Сварка латуни - СваркаТоп

Сварка латуни аргоном – описание технологии и видео

Общая проблема обработки при высоких температурах цветных металлов (и сплавов из них) связана с тем, что в таких условиях они легко деформируются. Специфика сварки латуни (медь + цинк) состоит еще и в том, что, во-первых, входящий в ее состав элемент «Zn» (30-я позиция в таблице Менделеева) начинает испаряться уже при нагреве до +420 ºС. Во-вторых, этот процесс сопровождается выделением ядовитой компоненты – окиси этого металла.

Технология сварки латуни с использованием аргона является наиболее перспективной методикой, так как устраняет многие сложности и обеспечивает высокую скорость операций. В чем она заключается, каковы особенности этой работы – тема предлагаемой статьи.

Преимущества сварки аргоном

    Получение швов с правильной геометрией, их предельная чистота. Отходы сразу же удаляются из рабочей зоны газовой струей. Однородность структуры и прочность места неразъемного соединения. Технология аргонной сварки латуни считается самой экономичной. В первую очередь, из-за невысокой стоимости вольфрамовых электродов. Высокая скорость работы.

Требуемые условия для безопасной сварки

    Надежная принудительная вытяжка. При аргонной сварке латуни естественной циркуляции воздушных потоков явно недостаточно. Обязательное использование работником защитных средств.

Особенности технологии сварки латуни аргоном

Суть работы заключается в формировании однослойного шва. По окончании операции он подвергается проковке. Почему недопустим «повтор»? В процессе сварки интенсивно образуются шлаковые отложения. Если шов проходить дважды, то как потом пробить «корку», которая появится после первой обработки свариваемого участка?

Сварка латуни аргоном не рекомендуется, если толщина образцов не превышает 5 мм.

    Предварительная обработка кромок особым флюсом. Образующаяся пленка резко снижает интенсивность испарения цинка. Рекомендуемые составы: №1 – бура (100%), №2 – бура (20%) + кислота борная (80%). Использование при сварке специальной (многокомпонентной) латунной проволоки. В ее составе Al, Fe и ряд других элементов периодической таблицы. Температурные режимы (ºС) отжига: нагрев кромок перед сваркой – 750 (±50), в процессе отжига – 625 (±25). Скорость изменения температуры (нагрев/охлаждение) – 100 ºС/час. Мощность горелки. Она выбирается, как и для сварки стальных образцов – на 1 мм сплава примерно 120 л/ч горючей смеси.

Подготовительные мероприятия

    Осмотр респиратора с целью выявления повреждений. Проверка вытяжки на эффективность функционирования. Для снятия оксидной пленки и обезжиривания рабочего участка понадобятся раствор (10%) кислоты азотной и металлическая щетка. Обработка мест стыков свариваемых образцов. Кромки стесываются под углом 65 (±5) 0. Понятно, что зазор должен иметь расширение вверх. Зачистка свариваемых поверхностей до появления блеска и обезжиривание. Установка электрода в горелку.

Методика сварки

      Так как работа ведется электродом вольфрамовым (неплавящимся), то используется инвертор (TIG-аппарат). Проволока в ванночку вводится вручную, а роль сварочного флюса играет аргон с небольшой долей кислорода. Заполнение «разделки» (стыка скошенных кромок) производится с «перехлестом», отдельными валиками. Впадины, образующиеся на стыке, устраняются отведением электрода от рабочей зоны и снижением силы тока. Длина дуги увеличивается, и в какой-то момент она разрывается.

    Встречается много описаний создания неразъемных соединений деталей из латуни. В них указываются различные методики. Например, с использованием электродов плавящихся, специальных флюсов при сварке эл/контактной. Описанная технология сварки аргоном привлекательна тем, что ее несложно реализовать на бытовом уровне даже при отсутствии достаточного опыта.

    Как сварить латунь в домашних условиях

    Многие медьсодержащие сплавы поддаются термической обработке. Сварка латуни связана с некоторыми свойствами из-за высокого содержания легкоплавкого цинка. Металл также легируют другими элементами. Приступая к самостоятельному ремонту деталей из латунных сплавов, важно установить марку металла, от этого зависит выбор присадки. Чем светлей металл, тем меньше в нем меди. Цинк дает зеленоватый оттенок. Для ответственных соединений выбирают сварку латуни аргоном, под защитной атмосферой образуется прочный шов.

    Особенности сваривания латуни

    Тем, кто решил заняться сваркой латуни в домашних условиях, необходимо учитывать особенности цветного сплава. Хотя по физическим свойствам латунные сплавы схожи с медью, из-за высокого содержания цинка (его бывает 40%) латунь намного капризнее. Температура плавления меди – 1080°С, цинка всего 420°С. Он начинает выгорать в процессе работы, вскипает при 950°С. В рабочей зоне образуются ядовитые пары и белый налет на металле, он мешает разогревать заготовки.

    Расплавленный цветной металл способен насыщаться водородом, шов становится рыхлым, пористым, начинает трещать. Прочность у такого соединения небольшая. Для получения полноценного шва необходимо предусмотреть:

    • защиту свариваемых деталей от перегрева, с этой задачей справляется флюс или шлаковая обмазка;
    • локализовать водород, чтобы он не соприкасался с ванной расплава – необходимо увеличить приток кислорода или прикрыть рабочую зону инертным аргоном, препятствующим окислению.

    Учитывая особенности латунных сплавов, нетрудно предположить, что варить их можно электродуговой, газовой или аргонодуговой сваркой.

    Подготовка деталей к сварке

    Для любого вида сварки свариваемый металл предварительно необходимо подготовить. У латунных заготовок необходимо тщательно зачищать кромки, на них содержатся плотный слой окислов. Для работы применяют новые стальные щетки, на которых нет частичек стали, наждачную бумагу или шлифовальную машинку. Некоторые предпочитают работать напильником.

    Разделку заготовок проводят, ориентируясь на их толщину:

    • детали толщиной от 1,6 до 6 мм предварительно не разделывают;
    • тонкостенную латунь (до 1,5 мм) отбортовывают, чтоб улучшить качество соединения;
    • кромки заготовок, толще 6 мм, предварительно притупляют: делают Х-образную разделку под двухсторонний провар стыка.

    Необходимо придерживаться нескольких правил укладки заготовок:

    • детали толще 1,5 мм укладывают с зазором 2 мм, когда расстояние между деталями небольшое, а шов длинный, металл неравномерно прогревается, в нем возникают внутренние напряжения, они становятся причиной трещин;
    • используя специальные подкладки, зазор между деталями можно увеличить, толщина диффузного слоя станет больше.

    Важно правильно установить детали относительно друг друга, от этого напрямую зависит качество шва. Тонкие заготовки предварительно не прогревают, металл быстро нагревается.

    Сварка аргоном

    Заготовки, толще 5 мм, можно проварить, используя сварку латуни аргоном. Аппарат подает в рабочую зону защитный газ по соплу, в котором крепится токопроводящий электрод. Валик образуется за счет присадочной проволоки, она должна соответствовать марке латуни.

    Под аргоновую сварку окалину с деталей снимают непосредственно перед работой, чтобы поверхность не успела сильно окислиться. Защитный газ включают до разогрева электрода, выключают через 20 секунд после образования валика.

    Сварку латуни и бронзы выполняют за один проход, однослойно, прерывистым швом. Работать нужно аккуратно, чтоб не было прожогов, поддерживая длинную дугу, сила тока при этом автоматически снижается, металл не так сильно перегревается во время наплавки присадки. Аргоновая сварка латуни производится постоянным током прямой полярности, в помещениях ее проводят в масках с нагнетанием воздуха. При работе выделяется много вредного оксида цинка. В домашних условиях аргоном латунь не варят.

    Электродуговая сварка

    Варить латунь можно электродуговой сваркой. Условия получения качественного шва:

    • за один проход проваривается латунь толщиной не более 3 мм, толстые заготовки сначала проходят короткими стежками, затем хорошо прогревают, чтобы не возникали трещины и поры, после этого быстро делают финишный слой;
    • внутренние напряжения в шве снимают прогревом готового соединения до 600–650°С, структура металла после такого отжига становится мелкозернистой;
    • для уплотнения валика швы обязательно проковывают молотком, толстые соединения – в разогретом виде;
    • желательно предварительно прогревать заготовки до 200-300°С;
    • тонкостенный металл проходят одним швом, чтобы избежать прожогов.

    Для сварки латуни нужен постоянный ток, прямой полярности, короткая дуга. Варят металл из нижнего положения. Стандартная скорость образования валика – 30 см за минуту, максимальный ампераж рабочего тока – 250 А (для толстых заготовок).

    Сварить латунь можно двумя видами электродов:

    • Графитовыми (угольными), они нужны для поддержания дуги при заделке зазора между заготовками. Присадка при сварке тонких деталей не применяется, для соединения толстых элементов применяют многокомпонентную наплавочную проволоку на основе меди и цинка в обмазке из буры или другого флюса.
    • Латунными с содержанием цинка (до 40%), марганца, алюминия, других металлов. Их используют как наплавочный материал. Стержень соответствует проволоке ЛК 80-3 или КМц 3-1 (бронзовый сплав). Обмазка содержит марганцевую руду, концентрат титана, борный шлак.

    Выбор электродов зависит от химического состава деталей, их толщины. Перед работой их в течение получаса необходимо прокалить при температуре 200°С.

    Газовая сварка

    Газосварка латуни производится, когда малоэффективна электродуговая сварка, качество швов при работе при плавке металла горелкой хорошее. Варить латунь нужно с переизбытком кислорода в газовой смеси по двум причинам:

    • образовавшаяся оксидная пленка на ванне расплава снижает скорость испарения Zn;
    • связывается водород, которым может насыщаться шов.

    По ГОСТу газовая сварка латуни производится с использованием нескольких видов присадок:

    • ЛКБ 062-02-004-05, медная проволока, легированная оловом и кремнием, в составе есть бор, его хватает для защиты ванны расплава, флюс применять не надо;
    • ЛК 62-0,5, этот наплавочный латунный материал плавят с бурой.

    Защитный флюс делают самостоятельно: смешивают буру или боракс (Na2B4O7) с небольшим количеством борной кислоты. Делают из этой смеси густую кашицу, наносят на рабочую зону кисточкой. Можно купить готовый флюс БМ-1, состоящий из ¾ метилбората и одной части метилового спирта.

    Полезные советы

    Когда варится латунный сплав, выгорает цинк, образуя токсичный оксид, его можно узнать по мелким хлопьям белого цвета. Процесс сопровождается потрескиванием. В домашних условиях необходимо применять средства индивидуальной защиты, хорошо вентилировать помещение, а лучше работать на открытом воздухе. Как и при любых сварных работах, нужно соблюдать технику безопасности, надевать одежду из плотной негорючей ткани. Огнетушитель нужно держать под рукой.

    Вместо сварки нередко применяют пайку латуни паяльной лампой. В качестве присадки используют оловянный припой, как флюс – буру. Расплавленное олово заполнит трещину, у диффузного слоя будет бронзовый оттенок.

    Как варить латунь

    Сваривание латуни обычно применяется для производства различного оборудования, применяемого нефтехимической отраслью. В домашних условиях этот металл довольно редкий, так как относительной дорогой и необходимости острой в деталях из него не бывает. Но если что-то все же потребуется сварить, полуавтоматом это вполне реально в газовой среде с аргоном.

    Свариваемость этого металла в большей степени зависит от количественного содержания цинка, как самого непригодного компонента для подобных работ, но все же при соблюдении технологии и сплавы с его относительно высоким содержанием могут быть надежно соединены.

    Особенности при сваривании цинксодержащих сплавов

    Отличительной чертой латуни, как сплава, в котором имеется цинк, является то, что этот металл очень быстро закипает, и как следствие, выгорает. В отличие от прочих составных компонентов Zn обладает куда более низкой температурой плавления по сравнению с медью и алюминием.

    Она отличается от самого ближайшего к нему металла более чем в 2 раза. В результате реакции происходит образование сильного оксида, образующегося в виде белого порошка. Некоторая часть испаряется при кипении. Если не соблюдать технику правильной сварки, то она является значительной. Более того, эти испарения весьма опасны для человека.

    При этом даже если технология полностью соблюдена, испарения составят порядка 30% и в структуре шва образуются поры. Главной задачей все сварщиков состоит в том, чтобы добиться сварки без пор.

    Технология сварки латуни дугой

    Технология сварки латуни во многом схожа с аналогичным процессом при работе с тем же алюминием. Для выполнения сваривания необходимы специальные электроды. Они изготовлены из меди и являются наплавляемыми.

    Для работы подойдут следующие марки электродов: ESAB ОК 94.25, ОЗБ-2М, ESAB OK NiCu-7 (OK 92.86), ESAB OK Ni-1 (OK 92.05), ОЗБ-3, ESAB OK 94.35, ESAB OK 94.55, ZELLER 390. Учитывая то, что каждый из них имеет свой химический состав, то и сваривать рекомендуется определенные сплавы латуни.

    Сила постоянного тока должна быть следующей: для 3 не более 120 А, для 4 не более 160 А. При работе с толстыми металлами, например, более 6 мм, соединяемые кромки необходимо подогреть до температуры порядка 300 градусов.

    Выбрав электроды и присадочный материал, можно приступать к сварке. При работе со всеми цветными металлами необходимо держать электрод перпендикулярно к плоскости сваривания. Это необходимо для того, чтобы ток равномерно распространялся по всей ширине и охватывал равные участки обеих деталей.

    Дуга должна гореть в газовой среде – аргоне. Соответственно, для работы потребуется баллон с газом и специальный держатель с соплом.

    Марка латуни, присадки и флюса (слева направо) Толщина металла, мм Прочность сварного соединения, МПа Прочность шва металла, МПа Прочность угла загиба, град
    Л62; ЛКБО 62-0,2-0,04-0,5; нет 10 355.9 409.9 180
    Л62; ЛК 62-0,5; Бура (Na2B4O7) — 100% 1,0 – 10 388.3 423.6 180
    Л62; Л62; Бура (Na2B4O7) — 50% и борная кислота H3BO3 — 50% 3 – 6 332.4 180
    Л62; Л62; БМ1 3 – 4 313.8 343.2 180
    Л62; ЛОК 62-04-05; нет 4 313.8 372.6 180
    ЛО 62-1; ЛОК 59-1-03; БМ1 4 411.9 402.1 180
    ЛЖМц 59-1-1; ЛК 62-05 40 383.4 416.8 180

    Технология сварки латуни полуавтоматом

    Это что касается дуговой сварки, если работы выполняются при помощи полуавтомата, потребуется специальная проволока. Для этих работ подойдут следующие виды проволоки:

    • EWC CuNi – обладает высокой коррозионной стойкостью;
    • EWC CuNi7 – применяется для сваривания стали и плакирующего никельмедного листа;
    • ESAB OK Autrod 19.12 – используется для работы с чистой медью и низколигированными сплавами.
    • ESAB OK Autrod 19.30 – широкопрофильная проволока для работы с любыми сплавами их меди.

    В продаже имеется много разновидностей проволоки для работы со сплавами. Для более эффективной работы рекомендуется изучить особенности каждого вида.

    Главной особенностью процесса сваривания бронзы и латуни, независимо от выбранного метода, является высокая вероятность образования пор. Чтобы их не было или как минимизировать появление, сварку необходимо производить быстро, то есть проходить за 1 минуту не менее 15 см шва.

    При расположении деталей вертикально, начинать сваривать детали следует снизу и двигаться в верх. Это связано с тем, что металл легкоплавкий и сильно текучий. Выполнять сварку рекомендуется точечно с перекрытием предыдущей точки, делая поджиг, как можно короче по времени.

    Подготовка материалов перед сваркой

    Учитывая массу нюансов, с которыми мастер встретиться при сваривании деталей из латуни, в домашних условиях выполнить сварку будет сложно. Все же находятся умельцы, которые соединяют бронзу точно так же качественно, как и медь. Технология процесса заключается в следующем:

    1. Для сваривания деталей небольших толщин из латуни подогрев поверхностей не требуется, как в случае с алюминием. Это может пригодиться при работе с толстыми изделиями. Металл является менее теплопроводным, чем алюминий и медь.
    2. Чтобы шов был прочной по всей длине соединения, рекомендуется на листах толщиной до 1,5 мм выполнять отбортовку, чтобы присадочный материал покрывал стыкуемые части с наибольшей площадью. Если используются детали из листа более 1.5, но до 6 мм, то за счет расплавления кромок отбортовку проводить не потребуется. Для обеспечения качественного сварного соединения необходимо предусмотреть зазор не менее 1,5 мм в зависимости от толщины. При этом для достижения требуемого качества сваривания деталей проварка должна выполняться с обеих сторон.
    3. Работая с листами толщиной от 6 до 25 мм, потребуется в обязательном порядке выполнить предварительную подготовку торцов для сваривания. Обработка выполняется по V-образной технологии, то есть снимается кромка с каждой стороны листа, острая кромка остается тупой и составляет 3-4 мм. В таком случае делать зазоры следует аккуратно, так как при их слишком большой величине прочность соединения ухудшается, а при полном контакте детали могут деформироваться.

    На этом подготовительные работы заканчиваются, можно приступать к самому процессу сварки.

    Оборудование для сварки латуни

    Наиболее предпочтительным оборудованием для сваривания изделий из латуни являются дуговые инверторы и электроды к ним. Если у вас в наличии имеется полуавтомат, то с его помощью также можно произвести качественную работу, предварительно вооружившись подходящей проволокой.

    Также потребуется баллон с инертным газом. Для выполнения подготовки свариваемых деталей потребуется механический инструмент. С его помощью снимаются фаски и притупляется кромка. Также может потребоваться газовая горелка для подогрева толстых деталей.

    Пошаговое описание процесса сварки

    1. Сначала необходимо подготовить свариваемые детали: снять фаску, отбортовать.
    2. Для более качественного схватывания металла поверхности можно обезжирить.
    3. Толстые детали рекомендуется прогреть до температуры порядка 300 градусов.
    4. Начинается сам процесс сваривания. Двигаться необходимо снизу вверх небольшим точками, прерывисто.
    5. Необходимо следить за тем, чтобы проволока подавалась равномерно и с достаточной скоростью, что определяется опытным путем.
    6. Сварка выполняется в один проход с двух сторон соединяемых деталей.
    7. После каждого прогона при помощи щетки удаляется шлам, контролируется место стыка на предмет пористости.

    При соблюдении технологии, качество сварного соединения существенно увеличивается.

    Читайте также:  Устанавливаем евроблок предохранителей на ВАЗ 2101 - FAQ, Статьи по электрооборудованию
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector