элементов, толщины металла и др. Термообработку производят как с непрерывным остыванием от максимальных температур нагрева в двухфазной области (850-900° С), так и ступенчато.

Чтобы сохранить прочность шва на уровне прочности основного металла, сварку выполняют с использованием легированной проволоки (например 0Т4-1, ВТбсв, СПТ-2 системы алюминий- ванадий-цирконий и др.). Упрочняющая термообработка сварных соединений состоит из закалки и последующего старения.

Сварное соединение из сплава ВТ6 толщиной 4 мм, выполненное под флюсом АН-Т1 проволокой диаметром 3 мм того же состава, что и основной металл, после сварки имеет = = 104,2 кгc/мм б = 12,6%, t = 31,5%, а = 4,3 кгс/см. Это же соединение после термообработки (закалка в воду от 850° С, старение при 500° С 2 ч) имеет = 123,1 кгc/мм б = 8,2%, ф = 16,3%, = 3,6 кгс/см. Повышение прочности шва на сплаве ВТ6 после упрочняющей термообработки сопровождается снижением пластичности и в меньшей мере- ударной вязкости.

§ 11-5. Медь и ее сплавы

Медь и сплавы на ее основе находят применение в технике для изготовления специальной аппаратуры (теплооб-менные аппараты, электрораспределительные устройства и др.) благодаря специфическим физико-химическим свойствам: высокой тепло- и электропроводности, химической стойкости и устойчивости против перехода в хрупкое состояние при температурах глубокого холода (табл. 11-11). В последние годы медные сплавы широко применяют в спецэлектрометаллургии для изготовления водоохлаждаемых кристаллизаторов печей вакуумно-дуговой, электрошлаковой, электроннолучевой и плазменной плавки металлов и сплавов.

При сварке меди встречаются затруднения, вызванные следующими особенвостями металла.

1. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии. Образующаяся в результате этого процесса закись меди растворима в жидком и весьма ограниченно в твердом металле. Она дает с медью легкоплавкую составляющую (эвтектику), которая, сосредотачиваясь пограницам кристаллитов, снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий - 0,01 %.

Опасными примесями меди в отношении снижения стойкости против образования кристаллизационных трещин в сварных швах являются также висмут и свинец. Поэтому содержание висмута в меди допускается не более 0,003%, а свинца - не более 0,03%.

2. Пониженная стойкость металла шва против возникновения пор, обусловленная выделением водяного пара и, возможно, водо-

Таблица 11-11

Состав и свойства меди и некоторых ее сплавбй

рода из кристаллизующегося металла шва. Сродство меди к азоту весьма мало. В связи с этим азот не является возбудителем пор и даже может быть использован в качестве защитной атмосферы при сварке меди.

В отношении стойкости против возникновения пор предпочтительны односторонние стыковые швы со сквозным проплавлением кромок. Сварка угловых швов таврового и нахлесточного соединений вызывает значительные затруднения из-за пористости металла шва.

3. Высокая теплопроводность меди (в 6 раз выше, чем у железа), что предопределяет необходимость применения концентрированных источников нагрева и во многих случаях предварительного и сопутствующего подогрева основного металла при сварке.

4 Высокий коэффициент линейного расширения меди и ее сплавов (для меди коэффициент линейного расширения в 1,5 раза больше, чем у стали), что предопределяет необходимость принятия дополнительных мер против деформации конструкций.

5. Повышенная жидкотекучесть металла затрудняет сварку меди в вертикальном и особенно в потолочном положении. Встречаются трудности также при сварке кольцевых швов.

При изготовлении сварных конструкций из меди наибольшее распространение получили следующие способы электрической сварки плавлением: электродуговая угольным электродом, плавящимся покрытым электродом, под флюсом и в защитных газах В последние годы для сварки изделий из тонколистовой меди и ее сплавов находит применение электроннолучевая сварка, а для сварки меди большой толщины - сварка сжатой дугой.

Электродуговая сварка угольным электродом. Этот вид сварки находит ограниченное применение преимущественно для малоответственных изделий. Сварка осуществляется вручную угольным, чаще графитовым электродом постоянным током прямой полярности. Плотность тока на электроде обычно составляет 200-400 А/см (табл. 11-12). Углекислый газ, выделяющийся при сварке, недостаточно защищает расплавленный металл от окислений. Поэтому применяют присадочный металл с раскисли-телем - фосфором, а также флюс (94-96% прокаленной буры, 6-4% металлического магния). Флюс наносят на смоченную жидким стеклом поверхность прутка или на свариваемые кромки в виде пудры и просушивают на воздухе

При толщине металла до 5 мм стыковые соединения сваривают без разделки кромок, металл большей толщины - с разделкой кромок под углом 70-90°. Сборку деталей под сварку ведут на графитовой или асбестовой подкладке с зазором между свариваемыми кромками не более 0,5 мм В процессе сварки электрод наклоняют углом вперед на 10-20° к вертикали. После сварки рекомендуется проковка швов. Соединения из металла толщиной до 5 мм проковывают без подогрева, при большей толщине металла - с подогревом до температуры 800° С и последующим быстрым охлаждением.

Стыковые швы рекомендуется сваривать в один слой с одной стороны. Повторное воздействие термического цикла сварки на металл шва, наблюдаемое при сварке многослойных и двусторонних швов, приводит к снижению его прочности.

Сварка вручную покрытыми электродами. Для сварки применяют электроды ЗТ и Комсомолец 100 . В электродах Комсомолец 100 в качестве стержня использована медная проволока Ml и М2; в электродах ЗТ - стержень из бронзы Бр.КМцЗ-1.

Сварку меди покрытыми электродами ведут постоянным током обратной полярности. Без подогрева и разделки кромок свари-

Режимы электродуговой сварки стыковых соединений меди графитовым электродом