Особенности свариваемости магниевых сплавов различными методами сварки

Одним из первых методов сварки плавлением изделий из магниевых сплавов была ацетиленокислородная сварка с флюсами на основе хлористых и фтористых солей. Флюс в зону сварки вносят в ванну с присадочным прутком или наносят на кромки свариваемых изделий в виде пасты. Имеются также сведения о применении для сварки магниевых сплавов ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Оба эти процесса из-за применения флюсов и покрытий, опасных с точки зрения коррозии соединений, в настоящее время не применяются и не рекомендуются.

Основное значение в настоящее время имеют способы дуговой сварки магниевых сплавов в среде аргона вольфрамовым и плавящимся электродами. При сварке этими способами исключается опасность коррозии, вызванной остатками флюсов. В связи с этим отпадает необходимость специальной обработки сварных изделий с целью удаления остатков флюсов.

Основное и наиболее желательное соединение — стыковое.

При сварке нахлесточных, а иногда и тавровых соединений с неполным проплавлением сечения оставшиеся зазоры могут стать в дальнейшем очагами коррозии. При сварке нахлесточных и тавровых соединений серьезной становится проблема борьбы с оксидными включениями в корневой части швов. При сварке стыковых соединений эта задача решается сравнительно просто применением сварки на подкладках с достаточно глубокими канавками, обеспечивающими удаление оксидных включений в проплав.

Выбор подготовки кромок для магниевых сплавов имеет некоторые особенности. В связи с недостаточной пластичностью магниевых сплавов отбортовка кромок даже для металла малой толщины практически не применяется. Встык без разделки кромок рекомендуется сваривать соединения только за один проход при односторонней сварке с подкладками, имеющими канавки. Двусторонняя сварка стыковых соединений без разделки кромок не рекомендуется из-за опасности появления в швах большого количества оксидных включений.

При сварке соединений из металла толщиной более 6—10 мм применяют V-образную разделку кромок и для металла толщиной более 20 мм при наличии подхода с двух сторон — Х-образную разделку кромок. В последнем случае перед выполнением шва с обратной стороны необходима предварительная разделка корневой части первого шва.

Непосредственно перед сваркой поверхность кромок свариваемых изделий подвергают специальной обработке для удаления оксидной или защитной пленок и имеющихся загрязнений. Для этих целей поверхность кромок зачищают шабером или стальными щетками или же обрабатывают в ваннах специального состава.

Наиболее распространена следующая технология химической обработки поверхностей деталей из магниевых сплавов перед сваркой: обезжиривание в ванне состава 20—30 г/л Na₃PO₄«12Н₂O; 30—50 г/л Na₂CO_s; 20—50 г/л NaOH; 3—5 г/л жидкого стекла; промывка в проточной горячей воде при температуре 50—60 °G 0,5—1 мин; удаление защитного покрытия в ванне состава 200— 300 г/л NaOH при температуре 70—80 °С 10—15 мин; промывка в проточной горячей воде при температуре 50—60 °С 0,5—1 мин; промывка в холодной воде; травление в ванне состава 150— 200 г/л CrO₃, 25—35 г/л NaN₃, 2—3 г/л CaF₂2 мин при нормальной температуре; промывка в холодной проточной воде с помощью гидропульта до удаления с поверхности остатков электролита; сушка сжатым воздухом при температуре 60—90 °С.

Для изделий больших размеров более удобна зачистка шабером кромок непосредственно перед сваркой. Имеются рекомендации по зачистке шабером кромок непосредственно перед сваркой также изделий, подвергающихся химической обработке, особенно после хранения их сверх допустимого времени.

Поверхность проволоки обрабатывают по приведенной выше технологии или в ванне для травления состава 180 г/л СrO₃ при температуре 90 °С в течение 5 мин.

Для сварки конструкций из магниевых сплавов применяют ручную и автоматическую сварку вольфрамовым электродом и автоматическую сварку вольфрамовыми электродами трехфазной дугой в среде аргона первого сорта.

Сварку выполняют на стальных подкладках с канавками для формирования проплава. С целью разрушения оксидной пленки используют переменный ток. Диаметр выходного сопла для аргона изменяется в зависимости от сварочного тока в пределах от 8 мм (50 А) до 20 мм (>400 А).

Ручной и автоматической сваркой вольфрамовым электродом встык без разделки кромок, за один проход могут быть сварены листы толщиной 2—6 мм при сварочном токе 160—175 А и 280— 290: А соответственно и скорости сварки 18—20 м/ч.

С увеличением толщины свариваемых элементов сверх 5 мм при сварке вольфрамовым электродом необходимы разделка и заполнение ее в несколько проходов. Процесс многослойной сварки усложняется необходимостью тщательной зачистки поверхности предыдущих швов перед наложением последующих. При многослойной сварке вольфрамовым электродом в металле швов появляются включения вольфрама и оксидных пленок.

Для металла толщиной более 5 мм может быть использована автоматическая дуговая сварка плавящимся электродом со струйным переносом металла, для более тонкого металла — сварка короткой дугой с периодическими мгновенными короткими замыканиями. В обоих случаях процесс ведут на постоянном токе обратной полярности.

Сварка плавящимся электродом особенно эффективна для соединений металла большой толщины, так как увеличивается производительность процесса и благодаря лучшему перемешиванию ванны уменьшается вероятность появле­ния в металле швов оксидных включений. При сварке встык без разделки за один проход плавящимся электродом могут быть сварены листы толщиной 5—10 мм при сварочном токе 140—150 и 296—310 А соответственно и скорости сварки 25—28 м/ч. Весьма перспективен способ сварки плавящимся электродом импульсной дугой.

Дата добавления: 2015-10-02