Сварка зі сталлю алюмінію, чавуну і міді

Сварка різнорідних металів – можлива!

У процесі зварювання однорідних деталей взаємна дифузія і розчинення матеріалів, а також утворення рідких і твердих розчинів відбувається без будь-яких обмежень і складнощів. Однак зовсім інакше справа йде зі зварюванням різнорідних металів. В даному випадку доводиться стикатися з металургійної несумісністю деталей, які мають принципові відмінності в характеристиках кристалічної решітки, а також різні температури плавлення і показники теплопровідності. Саме тому перш ніж почнеться робота і здійсниться, наприклад, зварювання алюмінію зі сталлю, необхідно розглянути сумісність використовуваних металів і врахувати труднощі, які можуть виникнути в процесі їх сполуки.

Практично неможливо зварити метали, нездатні взаємно розчинитися між собою в розплавленому стані: залізо і свинець, залізо і магній, свинець і алюміній. Ці пари в рідкому стані практично не змішуються і створюють шари, які при подальшому твердінні можуть бути без особливих зусиль відокремлені один від одного. Що стосується легко піддаються зварюванні різнорідних металів, то їх кількість досить обмежена. До них можна віднести титан і залізо, мідь і залізо, титан і ванадій, алюміній і срібло.

На даний момент найбільш затребуваними є конструкції, одержувані шляхом сплаву сталі з алюмінієм, чавуном або міддю. Сварка цих металів широко використовується в авіаційному будові, радіоелектроніці, виробництві побутових приладів. Оптимальні властивості деяких конструкцій можливі тільки завдяки застосуванню деталей з комбінованих матеріалів, адже саме в цьому випадку виріб буде поєднувати в собі переваги відразу двох металів. Однак приступаючи до роботи з різнорідними металами, важливо враховувати особливості їх взаємодії.

Процес з’єднання алюмінію зі сталлю

Зварювання алюмінію і сталі пов’язана з серйозними труднощами, які виникають у зв’язку з великою різницею температур плавлення металів і відмінностями в рівні їх теплопровідності. На практиці це виражається в тому, що алюміній стає рідким ще до того, як сталь встигає прогрітися, крім того, шов виходить недостатньо міцним. Щоб з’єднати метали з такими різними характеристиками і отримати прийнятний результат, нерідко використовується дифузна, ультразвукова, а також контактна з опалювальному і холодне зварювання металу.

Покриття для поліпшення зварюваності

Проблеми, які виникають під час зварювання плавленням алюмінію і сталі, цілком вдало вирішуються за допомогою застосування спеціальних покриттів. На сталь гальванічним або гарячим зануренням наноситься метал, який має гарну сумісністю зі сталлю. Найчастіше для цих цілей використовується шар цинку, який покращує розтікання алюмінію. Крім того, для зварювання алюмінію і сталі застосовується перехідна вставка з тих же матеріалів, яка виходить за допомогою іншого методу з’єднання, наприклад, шляхом холодного кування.

Теплофізичні властивості матеріалів значно ускладнюють процес зварювання, при цьому навіть використання спеціальних покриттів і вставок не вирішує всіх можливих проблем. Справа в тому, що при з’єднанні різнорідних металів на стику можуть утворюватися інтерметалліді, які відрізняються надмірною крихкістю. Щоб уникнути непотрібних проблем, необхідно вибрати правильний режим зварювання, який дозволить уникнути перегріву поверхні металів. Якщо процес проведений з урахуванням всіх особливостей алюмінію і сталі, в результаті проведених зварювальних робіт з’явиться надійне і довговічне з’єднання, яке, однак, краще не використовувати для конструкцій, часто піддаються механічному впливу.

Зварюваність чавуну і сталі

Незважаючи на те, що чавун і сталь мають схожістю хімічного складу, процес зварювання цих металів також характеризується певними труднощами. Справа в тому, що чавун містить велику кількість вуглецю, а тому досить погано піддається плавлення. Щоб зварити ці різнорідні матеріали, використовуються спеціальні електроди. Для отримання надійного і міцного шва перед обробкою деталі слід ретельно зачистити, особливо це стосується заготівлі з чавуну, який легко вбирає різні технічні рідини.

Підігрів вироби в процесі роботи

Щоб з’єднати чавун і сталь, як правило, використовується зварювальний струм зворотної полярності. Однак зверніть увагу, що в разі застосування апаратів з високим струмом холостого ходу, необхідно використовувати змінний струм. В процесі роботи деталі необхідно прогріти до 600 градусів за Цельсієм. Така температура дозволить уникнути надмірного розширення металу, яке нерідко призводить до необоротної деформації матеріалу. В результаті зварювальних робіт, проведених за описаною технологією, міцний герметичний шов утворюється всього за один прохід.

У разі, якщо підігрів заготовок неможливий, зварювання чавуну зі сталлю проводиться трохи інакше. Коли необхідно з’єднати занадто великі деталі або метал має легкоплавкие вкраплення, процес зварювання здійснюється за допомогою коротких валиків, кожен з яких необхідно охолоджувати перед використанням наступного. Варто зазначити, що даний метод зварювання не забезпечує належну міцність шва, тому для з’єднання чавуну і сталі більш кращий метод, який передбачає попередній підігрів деталей.

Зварюваність міді зі сталлю

Певні труднощі в процесі з’єднання даних металів виникають у зв’язку з різницею в рівні їх теплопровідності, а також з-за низької температури плавлення міді. Саме тому перш ніж приступати до процесу, слід врахувати всі особливості матеріалів і підібрати найбільш оптимальний спосіб зварювання. Тільки в цьому випадку можна отримати якісне з’єднання, яке буде володіти всіма необхідними характеристиками.

Застосування захисних газів

Насправді мідь і все її сплави досить непогано зварюється зі сталлю. Мабуть, найвищою якістю володіє з’єднання, яке проводиться шляхом аргонодугового зварювання. З її допомогою утворюється шов, який характеризується хорошою герметичністю і міцністю. Аргонодуговая зварювання проводиться із застосуванням вольфрамових електродів або плазмового струменя і спеціальної присадного дроту. Зверніть увагу, що в процесі роботи дугу слід трохи зміщувати до міді, що допоможе запобігти перегріву стали.

Сварка міді і стали також може бути проведена за допомогою флюсів в середовищі захисних газів. У цьому випадку використовують плавляться або плавляться електроди і дріт. При наплавленні міді на сталь цілком ефективний дугового метод зварювання керамічних флюсів, який дозволяє домогтися необхідної зносостійкості і твердості матеріалу. Даний вид роботи передбачає використання плоских електродів.

Дотримання технології – гарантія якості

Сварка різнорідних металів – досить трудомісткий процес, який ускладнюється існуючими відмінностями у властивостях матеріалів. Однак якщо грамотно підійти до процесу і врахувати всі рекомендації, пов’язані з особливостями металів, можна отримати прекрасний результат у вигляді якісного і надійного з’єднання, яке буде мати переваги всіх його компонентів.

Ссылка на основную публикацию