Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки свинца

Способы сварки свинца. Особенности и трудности его сварки

Для
сварки свинца применяется газовая
сварка или сварка дуговая. Температура плавления свинца составляет 327°C.
На воздухе свинец окисляется с образованием на его поверхности тугоплавкой плёнки
оксида свинца PbO. В связи с этим, его сварка представляет определённые трудности.

Марки свинца и их химический состав представлены в таблице ниже.

Наличие сурьмы в составе свинца приводит к высокой хрупкости металла шва. Поэтому,
для сварки применяется марки свинца, не содержащие сурьму в своём составе.

Кроме того, свинец — токсичный металл, его пары ядовиты и могут вызвать отравление
у сварщика. Поэтому, при его сварке необходимо использовать респираторы.

Химичесикй состав различных марок свинца

Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки 
  свинца

Марка Pb, % не менее Содержание примесей, % (As и др. указаны в тысячных
долях процента)
Mg Fe Cu Zn Sb Bi As и др.
С0 99,992 0,001 0,001 0,005 0,001 0,0005 0,004 0,0005
С1 99,995 0,001 0,001 0,001 0,001 0,006 0,001
С2 99,95 0,005 0,003 0,001 0,002 0,005 0,03 0,002
С3 99,9 0,01 0,005 0,002 0,005 0,005 0,06 0,005
С3 СУ Остаток 0,01 0,005 0,002 0,005 0,4-0,8 0,011
С4 96,6 0,01 0,01 0,01 0,01 0,1
Примечание. Сурьмянистый свинец по ГОСТ 1292
содержит сурьму от 0,3 до 20%, в зависимости от марки

Технология газовой сварки свинца

Газовая сварка свинца производится водородно-кислородным нормальным
газосварочным пламенем, или ацетилено-кислородным.

Подготовка кромок под сварку

Подготовка кромок заключается в их тщательной зачистке до металлического блеска.
Зачищают участки, шириной не менее чем 30мм от каждой кромки. Зачистку необходимо
выполнять непосредственно перед сваркой, потому что зачищенная поверхность свинца
очень быстро окисляется вновь с образованием оксидной плёнки на поверхности.

Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки 
  свинца

В
зависимости от свариваемой толщины, возможна сварка нахлёсточных соединений
и стыковых. Малые толщины (до 4мм) лучше сваривать внахлёст. При сварке труб,
сварку внахлёст можно осуществить разбортовкой конца трубы, как показано на
рисунке справа. Такая сварка хорошо подходит в монтажных условиях и её можно
осуществлять в любых пространственных положениях.

Для большой толщины металла (10-12мм), хорошие результаты получаются при сварке
в стык без скоса кромок. Сварка выполняется на подкладках, при этом между свариваемыми
кромками необходимо обеспечить зазор. Если сварку ведут "на весу",
то кромки располагают без зазора. Но в этом случае полный провар по всей толщине
металла не обеспечивается, и необходимо выполнять подварку с оборотной стороны.

Присадочные прутки для сварки

В качестве присадочного материала используется свинцовая проволока диаметром,
равным толщине свариваемого металла, но не более 10мм. Пруток необходимо тщательно
зачищать непосредственно перед сваркой от окислов, так же, как и кромки основного
металла. Иначе тугоплавкий оксид PbO затрудняет процесс сварки и получение качественного
соединения, даже при хорошем флюсе, невозможно.

Флюсы для сварки

Флюсы
для газовой сварки свинца при расплавлении покрывают близлежащие участки
металла и защищают его от окисления, не вступая со свинцом в реакцию. Обычно,
в качестве флюса используют стеарин в чистом виде, или расплав стеарина с канифолью.

При сварке свинцовых листов можно использовать натуральный воск (от медовых
сот). Свариваемые листы в стыке прогреваются газовой
сварочной горелкой, затем натираются воском и далее ведётся обычный процесс
газовой сварки.

Техника газовой сварки свинца

Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки 
  свинца

Техника
газовой сварки свинца сходна со сваркой стали, но процесс сварки следует вести
очень быстро, чтобы не допустить вытекания свинца из стыка, как это показано
на рисунке слева. Если процесс сварки замедлится и газовое пламя задержится
на отдельном участке, то происходит выгорание флюса и быстрое окисление металла.
Образуется тугоплавкая плёнка оксида PbO, и сварщик, стремясь её расплавить,
задерживается на этом месте. В это время металл вытекает с обратной стороны
стыка.

Сварка производится нормальным ацетилено-кислородным газовым пламенем. Мощность
пламени можно определить по выражению: W=100s л/ч, где s — толщина свариваемого
металла, в мм. В процессе сварки горелку наклоняют под углом 30° к изделию и
используют "левый"
способ газовой сварки. Такая техника способна обеспечить хорошее качество
сварного шва с минимальным количеством пор на его поверхности.

Короткие швы можно сваривать без флюса, ограничиваясь лишь тщательной механической
очисткой сварных кромок и присадочного прутка. Прочность сварного соединения
при газовой сварке свинца не уступает прочности основного металла.

Дуговая сварка свинца

Дуговая сварка свинца производится угольным электродом. Сварка металлическим
электродом широкого распространения не получила. Сварку угольным электродом
возможно выполнять без применения флюса, но в этом случае, в процессе сварки
на поверхности сварочной ванны образуется тонкая плёнка шлака, которую нужно
периодически снимать с поверхности ванны. Но при небольшой толщине металла предпочтительнее
производить сварку с применением флюса.

Подготовка кромок к сварке

Подготовка кромок при дуговой сварке свинца такая же, как и при газовой. Если
толщина металла менее 10мм, скос кромок не выполняют. Но, если необходимо обеспечить
гарантированный провар по всей толщине, при стыковой сварке свинца односторонним
швом, то при толщине металла более 6мм рекомендуется выполнять скосы под углом
35° с каждой стороны и делать притупления до 4мм.

Сварки нахлёсточных швов при дуговой сварке следует избегать, т.к. это соединение
трудно выполнить технически, за исключением сварки горизонтальных швов (на вертикальной
плосткости). Вертикальная сварка свинца вполне осуществима дуговой сваркой угольным
электродом, с применением подвижных формирующих подкладок. Для малых толщин
подкладки могут быть асбестовыми.

Также непосредственно перед сваркой обязательна тщательная зачистка сварных
кромок.

Выбор присадочной проволоки

Присадочная проволока выбирается в соответствии с маркой свариваемого свинца.
Диаметр присадочной проволоки принимается равным толщине свариваемого металла,
но он не должен превышать 8мм.

Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки 
  свинца

Хорошие
результаты сварки свинца в монтажных условиях при облицовочных работах получаются,
если присадочный металл закладывается в стык, как это показано на рисунке справа.
Особенно целесообразно закладывать проволоку в стык при наличии зазора между
сварными кромками. Этот приём позволяет повысить производительность сварки.
Также это помогает, в некоторой степени, предохранить стык от вытекания металла.

Режимы дуговой сварки свинца

При дуговой сварке свинца можно использовать как постоянный, так и переменный
ток. Но лучшие результаты получаются при применении постоянного тока прямой
полярности. Режимы дуговой сварки свинца сильно отличаются от сварки других
металлов. Рабочее напряжение на дуге 12-20В. Сила тока не должна превышать 100А.
При большей силе тока происходит не сварка, а резка свинца. Рекомендуемые режимы
сварки представлены в таблице.

Режимы дуговой сварки свинца угольным электродом

Толщина свинца, мм Диаметр угольного электрода, мм Сила тока, А Длина дуги, мм
1-5 6-12 25-40 6-8
5-10 10-15 40-65 4-8
10-12 15-20 65-95 8-12
15-30 15-20 95-100 8-12

Скорость сварки угольным электродом выше, чем при газовой сварке и составляет,
примерно, 1,3м/ч для толщины металла 10мм при вышеуказанных режимах.

Техника дуговой сварки свинца угольным электродом

Сварка свинца, особенности. Технология газовой и дуговой сварки 
  свинца

Если толщина свариваемого металла менее 4мм, то сварку выполняют за один проход.
При большей толщине металла свинец сваривается за 2-3 прохода. При этом за первый
проход стык сваривается за счёт расплавления кромок, без присадочного металла.
В этом случае движения электродами должны быть такими, как указано на рисунке
сверху, схема а), при пульсирующей дуге.

Для второго прохода используют присадочный металл, и в этом случае происходит
углубление ванны на большую глубину, что достигается круговым движением электрода,
как показано на рисунке, схема б).

Третий проход используется при сварке свинца большой толщины для полного и
наилучшего провара соединения. В этом случае движения электрода и присадочного
прутка зигзагообразные, как указано на рисунке, схема в).

Для сварки применяется угольный, а лучше графитовый электрод, который располагается
перпендикулярно к свариваемому изделию. Присадочный пруток держат под углом
30-45° к стыку и таким образом пруток и электрод перемещаются вдоль стыка.

При этом рекомендуется создание пульсирующей дуги. Т.е., необходимо наряду
с перемещением электрода выполнять им вертикальные колебательные движения в
незначительных пределах. В начале процесса сварки задержкой дуги на месте производится
подогрев первого участка стыка. Как уже говорилось, сварка
происходит без подогрева, а при случайном обрыве дуги необходимо сначала зачистить
участок вокруг кратера до металлического блеска и только после этого продолжать
сварку. Стабилизация дуги между угольным электродом и свинцом хорошая и это
позволяет вести процесс сварки без разбрызгивания на малом сварочном токе.

Качество сварки свинца угольным электродом

Качество
сварки свинца угольным электродом вполне удовлетворительное. Прочность сварного
соединения не уступает прочности основного металла. Угол загиба образца составляет
180°. Таким способом выполняется значительное количество узлов, где необходимо
сваривать свинцовые составляющие. Верхние слои шва могут содержать небольшое
количество газовых пор. С целью сглаживания сварного соединения допускается
обрубка и проковка металла шва.


Источник

Author: serj