Реферат на тему:
Технологія зварювання і наплавлення різних металів і сплавів
Зміст
1. Зварювання сталей
2. Зварювання чавуну
3. Зварювання кольорових металів
4. Наплавлення швидкоспрацьовуваних поверхонь
Використана література
1. Зварювання сталей
Сталі, які містять вуглецю до 0,27%, добре зварюються всіма способами. Сталі з підвищеним вмістом вуглецю в більшості випадків зварюються з попереднім підігрівом, а іноді з наступною термічною обробкою — нормалізацією або відпалюванням.
Сталі, що містять легуючих елементів в сумі до 5%, належать до низьколегованих. За призначенням вони поділяються на три групи: низьколеговані маловуглецеві, низьколеговані середиьовуглецеві і низьколеговані жароміцні.
Низьколеговані маловуглецеві сталі містять вуглецю до 0,22%. їх легують хромом, марганцем, кремнієм, нікелем, міддю, титаном і використовують як будівні сталі в суднобудуванні, транспортному машинобудуванні і т. д.
До низьколегованих середньовуглецевих відносяться сталі, які містять вуглецю від 0,20 до 0,40%. Найбільш широко використовують хромокремнемарганцеві сталі марок 20ХГС, 25ХГСА, ЗОХГСА, що мають підвищену міцність і пружність.
До низьколегованих жароміцних належать сталі, які легуються в основному хромом, молібденом, ванадієм і вольфрамом. Використовують їх при виготовленні пароенергетичних установок, які працюють при температурах до 500° С і більше.
Низьколеговані сталі зварюють різними способами. Однак, на відміну від звичайних маловуглецевих сталей, вони, подібно до сталей з підвищеним вмістом вуглецю, мають підвищений нахил до загартування і утворення загартувальних тріщин в зоні термічного впливу.
Тому більшість низьколегованих сталей при товщині понад 10 мм зварюють з попереднім підігрівом до температури від 150 до 350° С, а після зварювання піддають термічній обробці — нормалізації чи високотемпературному відпусканню.
Для виготовлення електродів, що застосовуються для зварювання цих сталей, використовують низьколегований зварювальний дріт. Електродні покриття, як правило, мають фтористо-кальцієву шлакову основу.
Хромисті нержавіючі сталі з вмістом хрому від 12 до 18% при наявності вуглецю вище 0,1 % мають різко виражений нахил до загартування на повітрі. Тому зварювання цих сталей, щоб уникнути появлення в зварюваних швах і в навколошовних зонах структури мартенситу, виконують з обов'язковим підігрівом до 200—250° С і наступним відпалом або високотемпературним відпусканням. У практиці широко застосовують дугове зварювання хромистих сталей електродами з хромонікелевого дроту або дроту того ж складу, що й основний метал, з покриттям типу УОНІ-13.
Хромисті сталі, які містять хрому більше 25%, наприклад марок Х25, Х28, належать до феритного класу. Вони мають високу кислотостійкість і окалиностійкість при нагріванні до температури 1000— 1100°і є незагартовними.
При зварюванні феритних хромистих сталей в металі шва утворюється крупнозерниста структура з низькими механічними властивостями. В навколошовній зоні також відбувається інтенсивний ріст зерна, що властиве однофазним сталям, які не зазнають фазових змін з зміною температури.
Структура і механічні властивості швів на цих сталях трохи поліпшуються, якщо в електродні покриття ввести титан, алюміній і інші елементи, які сприяють здрібненню зерна. Застосовують також проковування зварних швів. Сталі марок Х25 і Х28 зварюють електродами, металевий стержень яких має такий самий склад, що й основний метал.
Хромонікелеві аустенітні сталі мають високу корозійну стійкість і широко використовуються для виготовлення хімічної і нафтової апаратури, особливо сталь марки Х18Н9, що має 18—20% хрому і 8—11% нікелю. Ці сталі зварюються всіма способами і значно краще хромистих.
Основними труднощами при зварюванні хромонікелевих сталей є утворення при температурах 500—700° С карбідів хрому і випадання їх по границях зерен, що значно погіршує антикорозійні властивості зварних з'єднань. Щоб перешкодити цьому явищу, зварювання хромонікелевих сталей ведуть при мінімальному розігріві і великих швидкостях охолодження. Для повного відновлення аустенітної структури після зварювання рекомендується вироби піддавати загартуванню від температур 1050—1100° С з наступним швидким охолодженням У воді.
Ручне дугове зварювання виконують на малих струмах аустенітними хромонікелевими електродами малого діаметра, що мають покриття типу УОНІ-13.
Газове зварювання здійснюють з застосуванням флюсів з бури, борної кислоти і плавикового шпату, а при автоматичному дуговому і електрошлаковому зварюванні використовують спеціальні марки флюсів.
Зварювальний дріт у всіх випадках застосовують того ж складу, що й основний метал, але з більш низьким вмістом вуглецю і з присадками титану, молібдену, ніобію і інших елементів.
Тонколистові вироби успішно зварюють на точкових і шовних контактних машинах, в середовищі вуглекислого газу, аргонодуговим способом.
2. Зварювання чавуну
Зварювання чавуну застосовується при виправленні браку в чавунних виливках, при ремонтних роботах, наприклад при зварюванні тріщин у блоках циліндрів двигунів, в станинах верстатів і пресів, а також при виготовленні зварно-литих конструкцій з високоміцних чавунів.
Чавун, як відомо, містить більшу кількість вуглецю (3,5—4%), кремнію (0,5—4,5%), сірки (до 0,2%) і фосфору (до 2,0%), ніж сталь, що сильно утруднює його зварювання.
При швидкому остиганні розтопленого чавуну утворюється відбілений чавун, який має велику твердість і крихкість. Високий вміст таких домішок, як сірка і фосфор, ще сильніше знижує пластичність чавуну і збільшує його здатність до утворення тріщин.
Тому основними труднощами при зварюванні чавуну є появлення зон відбілювання і утворення тріщин як у наплавленому, так і в основному металі. Щоб цього уникнути, зварювання чавуну слід вести з попереднім підігрівом і з наступним уповільненим охолодженням. Однак такий метод зварювання дуже трудомісткий і не завжди може бути використаний. Тому в практиці застосовуються три основних способи зварювання чавуну: гарячий, напівгарячий і холодний.
При гарячому зварюванні цьому способі всю деталь перед зварюванням нагрівають у горнах, печах або спеціальних тимчасових нагрівальних пристроях, опалюваних деревним вугіллям або коксом, до температури 500—600° С.
Дефектні місця перед зварюванням вирубують зубилом до здорового металу. Розробку кромок провадять під кутом 90°. Щоб розплавлюваний метал не витікав при наскрізному проплавленні або не розтікався по поверхні виробів, місця зварювання формують графітовими або вугільними пластинками. Щілини між пластинками і виробами забивають формовим піском, замішаним на рідкому склі. Як присаднийметал застосовують чавунні стержні діаметром від 5 до 15 мм, які містять від 3 до 3,5% вуглецю і від 3 до 4,6% кремнію.
Гаряче зварювання чавуну найчастіше виконують ацетиленово-кисневим нормальним або з невеликим надлишком ацетилену полум'ям. Як флюс використовують прожарену буру або суміш бури (50%) і соди (50%).
Після зварювання деталь повільно охолоджують разом з піччю; для цього її засипають сухим піском або шлаком. Гаряче зварювання чавуну забезпечує найкращу якість зварних з'єднань без зон відбілювання і тріщин. Наплавлений метал після зварювання легко піддається механічній обробці. Проте, будучи складним і досить трудомістким процесом, гаряче зварювання чавуну застосовується головним чином для найбільш відповідальних деталей або деталей, що мають складну форму (блоки циліндрів, станини деяких пресів та Ін.).
При напівгарячому зварюванні провадиться тільки часткове нагрівання деталі (переважно в місцях зварювання) до температури 250—450° С. Такий метод застосовується при зварюванні деталей невеликої товщини і при невеликому об'ємі наплавленого металу. Зварювання ведеться ацетиленово-кисневим полум'ям і рідше — електродуговим способом вугільними електродами.
Зварені деталі, так само як і при гарячому способі, для повільного остигання засипають сухим піском або шлаком.
При холодному зварюванні. чавунні деталі зварюють за методом Слов'янова без підігріву. Існують такі його різновидності.
Зварювання електродами із маловуглецевої сталі. Його застосовують при ремонті невідповідальних деталей, а також деталей, які після зварювання не потребують механічної обробки. Маловідповідальні деталі зварюють електродами з крейдяним покриттям.
Ремонт більш складних і більш відповідальних деталей (станин і рам потужних дизелів, циліндрів газоповітродувних машин, станин верстатів, корпусів електродвигунів великої потужності та ін.) провадять електродами з якісними покриттями, наприклад типу УОНІ-13, і з постановкою на різьбі по кромках деталей стальних шпильок.
Зварювання електродами із монель-металу. Монель-метал являє собою мідно-нікелевий сплав, що містить близько 70% нікелю і близько 30% міді. Зварювання монель-металом в більшості випадків застосовують тоді, коли потрібно одержати м'який метал шва, що легко піддається механічній обробці. До недоліків цього способу слід віднести недостатню механічну міцність зварного з'єднання і високу вартість електродів.
Зварювання мідними і .мідно-залізними електродами. При зварюванні такими електродами, як і електродами із .монель-металу, забезпечується невелике нагрівання основного металу і утворення незначної зони відбілювання. Це дає можливість провадити механічну обробку порівняно в'язкого і не дуже твердого металу шва. Мідно-залізні електроди виготовляють електролітичним нанесенням міді на залізні стержні або обгортанням мідних стержнів смужкою з чорної або білої жерсті. На електроди наносять крейдяне покриття. Застосовують такожпучки електродів, що складаються з одного чи двох стальних електродів з якісним покриттям і одного мідного стержня.