Сварка латуни промышленная и в домашних условиях

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.

    Специфика сварки латуни

    Сварка латуни является технологически сложным процессом, так как входящие в состав сплава медь и цинк обладают различными физико-химическими свойствами.

    Сварка латуни является технологически сложным процессом, так как входящие в состав сплава медь и цинк обладают различными физико-химическими свойствами. Тем не менее производить соединение различных деталей, изготовленных из латуни, с помощью сварки можно несколькими вполне доступными способами, причем технологически этот процесс в большей степени похож на сваривание меди.

    Определение

    Латунь является двойным или многокомпонентным сплавом меди и цинка, для чего дополнительно добавляют в состав в небольшом количестве олово, никель, свинец, марганец, железо и другие присадки. Металлургическая классификация разделяет латунь и бронзу как разные по физико-химическим свойствам сплавы.

    В промышленности используют два основных вида латунных сплавов:

    • однофазный или альфа, где цинк составляет не более 35% от общей массы. Изделия на основе такого состава легко деформируются в любом состоянии без необходимости в дополнительном нагреве.
    • двухфазный или альфа-бета, в состав которого добавляют до 60% цинковой массы. Отличительной чертой данного сплава является хорошая прочность и износостойкость, а вот обработку приходится производить с помощью давления и высокой температуры.

    Особенности при сварке латуни

    Сварка латуни также сопровождается образованием соединения кислорода и цинка или окислением последнего по формуле 2Zn+O2=2ZnO. Оксид цинка в виде пленки белого цвета образуется непосредственно в зоне термической обработки и покрывает участки металла в районе сварного шва, тем самым препятствуя свободному сплавлению латунных деталей.

    Для термической обработки латуни также характерен процесс поглощения свободного водорода, который при попадании в расплавленный металл не успевает вовремя выделиться и застывает, тем самым способствуя образованию газовых пузырей и пор в структуре сварного шва, тем самым значительно снижая его прочность.

    Таким образом, если обобщить трудности, с которыми придется столкнуться при сварке латуни, то можно выделить:

    • испарение и выгорание цинка,
    • окисления цинка с образованием оксидной пленки,
    • образование пористости и трещин в месте сварки.

    Методы сварки латуни

    На практике применяют три основных способа сварки латуни, а именно:

    • электродуговую сварку,
    • газопламенную сварку,
    • аргоновую сварку.

    В свою очередь электродуговая сварка делится на:

    • сварку с помощью латунных электродов,
    • сварку с помощью угольных электродов.

    Для обычной электродуговой сварки латуни используют постоянный электрический ток прямой полярности. Сварка производится короткой дугой из нижнего положения, которую поддерживают силой тока в 250 ампер для пятимиллиметровых электродов, при этом скорость укладки сварочного шва составляет до 30 сантиметров в минуту.

    По окончании работ сварочный шов необходимо проковырять и дополнительно отпустить путем разогрева до температуры в 600-650⁰ C. Изготовление электродов для электродуговой сварки производят из латунной проволоки на основе меди и 40% цинка с небольшими добавками до 5% марганца, алюминия, железа и прочих компонентов.

    Выбор электродов

    • графитированые, для изделий небольшой толщины не требуют дополнительной присадочной проволоки;
    • толстопокрытые электроды, с многослойным покрытием.

    Изготавливают электроды путем покрытия сварочной проволоки типа ЛК-80-3 слоем обмазки толщиной в треть миллиметра, приготовленной из смеси состоящей из одной трети жидкого стекла и двух третьих частей сухих веществ:

    • марганцевая руда — 30%,
    • концентрат титана — 30%,
    • ферромарганцевых компонентов — 15%,
    • меловая крошка — 20%,
    • калий сернокислого — 5%.

    После высыхания обмазки ее дополнительно покрывают миллиметровым слоем флюса, представляющего собой смесь жидкого стекла с борным шлаком.

    Сварку латуни с помощью угольных электродов производят аналогично процессу сварки медных деталей, с той лишь разницей, что применяется в качестве припоя латунная проволока с содержанием цинка до 40% и пятипроцентной марганцевой присадкой, которая покрыта специальным флюсом.

    • толщина свариваемых листов латуни на один проход не должна быть более 3 мм;
    • объемные изделия необходимо заранее прогревать до температуры в 200-300⁰ C;
    • тонкостенные материалы рекомендуется сваривать одним проходом, так как при многослойной сварке могут образовываться в большом количестве трещины и поры.

    Для соединения тонкостенных деталей и труб, выполненных из латуни, в основном применяется газопламенная сварка. При ее использовании для снижения количества испарений молекул цинка, сварку латунных изделий производят пламенем с переизбытком кислорода. Вследствие чего образуется тонкая оксидная пленка ZnO, которая и позволяет в значительной мере уменьшить процесс испарения цинка. Причем кислородный избыток вдобавок позволяет связывать свободный водород, который образовывается в пламени горелки, из-за чего, в свою очередь, уменьшается его проникновение в расплавленный металл.

    Флюс для газопламенной сварки изготавливают на основе прокаленной буры с добавлением борной кислоты. Эту сухую смесь предварительно разводят водой до состояния густой пасты, а перед началом работ пастообразную массу флюса просто наносят кисточкой на место будущей сварки.

    Сварка латуни в среде аргона

    Устройство аргоновой сварки представляет собой токопроводящий зажим, фиксирующий электрод в виде округлого сопла, при помощи которого на место сварного шва и поступает газ аргон. Формирование сварного шва производится с помощью проволочного припоя, который для качественного соединения должен быть полностью идентичен по составу с латунным сплавом свариваемых деталей.

    Обязательным условием качества сварки аргоном является необходимость тщательной подготовки места будущей сварки, как в принципе и для других способ сварки. Для этого на краях заготовок необходимо вырезать специальную сварочную кромку, а место сварки тщательно зачистить до идеального блеска с помощью напильника или наждачной бумаги. Для очистки латунных поверхностей от окислов используют метод травления разбавленным раствором азотной или соляной кислоты, причем кислотную очистку надо проводить непосредственно перед началом сварочных работ.

    Пару советов напоследок

    Стоит знать и помнить, что во время сварки латунных изделий образуется оксид цинка в виде белого порошка или белесых паров, который является токсичным веществом и противопоказан для попадания внутрь человеческого организма. Поэтому необходимо производить сварочные работы либо на открытом воздухе, либо при хорошей вытяжной вентиляции, а также в обязательном порядке воспользоваться такими средствами индивидуальной защиты, как защитная маска или защитные очки и респиратор.

    Сварка латуни

    Такой металл как латунь благодаря своим отличным эксплуатационным характеристикам получил сегодня широкое распространение и используется в различных отраслях народного хозяйства. Достаточно часто возникает необходимость сварки латуни, что выполняется с использованием различного оборудования и по строго определенной технологии. Необходимо сказать, что латунь относится к легкоплавким металлам, что необходимо учитывать при выполнении таких работ. Расскажем вам поподробнее как проводиться сварка такого металла.

    Особенности сварки латуни

    Если же говорить об особенностях работы с этим металлом необходимо сказать, что в отдельных случаях возникают определенные трудности, обусловленные наличием в сплаве цинка, который расплавляется и выгорает при низких температурах. Если у самой латуни температура плавления составляет порядка 700 градусов, то цинк становится жидким и начинает выгорать уже при 420 градусах. Все это существенно усложняет сварку латуни, которая при термической обработке в месте соединительного шва начинает интенсивно кипеть, что в свою очередь не позволяет сформировать правильный шов.

    Во время термического воздействия при сварке латуни образуется большое количество белого осадка. Такой остаток представляет собой окись цинка, который выгорает и соединяется с кислородом. Следует также учитывать тот факт, что испарения цинка в соединении с кислородом представляют опасность для человека. Именно поэтому при выполнении таких сварочных работ следует в обязательном порядке использовать следующие средства индивидуальной защиты:

    • Респираторы.
    • Защитные маски.
    • Перчатки.
    • Очки.
    • Спецодежду.

    Используемые сегодня технологии сварки латуни позволяют снизить выгорание цинка, и при этом обеспечивается отсутствие в сварном шве пор, наличие которых отрицательно сказывается на качестве соединения.

    Сварка латуни аргоном

    Необходимость предварительного прогрева деталей перед выполнением сварочных работ зависит в большей степени от толщины таких элементов. При соединении тонких и средних по своей толщине латунных изделий выполнять их предварительный нагрев не требуется. А вот если соединяются элементы большой толщины, рекомендуется предварительно выполнить местный прогрев.

    Также исходя из толщины материала, выполняется разделка кромок под их сварку встык. В том случае, если выполняется работа с латунными листами, толщина которых не превышает полутора миллиметров, рекомендуется выполнять предварительную отбортовку листов. При этом высота такой отбортовки должна равняться двойной толщине свариваемых металлических изделий. В том же случае, если соединяются элементы толщиной более полутора миллиметров, то дополнительно обрабатывать их кромки не требуется.

    При сварном соединении металлических латунных изделий следует помнить, что допустимый зазор составляет не более 2 миллиметров. В том случае, если используются дополнительные подкладки, размер допустимого зазора увеличивается до 4 миллиметров. Необходимо учитывать тот факт, что от правильности соблюдения зазора между соединяемыми деталями зависит качество выполненной сварки.

    Сварка латуни полуавтоматом

    Необходимо сказать, что на выбор используемых электродов непосредственно влияют особенности тех или иных латунных изделий. Наибольшую популярность получили справочные электроды марок Л62 и Л68. Использование проволочных электродов этих марок позволяет существенно уменьшить выгорание цинка, а, следственно, сварные швы отличаются прочностью и имеют правильно сформированную структуру.

    Появление при выполнении сварки большого количества дефектов и разнообразных пор в сварных швах существенно усложняет выполняемые работы. Для минимизации таких пор и обеспечения максимальной плотности шва рекомендуется использовать в качестве электродов латунную проволоку, которая легирована различными раскислителями. В качестве раскислителей можно использовать серебро, марганец и алюминий. При выполнении сварочных работ рекомендуется использовать дополнительный флюс, который позволяет улучшить качество соединения и эффективно удаляет из сварного шва появляющийся оксид цинка.

    При использовании кислородной сварки этого металла рекомендуем использовать электроды, содержащие в своем составе кремний и олово. В данном случае обеспечивается максимально высокая коррозийная устойчивость, а само соединение получается прочным и устойчивым к воздействию различных агрессивных сред. Распространение также получили кремнистые электроды, которые в процессе сварки уменьшают количество дыма, соответственно снижается показатель угара цинка. Такие кремнийсодержащие электроды широко используются при сварке латуни и стали.

    Профессиональные специалисты при выполнении сварочных работ в обязательном порядке используют различные виды флюса. Применение таких составов препятствует окислению в расплавленной ванне и очищает сварные кромки. Все это позволяет существенно улучшить качество проведенных работ. Наилучшие результаты достигаются при использовании флюсов, изготовленных из буры и борной кислоты. Также можем порекомендовать вам использовать флюс БМ1 , который состоит из метилового спирта и метилбората. Использование такой марки флюса позволяет предотвратить выгорание цинка, соответственно сварщик будет полностью защищен от воздействия опасных для здоровья паров цинка.

    Газовая сварка латуни

    Следует сказать, что такие работы следует выполнять с максимально возможной в конкретном случае скоростью, что объясняется особенностями плавления этого материала. При уменьшении скорости сварки существенно увеличивается количество образующихся в шве пор. Оптимальные показатели скорости сварки составляют приблизительно 0,25 метров в минуту.

    Если выполняются работы с латунными изделиями большой толщины, соединяемые детали следует устанавливать к горизонту под углом в 10-15 градусов. При этом сварка ведется снизу вверх. Предварительно необходимо разогреть соединяемые элементы, что позволит ускорить их сварку.

    Присадочную проволоку при выполнении сварки латуни необходимо располагать под углом в 30 градусов к свариваемым кромкам. При этом горелка держится под углом близким к 90 градусам к поверхности изделия. Сварку нужно выполнять без поперечных колебаний, что может привести к ненужному расплавлению латунных изделий. Учтите, что проволока или электрод не должны погружаться в расплавленную ванну. Проволока должна быть в пламени горелки над расплавленной ванной. Наплавляемый металл должен располагаться в пламени горелки и каплями стекать в ванну.

    Показатели прочности выполненных соединений

    Следует сказать, что качество и прочность выполненной сварки латуни зависит от различных факторов. Это и толщина соединяемых элементов, разновидность используемого присадочного материала, характеристики соединяемых латунных изделий. Отметим, что применение той или иной технологии сварки позволяет обеспечить максимально возможную прочность соединения. Необходимо соответствующим образом проводить подготовку материала к работе, правильно выбирать используемый наплавляемый материал, что и станет залогом отсутствие горячих и холодных трещин в сварном шве. Также рекомендуется выполнять дополнительный отжиг соединенных элементов при температуре порядка 550 градусов. Это существенно улучшает структуру металла, обеспечивая максимально возможную прочность соединения. Отметим лишь, что подобный отжиг возможен в случае, когда свариваемые изделия имеют небольшие габариты.

    Читайте также:  Suggest you Вакуумный насос Ампика ВН-461 МА share
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector