Газовая сварка магниевых сплавов

Магниевые сплавы имеют малую плотность и вместе с тем обладают высокими прочностными свойствами. Магний примерно в 1,5 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче стали. Эти свойства и определяют широкое применение магниевых сплавов во многих отраслях народного хозяйства. Магниевые сплавы по способу производства делятся на литейные и деформируемые. Легирующими добавками в магниевых сплавах являются алюминий (Al), марганец (Mn), цинк (Zn), цирконий (Zr) и некоторые другие редкоземельные элементы, алюминий (Аl) и цинк (Zn) повышают прочностные характеристики магния, марганец повышает коррозионную стойкость.

Сварка магния затрудняется из-за низкой теплопроводности, близости температур плавления и воспламенения, высокого коэффициента линейного расширения и большого химического сродства магния к кислороду. Поверхность магния и его сплавов покрыта тугоплавкой пленкой MgO, температура плавления которой около 2500°С. При газовой сварке магния и его сплавов необходимо удалять в процессе сварки оксидную пленку и тщательно защищать расплавленную ванну от ее взаимодействия с кислородом и азотом воздуха и парами воды.

Для этой цели при газовой сварке магния и магниевых сплавов применяют флюсы на основе хлористых и фтористых солей. При этом флюс должен ошлаковывать тугоплавкую оксидную пленку магния. Хлористые флюсы можно применять при сварке малоответственных деталей, а также в тех случаях, когда сварные соединения после сварки подвергают специальной обработке. Фтористые флюсы не вызывают коррозии, но они менее технологичны. Плотность фторидных флюсов превышает плотность сварочной ванны, поэтому частицы флюса могут оставаться в металле шва. При газовой сварке магниевых сплавов нашли применение следующие основные марки флюсов: МФ-1, ВФ-156, № 13, ПО. Флюсы готовят как методом расплавления, так и методом механического перемешивания. Перед сваркой флюс разводят до пастообразного состояния и наносят кистью тонким слоем по обе стороны шва.

При газовой сварке магниевых сплавов основное применение получили стыковые соединения; тавровые, угловые и нахлесточные соединения не рекомендуются. Магниевые сплавы толщиной до 1,2 мм сваривают без применения присадочного металла с отбортовкой кромок. Отбортованные кромки должны плотно прилегать друг к другу. Магниевые детали толщиной до 3 мм сваривают встык без разделки кромок. При толщине металла свыше 3 мм выполняют V-образную разделку кромок с углом раскрытия 30-35°. В зависимости от толщины зазор изменяется от 1,5 до 3,0 мм, а величина притупления составляет 1,2-2,5 мм.

Перед сваркой поверхности свариваемых кромок должны быть тщательно очищены от пленки и оксидов. Очистку осуществляют как механическим способом (металлическими щетками), так и химическим (в специальных растворах). Оксидную пленку удаляют обработкой детали в 18%-ном растворе хромовой кислоты при температуре 90-100°С в течение 5 мин. После травления детали промывают в горячей воде при температуре 50-60°С, а потом в холодной воде. Промытые детали сушат на воздухе.

В качестве присадочного материала при сварке магниевых сплавов применяют прессованную проволоку или прутки из сплава, имеющего одинаковый химический состав с основным металлом. Присадочный металл перед сваркой необходимо протравить в 20%-ном растворе азотной кислоты. Присадочный металл в процессе сварки должен быть все время погружен в сварочную ванну. Для сварки магниевых сплавов применяется нормальное пламя. Мощность сварочного пламени выбирают из расчета расхода ацетилена 75-100 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Сварка ведется восстановительной зоной сварочного пламени, расстояние от конца ядра до свариваемой поверхности 3 мм. Детали толщиной до 5 мм сваривают левым способом; а более 5 мм - правым способом сварки. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемых деталей толщиной до 5 мм составляет 30-45°, а при большей толщине - 45-60°. Угол наклона присадочного прутка к свариваемой поверхности 40-50°. При сварке деталей толщиной до 3 мм поперечных колебаний горелкой и присадочным прутком не делают, при сварке деталей больших толщин горелке и присадке сообщают различные поперечные колебания. Сварку деталей толщиной более 5 мм рекомендуется выполнять с предварительным подогревом до температуры 300-350°С.