Сварку следует вести с возможно большей скоростью, не отводя пламя в сторону и защищая ванну восстановительной зоной пламени от воздействия окружающего воздуха. Для уменьшения нагрева металла ванны ядро пламени удаляют вверх, не нарушая защиты плавящегося металла пламенем горелки. Местная задержка пламени может вызывать выгорание кремния и углерода в данной точке ванны и привести к отбеливанию чугуна.

Для удаления в шлаки окислов кремния, марганца при сварке чугуна приходится применять специальные порошкообразные флюсы. Кроме того, для сварки чугуна пригоден также газообраз­ный флюс БМ-1, разработанный для сварки латуни.

После сварки изделие должно медленно полностью охладиться вместе с горном или печью (или в термоизолированной камере) для предупреждения появления трещин и коробления, возможных при быстром и неравномерном охлаждении, а также во избежание возникновения структуры отбеленного чугуна в месте сварки.

Паикосварка чугуна латунью. Серый литейный, ковкий и высоко­прочный чугуны с успехом могут свариваться проволокой из латуни Л 62. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна. Свариваемая чугунная деталь при этом способе сварки не подвергается нагреву до температур плавления. Сварку ведут без подогрева или только с местным подогревом детали. Вместо латуни при заварке трещин можно использовать присадочную проволоку из электролитической меди.

Для сварки применяют пламя мощностью 60—75 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Кромки скашивают под углом 30—40°. Применяют флюс состава: 70% прокаленной буры, 20% поваренной соли и 10% борной кислоты. Можно применять только прокаленную буру или смесь из буры и борной кислоты, взятых в равных количествах.

При сварке кромки чугунной детали не расплавляют, а лишь нагревают до светло-красного каления, затем посыпают флюсом и наплавляют латунью тонким слоем; при этом латунь с поверхности диффундирует в толщу чугуна, обеспечивая прочное сцепление основного и наплавленного металла. Затем латунью постепенно заполняют весь шов, добавляя в расплавленный металл флюс и перемешивая его концом прутка для удаления растворимых газов и окислов.

Низкотемпературная заварка литейных дефектов в чуіуне. Дан­ный способ разработан во ВНИИАВТОГЕНМАШе и основан на применении специальных чугунных прутков и флюсов. Процесс за­варки происходит без расплавления основного металла и подобен пайке. Роль припоя играет чугунный пруток, имеющий более низкую температуру плавления, чем чугун основного металла. Для заварки изделий с тонкими стенками используют прутки НЧ-1, для толсто­стенных — прутки НЧ-2 по ГОСТ 2671—70 (табл. 5). Для этого процесса используют флюсы, приведенные в табл. 6.

і Таблица 6 Состав флюсов для сварки чугуна, % Состав Флюс ФСЧ-1 ЙЧй Состав Флюс ФСЧ-1 Флюс ФСЧ-2 ТУ 21-62 ТУ 22-62 ТУ 21-62 ТУ 22-62 Бура плавленая 23 18 Литий углекис­ Сода кальциниро­ лый, обезвожен­ ванная .............. 27 25 1 ный .................. _ 0,5 Селитра натриевая I Вода (% к массе обезвоженная 50 56,5 сухой части) . . 1 I

флюсФСЧ-1 применяютспруткамиНЧ-1, флюсФСЧ-2 - спрут-

коми НЧ “2 Я ^J

ками НЧ-2. Место сварки предварительно зачищают до металли­ческого блеска. При толщине стенки до 10 мм делают V-образную 110

подготовку с углом скоса 35—40°, при толщине более 10 мм — X-образную.

Литейные дефекты (поры, шлаковые включения) вырубают и кромки скашивают под углом 30°. Перед сваркой изделие подогре­вают горелкой до температуры 300—400° С; изделия более сложной формы подвергают нагреву в печи до той же температуры. На нагре­тую поверхность наносят слой флюса-пасты и место сварки подогре­вают горелкой до температуры 820—860° С. Пламя — нормальное восстановительное. Флюс-паста при этой температуре начинает плавиться, покрывая место сварки тонкой пленкой. Присадочный стержень покрывают снаружи флюсом-пастой. Присадочный металл, постепенно расплавляясь, стекает на завариваемую поверхность. Сварку ведут справа налево, перемещая пламя горелки впереди шва. После окончания заварки дефекта деталь медленно охлаждают в песке или под слоем асбеста. Поскольку основной металл при дан­ном способе не доводится до состояния расплавления, то в наплавке отсутствуют зоны отбеленного чугуна; металл шва получается плотным, мягким и хорошо обрабатывается резцом.

Данный способ заварки чугунных деталей можно осуществлять также с применением в качестве горючего газа пропан-бутана или городского и природного газов. Мощность пламени 60—70 дм[6]/ч пропан-бутана на 1 мм толщины металла. Заварке подвергают изделия с толщиной стенки до 6 мм в один проход и до 9—12 мм в два прохода. При твердости основного металла НВ 140—160 твердость металла шва и переходной зоны равна НВ 220—245.

При нагреве до температуры 900° С со скоростью 15° С/мин с последующим охлаждением на воздухе в интервале аустенитного превращения (выше 800° С) происходят наибольшие необратимые изменения (рост) объема чугуна. Это может вызвать образование тре­щин и изменение размеров уже обработанного изделия.

В связи с этим для возможности ремонта пайкосваркой уже обработанных чугунных изделий, дефекты которых были вскрыты в результате механической обработки, ВНИИАВТОГЕНМАШ раз­работал низкотемпературный процесс пайкосварки чугуна, проте­кающий при температурах 700—750° С. В этих условиях в чугуне не происходит структурных превращений, и размеры деталей остаются без изменения.

В качестве припоя используют кремнистую латунь ЛОК-59-1-03, в составе которой содержится до 0,4% Si. Предел прочности металла шва при растяжении равен 230 МН/м2 (23 кгс/мм2), твердость НВ 100. Для пайкосварки изделий, к механическим свойствам и товарному виду которых предъявляются повышенные требования, применяют припой ЛОМНА-54-1-10-4-02, содержащий медь, олово, марганец, никель и до 0,6% алюминия. Металл паяносварного соеди­нения при использовании этого припоя имеет цвет чугуна, твердость НВ 180—200, предел прочности 280—340 МН/м2 (28—34 кгс/мм2).

Для данного процесса используют поверхностно-активный флюс ФПСН-2, состоящий из 50% борной кислоты (Н3В03), 25% угле-

кислого лития (LiC03), 25% углекислого натрия (Na2C03) и галоидо­содержащей добавки (LiCl) для удаления вязкой окиси алюминия, которая образуется в процессе пайкосварки. Данный флюс пла­вится при температуре 650' С и служит индикатором начала про­цесса. В качестве горючего применяют ацетилен или газы-заменители. Пламя должно иметь нормальный характер. Кромки подготовляют механической обработкой. Не допускается наличия загрязнений на кромках детали. Следы жиров удаляют протиркой растворителем (ацетоном, бензином и др.). Флюс наносят на основной металл после предварительного подогрева его до температуры 300—400° С.

Пайкосварку начинают в момент плавления флюса. Расплавлен­ный флюс прутком припоя равномерно распределяют по поверх­ности завариваемого места. Затем пламя направляют на конец прутка, расплавляют последний и заполняют припоем разделку кромок, идя по спирали снизу вверх. После затвердевания наплав­ленного металла его сразу же проковывают медным молотком.

Особенности сварки специальных чугунов. Детали из легирован­ных чугунов, содержащих никель, хром, медь и другие легирующие элементы, сваривают так же, как детали из серого литейного чугуна. В качестве присадочного металла применяют прутки из чугуна той же марки, что и свариваемый. Можно использовать прутки для сварки серого чугуна (см. табл. 5), но в этом случае металл сварного шва по своему составу и свойствам будет отличаться от основного металла, например не будет антикоррозионным или кисло­тостойким и пр.

Модифицированный чугун сваривают прутками, содержащими до 0,1% Mg. Возможность появления трещин предупреждают предварительным подогревом до температуры 500° С.

Ковкий чугун сваривают чугунными присадочными прутками, дающими в шве структуру белого чугуна. Сваренную деталь под­вергают термообработке по режиму, установленному для получения структуры ковкого чугуна. В практике ремонта чугунных изделий иногда приходится восстанавливать детали, подвергавшиеся дли­тельное время действию высоких температур и имеющие участки окислившегося (горелого) чугуна.

В этом случае сварку ведут отдельными участками, предвари­тельно расчищая завариваемое место от окисленных слоев металла до здорового основного металла. Для этого место сварки нагревают горелкой, обильно посыпают флюсом и с помощью присадочного прутка удаляют пленки окислов; затем на очищенную поверхность наплавляют металл. Так же очищают и наплавляют соседние уча­стки, после чего заваривают шов по всему сечению детали. 3

расплавленным металлом, вызывающим появление пористости шва; высокой теплоемкостью и теплопроводностью, требующей примене­ния пламени повышенной мощности; значительной величиной коэф­фициента линейного расширения при нагревании, что приводит к значительным деформациям изделий при сварке.

Склонность к окислению и выгоранию составных элементов сплавов вызывает необходимость применения при сварке соответ­ствующих флюсов, защищающих расплавленный металл от окисле­ния и растворяющих образующиеся окислы, удаляя их в шлаки.

Газовая сварка — универсальный, широко применяемый способ для соединения цветных металлов, несмотря на то, что ее произво­дительность, особенно для металлов большой толщины, ниже производительности дуговой сварки специальными электродами и в атмосфере защитных инертных газов. Для получения качествен­ных соединений при газовой сварке цветных металлов первостепен­ное значение имеет точное соблюдение установленного режима сварки и применение соответствующих флюсов и присадочного материала.

Сварка меди. Свариваемость меди существенно зависит от ее чистоты и наличия в, ней примесей — висмута, свинца, серы и особенно кислорода. Висмут и свинец образуют легкоплавкие эвтектики, располагающиеся по границам зерен и придающие меди хрупкость и красноломкость, т. е. способность к разрушению при высоких температурах. Сера и кислород также образуют эвтектики с более низкими температурами плавления, чем у меди, повышающие хрупкость меди. Если содержание серы более 0,1% (сера содер­жится в меди в виде Cu2S), то медь становится красноломкой. Кисло­род содержится в меди в виде закиси меди Си20. Эвтектика Си20—Си образуется при содержании в меди 0,38% кислорода.

Скорость сварки влияет на выпадение эвтектики закиси меди — с увеличением скорости ширина зоны выпадения эвтектики уменьша­ется. Наличие раскислителей в проволоке и флюсе также уменьшает зону выпадения эвтектики. Трещины в металле шва и прилегающей зоне возникают по границам зерен в интервале температур 620— 780° С. Выпускаемая по ГОСТ 859—66 медь может содержать до 0,15% кислорода, что ухудшает ее свариваемость. Поэтому для изготовления конструкций из меди с применением сварки по ГОСТ 859—66 выпускают медь марок Мір; М2р и МЗр, в которых содержание кислорода не превышает 0,01 %.

Расплавленная медь, содержащая закись меди, способна погло­щать водород и окись углерода, взаимодействуя с ними по реакциям

Си^О -j-1Г =■ 2Cu -{■ Н20;

Cu£0 + CO = 2Cu 4- СОа.

Пары воды и двуокись углерода образуют поры в металле шва и, не имея возможности выделиться из него, при кристаллизации шва могут привести к появлению микротрещин (так называемая «водородная» болезнь меди). Для мягкой (отожженной) меди предел

ИЗ

прочности равен 220—230 МН/м2 (22—23 кгс/мм2), для твердой нагартованной 370—420 МН/м2 (37—42 кгс/мм2). Плотность меди 8,9 г/см3, коэффициент линейного расширения а при 20° С ра­вен 17,7 -10"6, коэффициент теплопроводности 387,7 Вт/(м*°С)

(0,95 кал/см-с-°С); линейная усадка при затвердевании 2,1%. Коэффициент теплопроводности меди в 6—7 раз выше, чем стали. Вследствие этого при сварке меди приходится применять более мощ­ное пламя или вести сварку двумя горелками одновременно.

Медь толщиной до 10 мм сваривают одной горелкой. Удельная мощность пламени 150 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. При сварке меди толщиной более 10 мм использовать слишком мощ­ное пламя одной горелки не следует, так как это приводит к перегреву металла, росту зерна и снижению прочности соединения. В этом случае сварку следует вести двумя горелками: одной — подогре­вающей с пламенем удельной мощностью 150—200, а второй — сва­ривающей с пламенем мощностью 100 дм3/ч ацетилена на 1 мм тол­щины металла. Сварку проводят левым способом. При сварке двумя горелками процесс сварки ведут одновременно с двух сторон шва, располагая ось шва вертикально.

При сварке ядро пламени должно находиться на расстоянии. 3—6 мм от поверхности ванны, не касаясь расплавленного металла. Для лучшей передачи теплоты от пламени к металлу мундштук держат почти под прямым углом к поверхности ванны. При сварке в вертикальном положении пламя держат люд углом 30° вниз от горизонтальной оси, сварку ведут снизу вверх.

Сварку необходимо вести с максимальной скоростью без пере­рывов. Прихватку швов применять не следует, так как при повтор­ном нагреве во время сварки в местах прихваток могут возникнуть трещины. Для закрепления деталей во время сварки следует исполь­зовать приспособления.

При сварке следует обеспечивать одновременное расплавление кромок и присадочной проволоки, не оставляя расплавленные кромки без заполнения их присадочным металлом даже на короткое время во избежание окисления. Для лучшего заполнения разделки кромок металлом и увеличения высоты шва свариваемые листы располагают под углом 10° к горизонтальной плоскости с зазором, увеличивающимся снизу вверх. Сварку ведут, начиная с нижней части листов, постепенно идя вверх по уклону шва. Для предуп­реждения протекания жидкого металла в зазор между кромками снизу прокладывают графитовую пластинку с канавкой, способ­ствующей формированию обратной стороны шва. При сварке длин­ных швов начало сварки должно находиться на расстоянии 1/3длины шва от его края; сварив 2/3 длины шва, заканчивают сварку остав­шейся 1/3 части шва, идя в обратном направлении от начальной точки. Длинные швы сваривают обратноступенчатым способом. Сваривать следует в один слой, так как при наложении второго слоя возможно появление трещин в интервале температур 250— 500° С,

Для меди следует применять в основном стыковые соединения. Допустимы угловые соединения с внешним швом. Соединения встык металла толщиной до 2 мм получают без присадочного материала с отбортовкой кромок на графитовой или асбестовой подкладке. При толщине 3 мм и выше применяют односторонний скос кромок под углом 45° с притуплением 1/5 толщины листа, но не менее 1,5— 2 мм. При толщине свыше 10 мм используют X-образную подготовку кромок. При сварке труб из меди в месте приварки к ним патрубков производят или вытяжку кромок основной трубы, или развальцовку патрубка, чтобы получить стыковое соединение деталей.

Рекомендуется применять присадочные прутки, в состав которых введены элементы-раскислители (кремний, марганец, фосфор), а также прутки, легированные оловом и серебром, снижающими температуру плавления присадочного металла. Такие прутки для сварки меди, содержащие до 0,8—1,2% Ag, выпускают под марками Ml и MCpl по ГОСТ 16130—70. Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины металла:

Содержание фосфора в прутке должно составлять 0,2%, кремния 0,15—0,30%. Фосфор повышает жидкотекучесть меди и восстанав­ливает закись меди по реакции

5Qj3 + 2P =P2O5+10Cu.

Проволока должна плавиться спокойно, без разбрызгивания. При отекании капли жидкого металла конец прутка должен иметь закругленную форму и блестящую поверхность. .

Желательно, чтобы температура плавления проволоки была на 100° С ниже температуры плавления основного металла. Излишек элементов-раскислителей в проволоке вреден, так как приводит к по­ристости шва и снижению прочности сварного соединения.

Флюсы № 5 и № б, содержащие соли фосфорной кислоты, реко­мендуется применять при сварке проволокой, не содержащей в своем составе элементов-раскислителей — фосфора и кремния (табл. 7). Можно сваривать медь с применением газообразного флюса БМ-1; при этом наконечник выбирают на один номер больше, для того чтобы не снижать скорость нагрева и сварки. Порошкообразным флюсом посыпают ванну и покрывают конец прутка, кромки свари­ваемого металла на ширину 40—50 мм по обе стороны от оси шва, а также обратную сторону свариваемых листов. Флюс можно приме­нять в виде пасты, замешанной на воде; его наносят на конец прутка и кромки свариваемого металла.

Для измельчения зерен наплавленного металла и повышения плотности шов после сварки проковывают. При толщине металла до 5 мм проковку ведут в холодном состоянии, при большей тол­щине — при температуре 200—300° С. После проковки литого металла шва его подвергают отжигу при температуре 550—600° С

с последующим быстрым охлаждением в воде. Проковка и отжиг способствуют равномерному распределению эвтектики закиси меди— медь, что повышает прочность и вязкость металла шва и снижает красноломкость. Утолщение шва перед проковкой следует срубать, так как ішаче трудно проковать околошовную зону без образования трещин.

Таблица 7 Составы флюсов для сварки меди, % Состав Л'о 1 № 2 К - 3 № 4 № 5 N° G № 7 Чо 8 .V. 9 Бура прокаленная............................. 100 РО 75 50 50 70 56 73 Борная кислота................................. — 100 Я) 25 35 — 10 — 4 Поваренная соль............................... — — — — , — 20 22 13 Кислый фосфорно-кислый натрий — — — — 15 15 — — — Кварцевый песок.............................. — — — — 15 — — — Древесный уголь............................... — — — — — 20 — — — Углекислый калий (поташ) .... — — ---- - 22 — Бикарбонат натрия (сода) .... _ — — — _ — 5

Сваркалатуни. Медно-цинковыесплавы, содержащие20—55% Zn, называют латунями. Сплавы с содержанием менее 20% Zn называют томпаками. Благодаря своей пластичности, достаточно высокой прочности, легкой обрабатываемости давлением, удовлетворитель­ной свариваемости, антикоррозионности, хладостойкости и другим положительным свойствам латуни получили широкое применение в машиностроении, особенно при изготовлении различной аппа­ратуры, емкостей, арматуры и других конструкций для химической промышленности.

Основные затруднения при сварке латуней: поглощение газов расплавленным металлом сварочной ванны, выгорание цинка и повышенная склонность металла шва и околошовной зоны к образо­ванию трещин и пор. Для устранения указанных трудностей и полу­чения высококачественных сварных соединений необходимо при­менять специальную технологию сварки, соответствующие присадоч­ные материалы и флюсы.

Температура кипения цинка при сварке латуни зависит от его содержания в сплаве. Так, например, при 20% Zn температура его кипения равна 1 300 °С, при 40% Zn — около 1000° С. Темпе­ратура кипения чистого цинка 900э С. При испарении цинка его пары окисляются кислородом воздуха, образуя окись цинка, вредную для здоровья сварщика в концентрациях более 0,005 мг/дм3, вызывающую заболевание — литейную лихорадку. При газовой сварке потери цинка могут достигать 15—20 °о его первоначального содержания в латуни.

Пористость наплавленного металла при сварке латуни появ­ляется при испарении цинка и поглощении расплавленным метал - 116

лом водорода сварочного пламени, который не успевает выделяться из ванны вследствие незначительного интервала между солидусом и ликвидусом у латуни. При застывании металла водород образует в шве газовые пузырьки и поры, которые увеличиваются в размерах в результате проникновения и расширения в них паров цинка.

Для уменьшения испарения цинка латунь сваривают пламенем с избытком кислорода до 30—40% (отношение 02:С2Н2 = 1,3 - ь 1,4). При этом на поверхности сварочной ванны образуется пленка из окиси цинка, которая препятствует его дальнейшему испарению. Кроме того, избыток кислорода окисляет основную часть свобод­ного водорода пламени, что резко уменьшает поглощение водорода металлом.

При сварке латуни образуются кристаллизационные (горячие) трещины, а также трещины, возникающие в температурных пределах 300—600° С. В первом случае трещины возникают из-за низкого качества нераскисленного наплавленного металла, во втором — вследствие появления у латуни горячеломкости в указанных пре­делах температур.

Для связывания окиси цинка в шлаки обычно применяют порош­кообразные флюсы на базе окислов бора, а также газообразные флюсы, разработанные ВНИИАВТОГЕНМАШем и представляющие собой пары летучей борорганической жидкости, например флюс БМ-1:25% метилового спирта (СН3ОН) и 75% метилбората В (СН30)3. Расход флюса БМ-1 составляет около 70 г на 1 м3 ацетилена. При сварке под флюсом БМ-1 латуни Л62 присадочной проволокой Л62 без проковки получают металл шва с пределом прочности 320 МН/м2 (32 кге/мм2), углом изгиба 180°, ударной вязкостью 0,65 МДж/'м2 (6,5 кгс-м/см2).

При сварке. латуни проводят следующую подготовку кромок: при толщине металла до 1 мм — отбортовку кромок, при 1—5 мм — без скоса кромок, при 6—15 мм — односторонний скос кромок под углом 35—45° с затуплением 1,5—3 мм и зазором 2—4 мм; при 15—25 мм Х-образную подготовку кромок с углом скоса 35—45 ', затуплением 2—4 мм, зазором 2—4 мм.

Несмотря на более высокую теплопроводность латуни, чем стали, мощность пламени составляет 100—120 дма/ч ацетилена на 1 мм толщины металла во избежание перегрева латуни и повышенного испарения цинка. Для снижения испарения цинка и уменьшения поглощения водорода расплавленным металлом конец ядра должен находиться на расстоянии от сварочной ванны в 2—3 раза большем (равном 10—15 мм), чем при сварке стали. Пламя направляют преимущественно на присадочную проволоку, которую держат под углом 90° к оси мундштука. Конец проволоки периодически погружают во флюс, который также подсыпают в ванну расплавлен­ного металла и на кромки шва. Сварку следует вести с возможно максимальной скоростью.

Диаметр проволоки выбирают равным толщине свариваемого металла, но не более 9 мм. Сварку следует вести левым способом

в один слой, осуществляя провар кромок сразу на всю толщину шва. Для обеспечения провара при толщине металла более 3 мм с обратной стороны шва накладывают подварочный шов, а при тол­щине металла более 5 мм применяют технологические подкладки — остающиеся из меди, съемные из коррозионностойкой стали.

Для увеличения высоты заполнения разделки шва сваривать рекомендуется, располагая шов под углом 10° к горизонтали. При многослойной сварке применяют присадочную проволоку ЛК62-05, а в качестве флюса — прокаленную буру. Перед нанесением после­дующего шва предыдущий слой наплавленного металла следует тщательно очистить от шлака.

Ввиду жидкотекучести латуни в расплавленном состоянии сварка ее в потолочном и вертикальном положениях затруднена. Сварку в потолочном положении применяют в исключительных случаях, например при ремонте. Если использовать присадочную проволоку, легированную кремнием, то возможна сварка латуни во всех пространственных положениях, так как кремний создает на поверхности ванны вязкую пленку шлаков. При сварке в верти­кальном положении уменьшают мощность пламени до 35—40 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла и диаметр проволоки на 1 мм по сравнению со сваркой в нижнем положении. Механические свой­ства металла шва, сваренного в вертикальном и потолочном поло­жениях, на 15—20% ниже, чем при сварке в нижнем положении, вследствие появления в металле шва мелких внутренних пор.

Для уплотнения металла шва и повышения его временного сопро­тивления применяют проковку шва после сварки. При содержании в латуни менее 60 % Си проковку можно проводить при температуре 650° С; при содержании свыше 60% Си латунь проковывают в холод­ном СОСТОЯНИИ. После проковки применяют отжиг при температуре 600—650° С с последующим медленным охлаждением для получения мелкозернистой структуры и снятия наклепа. Проводить отжиг при температуре свыше 650° С не следует, так как возможно частич­ное испарение цинка.

Сварка бронзы. Газовую сварку бронзы используют при исправ­лении дефектов литья, ремонте бронзовых литых изделий, на­плавке и другій подобных случаях. В промышленности получили применение бронзы оловянные (ГОСТ 5017—49) и безоловянные (ГОСТ 493—54). В зависимости от состава бронзы могут быть литейными и деформируемыми, т. е. обрабатываемыми давлением.

Оловянные бронзы в качестве основной легирующей добавки содержат олово в количестве 3—14% (иногда до 20%) и могут содер­жать фосфор, цинк, никель и другие легирующие элементы. Олово в бронзе значительно понижает температуру плавления сплава и увеличивает интервал между температурами начала и окончания его кристаллизации, что увеличивает ликвацию при затвердевании расплавленного металла.

При сварке оловянной бронзы возникает обратная ликвация, при которой обогащенная оловом легкоплавкая часть сплава под

действием объемных изменений и выделяющихся в шве газов пере­мещается из середины к поверхности сечения шва. Это приводит к появлению на поверхности шва выступов из мелких и крупных застывших капель, в которых содержание может достигать 15—18%; это снижает механические свойства бронзы в нагретом состоянии настолько, что деталь может разрушаться под действием собственного веса еще в процессе сварки. Для предупреждения обратной ликва­ции применяют замедленное охлаждение детали в песке или асбесте.

Оловянные бронзы сваривают только нормальным пламенем, так как окислительное пламя приводит к выгоранию олова, а избы­ток ацетилена увеличивает пористость, вызываемую растворением водорода в металле шва. Мощность пламени принимают 70—120 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Металл расплавляют концом восстановительной зоны пламени. Ядро пламени следует распола­гать на расстоянии 8—10 мм от поверхности ванны, для того чтобы уменьшить выгорание олова. При сварке литых деталей из бронзы применяют местный или общий подогрев до температуры 500— 600°С для уменьшения сварочных напряжений и деформаций. Подо­грев осуществляют в печах, горнах или пламенем горелки (местный подогрев). Пламя должно быть «мягким», т. е. должно быть снижено давление кислорода для предупреждения раздувания жидкого металла ванны.

Кромки завариваемых дефектов тщательно зачищают и ска­шивают под углом 30—45° с притуплением 3—4 мм. Для предупреж­дения протекания металла с обратной стороны устанавливают под­кладку из асбеста или графита; в случае необходимости обратную сторону шва формуют смесью из огнеупорной глины, песка и жид­кого стекла. Сварку ведут только в нижнем положении, так как поворачивать деталь, нагретую свыше 350° С, не следует ввиду опасности ее разрушения.

Присадочные прутки диаметром 5—12 мм применяют из бронзы, близкой по составу к свариваемому металлу. Желательно исполь­зовать присадочную проволоку, содержащую в качестве раскис - лителя до 0,4% Si. Если допустимо различие по цвету металла шва и основного металла, то можно применять в качестве присадоч­ного металла прутки или проволоку из латуни. Хорошие резуль­таты получаются при сварке оловянных бронз прутками из оло­вянной бронзы Бр. ОФ 6,5-0,4.

При сварке бронз используют флюсы, пригодные для сварки латуни. Для улучшения механических свойств и структуры металла сварного соединения деталь после сварки подвергают отжигу при температуре 750° С и последующему охлаждению в воде с темпера­туры 600—650° С (закалке). Выдержка при температуре отжига в зависимости от размеров детали составляет 3—5 ч, скорость нагрева — не свыше 100° в час. При сварке оловянных бронз свар­ное соединение равнопрочно основному металлу.

Безоловянные бронзы можно сваривать как электродуговым, так и газовым способом. Эти бронзы в качестве основных легиру-

ющих элементов содержат марганец и никель, реже — цинк, железо, олово, алюминий. Они коррозионно устойчивы, имеют высокие меха­нические свойства, износостойки и хорошо свариваются. Наличие в них кремния и марганца улучшает свариваемость, так как кремний образует защитную пленку шлака, улучшает (как и марганец) жидкотекучесть металла шва и смачиваемость им кромок при сварке.

Сварку проводят нормальным пламенем мощностью 100— 150 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Состав присадочного прутка выбирают таким же, как и состав основного металла. Флюсы используют те же, что и при сварке меди и латуни. Для деталей сложной формы необходим предварительный подогрев до темпера­туры 300—350° С. После сварки целесообразно использовать отжиг и закалку. Прочность соединения составляет 80—100% прочности основного металла.

Сварка безоловянных бронз, содержащих в качестве одного из компонентов алюминий, затруднена образованием тугоплавкой окиси алюминия А1203, для удаления которой приходится приме­нять флюсы, пригодные для сварки алюминиевых сплавов.

Бронзы подобного состава широко распространены в машино­строении, они содержат железо, марганец, никель и до 10% алюми­ния. Обладают высокими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, антифрикционными свойствами, устойчивы к действию низких температур, немагнитны, хорошо штампуются. Легирование железом, марганцем и никелем повышает механические, технологи­ческие и антикоррозионные свойства бронз; никель повышает их жаростойкость.

При подогреве до температуры 350—400° С процесс сварки уско­ряется. Присадочный металл используют с меньшим содержанием алюминия (до 5%). Из флюсов рекомендуется флюс АФ-4А, исполь­зуемый для сварки алюминиевых сплавов. Пламя должно быть мягким, нормальным, мощностью при сварке с подогревом 100 дм3/ч и при сварке без подогрева 175 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Скорость сварки должна быть максимальной. Концом прутка удаляют пленку окиси алюминия. При газовой сварке предел прочности сварного соединения составляет 320—400 МН/м2 (32—* 40 кгс/мм2).