Сварка латуни со сталью

Сварка латуни: особенности и виды технологий

  1. Особенности сварочных работ
  2. Подготовка
  3. Описание технологий сварки
  4. Рекомендации

Сварка латуни необходима довольно часто. Выполнить эту работу как следует могут далеко не все люди. Но знание особенностей и видов технологий позволяет хотя бы проконтролировать получаемый результат.

Особенности сварочных работ

Ключевая специфика сварки латуни связана с ее химическим составом. Это сплав таких известных металлов, как медь и цинк. Когда материал нагревают, цинк начинает улетучиваться. Освободившийся объем заполняют различных размеров и форм поры. Но это только половина проблемы.

Куда хуже то, что цинк крайне токсичен для человека. Потому приходится принимать специальные меры, чтобы избежать отравления. Очень важную роль играет строгое соблюдение технологии.

В целом варят латунь примерно по той же схеме, что и простую медь. Если слой металла не превышает 1 см, заблаговременный прогрев его не потребуется.

Подготовка

Сварить латунь можно даже в домашних условиях, но для этого придется провести тщательную подготовку. Толстые конструкционные изделия обязательно надо прогревать в том месте, где будут заниматься сваркой. Этот прием улучшает качество шва и обеспечивает повышенную надежность соединения. Если толщина листов велика, необходимости в отбортовке нет. Однако между составными частями должна сохраняться дистанция не более 2 мм.

Если применяют подкладку, придется делать зазор несколько больше. Особенно прочные конструкции отрабатывают путем двухсторонней сварки. Неверная оценка отдельных параметров приведет к серьезнейшим проблемам. Потому толстые конструкции должны варить только подготовленные профессионалы со стажем.

Описание технологий сварки

Методика сваривания латуни почти не зависит от конкретного варианта выполнения работ. Действовать в любом случае придется максимально быстро. Если варить металл медленнее чем по 0,15 м за минуту, качество быстро упадет. Это выражается в ускоренном улетучивании цинка и активном развитии пористости. Вертикальные элементы из латуни варят строго снизу вверх.

Точки стыка по мере надобности дополнительно разогревают. Потолочная сварка категорически исключена.

Склонность латуни закипать и вытекать сильно вредит при проведении сварочных работ.

Подбор технологии определяется:

  • персональными пожеланиями;
  • толщиной листа;
  • предполагаемыми характеристиками готовой конструкции.

Электродуговая

Предпочтительным вариантом сварки латуни электродуговым способом будет использование электрода из латунной же проволоки. Важно: в ней должно присутствовать как минимум 40% цинка (по массе). Дополнительно должны содержаться алюминий, свинец, марганец, железо. По электродам непрерывно движется электрический ток прямой полярности. Предпочтительна работа «короткой» дугой из нижнего положения.

Дугу поддерживают при силе тока 250 А. Такой параметр оптимален для электродов длиной 5 мм. Подобное соотношение гарантирует скорость проходки швов как минимум 0,3 м за минуту. Когда главная технологическая операция завершена, шов требуется дополнительно подвергнуть проковке и разогреву на 600-650 градусов. Это позволит значительно улучшить характеристики готового изделия.

В некоторых случаях для работы используют буру. Подобная защитная смесь может существенно облегчить выполнение даже самых сложных работ, в том числе очень сложное соединение различных «капризных» металлов. Разогретая бура плавится и образует соли. Позднее они кристаллизуются на поверхности. Убрать остатки такого слоя не слишком сложно.

Аргоновая

Изготовление сварных латунных швов в аргонной среде считается наиболее качественным вариантом. Востребовано это решение и для работы с другими медными сплавами. Тут возможно применение как плавких, так и не подверженных плавлению электродов. Неплавкие детали применяют преимущественно из вольфрама. Отличным присадочным материалом для таких манипуляций считается бронзовый пруток БрКМц-3-1.

Для работы с очень сложными сплавами рекомендуется применять присадки того же состава, что и само изделие.

Варить латунь и бронзу в среде аргона требуется строго в один слой. Но делать нужно не цельный шов, а отдельные последовательные участки. Большое внимание надо уделять точности и аккуратности выполнения работы. При неосторожных манипуляциях велика вероятность прожечь материал.

Частично компенсировать эту опасность помогает использование длинной дуги. Силу тока на свариваемых участках понижают плавно. Более безопасно варить аргоном латунь толщиной свыше 5 мм. Для более тонких конструкций подобный метод непрактичен. Порой правильнее вернуться к традиционной электродуговой методике.

Газовая

Обработка латуни и бронзы в обычной газовой среде вполне возможна, но работать тогда придется максимально быстро и четко. Средняя рациональная скорость — 0,25 м за минуту. Поперечные колебания совершать нельзя. Горелка должна идти под углом 90 градусов к поверхности на всем протяжении шва. Присадочную проволоку надо держать под углом 30 градусов по отношению к обвариваемым кромкам.

Кроме обзора методов, необходимо учесть еще несколько более частных тонкостей. В некоторых случаях используют медно-фосфорный припой. Его повышенная текучесть гарантирует установление превосходных связей на межмолекулярном уровне. Дополнительно поддерживается проникновение в самые мелкие трещины и другие дефекты. Готовый шов очень устойчив к коррозии и прочен механически.

В ряде случаев возникает необходимость сварки латуни и стали. Для нее берут:

  • ацетилен-кислородную или пропан-кислородную горелку;
  • прутки серии Л69;
  • буру.

Латунью лудят стальные компоненты. Потом берут ту же горелку, ту же присадку и приваривают необходимые стальные детали со специальным слоем.

Опасаться насыщения стали углеродом в значительных размерах не стоит. Проблема решается использованием нейтральной или слегка окисленной (по продуктам) реакции горения.

Рекомендована аргонодуговая сварка с присадкой, богатой цинком и марганцем.

Довольно многие люди прибегают к сварке латуни методом TIG. Рекомендуется не DC, а AC режим, потому что он позволяет получить весьма чистый шов. Однако надо учитывать, что выгорание цинка затрудняет розжиг дуги. Впрочем, лучший вариант — все равно использование газовой сварки. Многие отзывы опытных сварщиков говорят, что варить латунь способом TIG весьма мучительно.

Рекомендации

Когда нужно заделать трещину в латунной конструкции при помощи электросварки, применяют либо графитированные, либо имеющие толстое покрытие электроды. Первый вариант позволяет варить нетолстые изделия даже без помощи присадочной проволоки. Иногда используют угольные электроды. Процедура работы с ними не отличается от аналогичной сварки меди; припоем становится латунная проволока.

Чтобы качественнее сварить латунь электродуговым способом, нужно:

  • за один проход сваривать не более 3 мм металла;
  • предварительно подогревать толстые конструкции до 200-300 градусов;
  • прорабатывать тонкостенные материалы в один проход.

Тонкостенные элементы, а также трубы можно соединять главным образом газопламенной сваркой. В пламени должен быть переизбыток кислорода, который компенсирует уход большого количества цинка.

Флюс готовят, используя прокаленную буру с вхождением борной кислоты. Смесь изначально суха; перед самым применением ее разводят водой до нужной концентрации. Пастообразный состав придется наносить мягкой кисточкой на нужное место.

Готовясь к сварке латуни в среде аргона, необходимо очень тщательно подготовить соответствующие места. Убрать окислы поможет травление слабой азотной или соляной кислотой. Важно: между воздействием кислоты и самой сваркой должно проходить как можно меньше времени.

При работе в помещении очень важна качественная вентиляция. Но даже она не освобождает от использования защитных очков и респираторов.

О том, как выполняется сварка латуни, смотрите далее.

Как выполняется сварка латуни, какие существуют технологии

Латунь не является чистым химическим элементом, это сплав, состоящий из цинка и меди. Нормы по количественному содержанию металлов в сплаве не существует, поэтому их процентное соотношение варьируется от 20% до 30% для каждого элемента. Зачастую в латуни можно обнаружить и некоторые другие элементы. Многокомпонентный состав подразумевает наличие олова, свинца, никеля, марганца или железа. Многие отождествляют понятия латуни и бронзы. С точки зрения металлургии это два разных сплава, у которых наблюдаются отличия как по физическим, так и по химическим свойствам.

В промышленном отношении все сплавы латуни подразделяются на два вида:

  1. Однофазный сплав – сплав, в котором цинк присутствует в количестве, не превышающем 35%. Его еще называют сплавом «альфа». По физическим свойствам альфа отличается пластичностью. Изделия можно деформировать, не нагревая их предварительно.
  2. Двухфазный сплав содержит гораздо больше цинка. Его доля может достигать 60%. Этот сплав называется «альфа-бета», он имеет прочную структуру. Изделия из двухфазной латуни отличаются своей прочностью. Чтобы изменить форму, необходимо повышать температуру изделия или увеличивать внешнее давление.

Особенности

Латунь поддается сварке, однако этот процесс считается технологически сложным. Входящие в ее состав компоненты в виде цинка и меди отличаются по физико-химическим свойствам, следовательно, по-разному себя ведут в одинаковых условиях. Несмотря на это сварка, в принципе, возможна. Если узнать все особенности поведения металлов, то можно осуществить сварку тривиальными способами, причем в домашних условиях. По своей технологии процесс похож на сварку меди.

Можно выделить несколько традиционных препятствий, с которыми сталкивается каждый сварщик при проведении сварочного процесса. Основной проблемой является большой разрыв между температурами плавления металлов, входящих в состав сплава латуни.

Если для меди температура плавления составляет 1080°C градусов, то цинк плавится уже при 420°C, а при 905°C градусах цинк начинает кипеть (при нормальном давлении).

В результате действия электрической дуги цинк плавится и закипает. Из места формирования шва он постепенно испаряется и выгорает.

Читайте также  Сварка из автомобильного генератора

Цинк в процессе сварки реагирует с кислородом. Образовавшийся оксид в виде пленки покрывает деталь. Она образуется именно в зоне шва, но именно эта пленка препятствует нормальному сплавлению. Помимо этого, в латуни при нагревании быстро начинают появляться поры и трещины. Они обусловлены тем, что при повышении температуры начинается процесс поглощения водорода. В расплавленном металле он образует пузыри. В итоге пористая структура шва негативно сказывается на его прочности.

Если подытожить представленную теорию, можно выделить три основные проблемы, характерные для сварки латуни:

  1. испарение и выгорание металла (цинка);
  2. образование пор и трещин;
  3. образование оксида цинка (белой пленки).

Подготовка

Теплопроводность сплава меди и цинка гораздо ниже, нежели у составляющих элементов, поэтому для сварки нет необходимости предварительно разогревать заготовки. Если же толщина материала внушительная, то можно ограничиться локальным нагревом.

Стыки заготовок обрабатываются несколькими способами, исходя из толщины листа металла. При толщине до 1,5 мм делают по кромке отбортовку. Высота бортика должна достигать удвоенной толщины листа. При толщине заготовки от 1,5 мм до 6 мм поверхности не обрабатывают, а при сварке между кромками обеспечивают зазор 1-2 мм. Применение подкладок требует увеличения зазора до 3 мм. Кромки большей толщины разделывают под углом 30-45°C градусов.

Для того, чтобы провести качественную сварку любого сплава, необходимо учитывать свойства каждого составляющего элемента. Сварка латуни напоминает сварку меди, однако наличие цинка вносит в алгоритм некоторые коррективы. Принято выделять три способа сварки латуни:

  1. электродуговая сварка;
  2. аргонодуговая сварка;
  3. газовая (газопламенная) сварка.

Электродуговая сварка

Электродуговую сварку осуществляют инверторными аппаратами, работающими в режиме MMA. Для этого используют специальные электроды. От их типа зависит способ сварки. Различают сварку латунными или угольными электродами. Сварка латунными электродами ведется постоянным током прямой полярности. Для работы характерна короткая дуга при силе тока в 250 А, этот параметр приведен для электродов диаметром 5 мм. С такими показателями скорость наложения шва достигает 30 см в минуту. После наложения шва его подвергают ковке и разогреву до 600°C градусов.

Сварка угольными электродами предполагает использование графитированного расходного материала (толстопокрытых электродов). Они состоят из латунной проволоки, которая содержит в своем составе такие элементы, как марганец, железо, алюминий и кремний. Для изготовления покрытия применяются смеси жидкого стекла с сухими примесями. К наиболее популярным относят марганцевую руду, ферромарганец, меловую крошку, алюминий и графит.

При пользовании угольными электродами применяют присадку, покрытую специальными флюсами. Такая сварка ведется при вышеуказанных параметрах, однако они уже подходят для электродов сечением 10 мм. Можно выделить ряд обязательных условий, необходимых для получения прочного шва при ведении электродуговой сварки:

  • Заготовки толщиной от 6 мм следует локально нагревать перед наложением шва.
  • Тонкие листы свариваются за одни проход. при наложении нескольких слоев на заготовке в области шва начнут появляться трещины.
  • Ограничение по толщине для одного прохода составляет 3 мм.
  • Снизу или с внутренней стороны шва помещают подкладку из асбеста. Она нужно, чтобы предотвратить вытекание металла.

Аргоновая

Аргоновая или аргонодуговая сварка – это разновидность дуговой сварки, которая обладает определенными особенностями. Сварка ведется неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа, роль которого выполняет аргон. Если бы инверторы, работающие в режиме TIG, были так же распространены, как и инверторы MMA, то аргонодуговую сварку латуни можно было бы назвать самым популярным способом соединения. Тем более, что именно такой способ сварки обеспечивает высокое качество.

Прибегают к аргонно-дуговому способу при сварке достаточно массивных заготовок. Сначала выполняется подготовка поверхностей. Она сводится к зачистке кромок до характерного блеска. Латунь быстро окисляется, поэтому нередко приходится бороться со слоем окисла. Для этого кромки обрабатывают азотной кислотой, после чего заготовку следует промыть и высушить.

При сварке необходимо получить длинную дугу. Сплошной шов исключается, так как в процессе его наложения может произойти сквозное прогорание металла. Шов формируется из отдельных валиков.

Сварка латуни характерна постепенным понижением напряжения. При использовании вольфрамового неплавящегося электрода применяется присадка. Оптимальным вариантом для материала присадки служит бронза или фосфор. Из этих элементов делается специальный прутик, который одним концом вносится в зону формирования шва. Но при ведении аргоновой сварки допускается еще применение плавящихся электродов. Так или иначе, процесс сопровождается характерным потрескиванием, которое возникает при испарении цинка.

Достоинства аргонно-дуговой сварки можно сформулировать подробнее.

  • Данный метод считается наименее затратным. На приобретение угольных или латунных электродов, к которым еще полагается флюс, потребуются немалые средства.
  • Высокие показатели качества в сочетании с относительной безопасностью переносит данный способ в разряд передовых.
  • Высокая скорость формирования шва.
  • Внешний вид шва получается эстетичным. Не стоит забывать, что множество изделий из латуни являются элементами декора, поэтому аккуратный шов – залог качественной работы мастера.
  • Выделяющиеся газы, в том числе и соединения цинка, считаются ядовитыми. В процессе сварки они выдуваются аргоном и не могут причинить сварщику большого вреда.
  • Отсутствие шлаковой корки, которую впоследствии приходилось бы сбивать или счищать.
  • Аргон препятствует быстрому окислению на обработанных кромках.

Газовая

Газовая сварка латуни применяется в исключительных случаях. В основном ее ведут при отсутствии электричества или при невозможности вести электродуговую сварку. Сформированный шов получается достаточно прочным и качественным, но такой метод сопровождается интенсивным испарением цинка. Препятствием этого процесса может служить лишь окислительное пламя. В результате реакции соединения с кислородом образуется пленка на поверхности, которая предотвращает выход газа наружу.

При газовой сварке происходит сгорание в специальной горелке горючего газа. Его роль выполняет ацетилен, водород, природный газ, пары бензина или керосина. Наибольшей популярностью пользуется смесь ацетилена и кислорода, так как она имеет высокий показатель теплоты сгорания. Мощность пламени напрямую влияет на качество шва, поэтому перед выполнением работ необходимо настроить параметры сварки. Технология газовой сварки подразумевает разогрев в пламени присадочного материала. Прутик с присадкой всегда должен находиться в зоне высокой температуры, а сам шов накладывается с максимальной скоростью.

Проволока, играющая роль присадочного материала, не требует применения дополнительного флюса. Обычно используется кремнистая латунная проволока, она дает плотный и прочный шов. Избыточные шлаки необходимо смыть водой. Затем шов подлежит проковке, отжигу и медленному охлаждению. При ведении работ на вертикальной поверхности следует помнить о текучести металла.

Четыре способа сварки латуни

Латунью называют сплавы, основой которых является цинк и медь. Процент содержания этих основных металлов в каждом конкретном сплаве может различаться. Например, цинка может быть от 20 до 60%. Кроме того, в сплав могут быть добавлены в небольших количествах и другие элементы.

Особенности сварочных работ со сплавами меди

Латунь часто сравнивают с бронзами. Ведь бронзы – это тоже сплавы, в которых присутствует медь, а в качестве второго основного компонента может выступать алюминий, кремний, свинец, бериллий и так далее.

Теплопроводность меди в 6 раз больше, чем железа. И поэтому технология сварки сплавов из меди имеет серьёзные отличия от технологии сварки стальных и железных изделий

Важно также отметить, что вещи из латуни или бронзы зачастую имеют декоративную ценность. А значит, при сварке нужно использовать тот режим, который позволит получить идеально гладкий шов и придать долговечность соединению.

Все сплавы с медью имеют определённые общие черты, но при этом у каждого из них есть и свои уникальные свойства. Например, особое значение для работы с латунью имеет тот факт, что в ней присутствует цинк.

Именно этот элемент из таблицы Менделеева делает сварку латуни столь непростой. Есть несколько трудностей, с которыми мастера сталкиваются при этом процессе:

  • газы поглощаются расплавленным металлом (происходит окисление цинка и возникновение водородных пузырьков в сварном шве);
  • на латуни при перегреве легко образуются поры и трещинки;
  • из сплава начинает выгорать цинк, так как он имеет меньшую точку кипения, чем медь.

Чтобы бороться со всеми трудностями при сварке, используют защитную среду аргона. Применяют и другие виды сварок, не забывая о подготовке материала и строгом соблюдении технологии процесса.

Подготовка

Сегодня на практике при работе с бронзой и латунью применяют электродуговую, газопламенную и аргоновую сварку. Но вне зависимости от того, какая именно технология была выбрана, необходимо тщательно подготовить металлические поверхности, которые предполагается сваривать.

Для этого по краям заготовок следует вырезать специальные сварочные кромки, а будущее место шва отполировать до появления блеска с помощью наждачки и напильника.

На латунных поверхностях нередко образуются окислы, от которых тоже нужно избавиться. Это можно сделать, воспользовавшись раствором соляной или азотной кислоты. Причём такую очистку следует осуществлять строго перед началом сварочных работ.

Читайте также  Фитинги в индивидуальной упаковке

Электродуговая

Для стандартной электродуговой сварки лучше всего использовать электроды из латунной проволоки (причём доля цинка в этой проволоке должна составлять 40%) с включениями алюминия, железа, свинца, марганца.

Через эти электроды при включении аппарата должен проходить постоянный электроток, обладающий прямой полярностью. В данном случае сварка проводится короткой дугой из положения снизу.

Дуга должна поддерживаться силой тока в 250 ампер для электродов длиною в 5 мм. В таком случае быстрота укладки шва может достигать 30 см в минуту.

По окончании основной операции сварочный шов следует дополнительно проковать и разогреть до температуры в диапазоне от 600 до 650 °C. Это придаст соединению большую прочность.

Газовая

Безусловно, варить поверхности изделий из латуни можно и газовым аппаратом. Но в этом случае работу надо осуществлять с максимальной скоростью. Если горелка будет двигаться медленно, то в шве будут образовываться поры – это опять же связано с особенностями плавления цинка. В конечном счёте, скорость работы должна быть равна примерно 25 см в минуту.

Сварку газовым аппаратом нужно выполнять без поперечных колебаний, иначе изделие из латуни начнёт расплавляться. Горелку специалисты советуют держать под прямым углом к поверхности изделия. А присадочную проволоку необходимо во время процесса располагать под углом примерно в 30 градусов к свариваемым кромкам.

В среде аргона

Сварка латуни аргоном – самый качественный и популярный вариант на сегодня. Причём это справедливо не только для латуни, но и для иных медных сплавов.

Данный метод представляет собой ту же дуговую сварку, но в среде инертного газа аргона. И здесь возможно применение как плавящихся, так и неплавящихся электродов.

В качестве материала для неплавящихся электродов, как правило, используется вольфрам. А хорошим присадочным материалом в большинстве случаев могут стать бронзовые прутки марки БрКМц-3-1.

Однако если сплав латуни очень сложен, то следует использовать присадочную проволоку из того же материала, что и само обрабатываемое металлическое изделие.

Сварка бронзы или латуни аргоновым аппаратом выполняется в один слой. И при этом варить нужно не цельным швом, а небольшими отдельными участками (валиками).

Здесь нужна точность и аккуратность, потому что достаточно велика вероятность прожога. В частности, из-за этого сварка латуни аргоном проводится посредством длинной дуги. И мастер должен постепенно снижать силу тока в зонах сваривания, чтобы добиться нормального результата.

В связи с описанными выше особенностями технологии применять аргоновую сварку лучше всего на изделиях толщиной более 5 миллиметров.

В домашних условиях

Дома проще всего воспользоваться имеющейся в наличии или позаимствованной у кого-то паяльной лампой и оловянным припоем. А в качестве флюса, то есть материала, отделяющего зону сварки от атмосферного воздуха, можно использовать дешёвый и доступный борат натрия. Иногда для пайки латуни готовят специальные припои из меди и серебра.

Если предстоит сварка латуни в бытовых домашних условиях электродуговым методом, нужно подумать о средствах защиты и строгих мерах предосторожности. Пары цинка представляют действительно серьёзную опасность для здоровья людей – они ядовиты.

Следовательно, производить сваривание латуни обязательно нужно в защитной маске, перчатках и респираторе. По этой же причине данный процесс лучше выполнять на улице или в помещениях с достаточно мощными вытяжками.

Не слишком опытным мастерам будет полезен дополнительный совет. Сначала желательно потренироваться на ненужном куске латуни подходящих размеров. Только набив руку и установив правильные настройки аппарата, можно браться за настоящую работу.

Тем, кто хочет быстро соединить два металлических объекта, стоит знать о том, что такое холодная сварка. Хотя это название не совсем корректное. Условно говоря, удар кувалдой по двум металлическим пластинам, в результате которого можно получить единое изделие (и именно так поступали в древности) тоже можно считать холодной сваркой.

Но в наши дни так называют соединение двух металлических частей благодаря специальным составам, а также сами эти составы. Их можно купить практически в любом специализированном магазине, они позволяют соединять, ремонтировать и герметизировать изделия из латуни и бронзы.

Способ применения крайне прост: нужно размешать состав холодной сварки, пока не получится однородная масса. Потом следует нанести эту смесь на обе поверхности, которые необходимо соединить, и плотно прижать их друг к другу на несколько секунд.

Фактически холодная сварка – это клей для металлов, и иногда такой клей действительно способен решить соответствующие проблемы в домашних условиях. С другой стороны, бывают ситуации, когда без настоящей сварки не обойтись.

Сварка латуни полуавтоматом в домашних условиях

Латунь издавна известна людям как прочный и нержавеющий сплав. Из нее делали инструменты и домашнюю утварь, детали механизмов и вооружения, даже чеканили монету. Сварка латуни — основной способ создания неразъемных соединений из этого металла. Ее выполняют при помощи газосварки, ручной электросварки и в защитной атмосфере аргона. При наличии соответствующего оборудования латунь можно сваривать и в домашних условиях. Для этого нужно провести тщательную подготовку поверхности и соблюдать инструкцию.

Основная трудность

Главная сложность при сваривании латунных заготовок заключается в низкой температуре плавления такого компонента сплава, как цинк. При нагреве до температуры плавления латуни (от 700 до 1000 о С) цинк начинает плавиться (при 420 о С) и испаряться (при 905 о С). При этом он соединяется с кислородом воздуха и образуется оксид цинка ZnO2. Часть испарившегося, или «выгоревшего» цинка образует окись, которая выпадает рядом с местом работ в виде ядовитого белого порошка ZnO. Даже при принятии защитных мер выгорает до 25% цинка. содержащегося в исходном сплаве. На его месте образуются поры, ухудшающие качество шва.

Подготовка деталей

Латунь обладает меньшей теплопроводностью, чем медь, поэтому подогрев заготовок требуется только при их большой толщине.

Разделка кромок стыковых швов выполняется в зависимости от толщины деталей:

  • до 1,5 мм: отбортовка;
  • от 1,5 до 6 мм: без разделки;
  • от 6 до 25 мм V- или Х- образная, с притуплением 4 мм.

Зазор при этом не должен превышать 2,5 мм.

Необходимо также провести механическую зачистку кромок и их обезжиривание.

Выбор присадочного материала

Основное назначение присадочного материала, кроме пополнения шовного материала – это восполнение выгорающего цинка.

Марки присадочноых прутков и их химический состав согласно ГОСТ 16130–72.

Для работы с латунью чаще всего применяют марки Л62 и Л68. Они мало мешают выгоранию, но обеспечивают хорошее качество соединения. Под ними проводится сварка медь — латунь

Присадка №1 имеет в своем составе бор и позволяет сваривать детали без использования флюса. Однако скорость такой сварки на 15-35% ниже, чем флюсовой.

Добавка кремния в материалы № 2 и 3 дает возможность снизить выгорание цинка и дымообразование до 2%. Присадка № 4 с добавкой никеля также обеспечивает бездымный процесс и применяется при соединении латуни с чугуном. Под таким флюсом возможна и сварка стали и латуни. Присадки № 5 и 6 разработаны для работы под флюсами. Оловосодержащие составы № 8-10 используются для газосварки латунных заготовок.

Флюсы для газовой

Для обычных соединений подходят типовые флюсы, разработанные под медные детали. Использование составов на основе буры (Na2B4O7) борной кислоты (H3BO3):

Бура,% Борная кислота,%
1 100
2 50 50
3 20 80

дает возможность очищать кромки шва и предотвращать окисление расплава.

Чтобы полностью пресечь выгорание цинка и дымообразование в виде его окиси, используют состав БМ1, состоящий из 70% метилбората и 30% метилового спирта.

Главное условие при подборе флюса — минимизация угара цинка.

Техника

Скорость работы рекомендуется устанавливать максимально возможной, в диапазоне 15-25 см в минуту. При низкой скорости ведения шва начинается усиленное порообразование.

Если требуется сварить толстые заготовки, их крепят под уклоном 10-15 о к горизонтали, шов ведут от нижнего края к верхнему. Следует также подогреть кромки. Длинные швы варят обратными ступеньками. Допускаются как горизонтальное, так и вертикальное сварочные положения (с использованием легированной присадки и флюсового состава БМ-1), потолочное не используется вследствие высокой текучести расплава.

Горелку наклоняют под углом 15-30 о к линии шва. Пруток должен располагаться над сварочной ванной, не погружаясь в нее.

Особенности в среде аргона

Для сварки заготовок из латуни аргоном используется сварочный инвертор и горелка с неплавким электродом, служащим для образования электродуги. Через форсунку горелки в рабочую зону поступает аргон (или аргоновая смесь). Газ вытесняет воздух и образует защитное облако. Шовный материал формируется за счет оплавленных кромок и присадочного прутка (или проволоки), подаваемой в рабочую область вручную либо полуавтоматом.

Перед началом работ следует зачистить кромки шва механическим способом или химическим путем и обезжирить их. Для деталей большой толщины выполняют разделку кромок.

Читайте также  Редуктор на углекислотный баллон для сварки

[stextbox сварке латуни в среде аргона слышно характерное потрескивание, сопровождающее выделение паров цинка.[/stextbox]

Преимущества аргонодуговой

Аргонодуговая технология с использованием неплавких электродов обладает следующими достоинствами:

  • не требуются плавкие электроды и флюсовые составы;
  • не происходит дымообразование и выпадение ядовитой окиси цинка;
  • высокая производительность при использовании полуавтоматического аппарата;
  • не требуется счищать корку шлака;
  • высокая однородность шва;
  • газовая струя сдувает пыль и другие отходы.

Кроме того, универсальность аргонной сварки позволяет применять ее для тонких и толстых заготовок различной формы и выполнять наплавочные работы.

Электродуговая

Сварка как правило проводится инверторным аппаратом обратной полярностью, ток выбирают по приближенной формуле: 30-40А на каждый миллиметр толщины электрода. Напряжение выставляют в диапазоне 25-30 вольт при импульсном режиме дуги. Скорость ведения электрода не ниже 25 см в минуту, для исключения порообразования и выгорания цинка.

Наиболее часто применяются стыковые односторонние швы. При больших толщинах заготовок их располагают под уклоном 15-25 о к горизонтали.

[stextbox электросварке в несколько проходов обязательно проводят промежуточные зачистки.[/stextbox]

С обратной стороны шва размещают подкладочную пластину. Угловые и тавровые швы следует сваривать, развернув заготовки по 45 о к горизонту, в положении «в лодочку». Такое положение дает возможность равномерно проваривать катеты шва и формировать заданную его геометрию.

Электрод должен двигаться возвратно — поступательно. Если дуга сорвалась, заново разжигать ее следует в зоне уже выполненного шва. Так кратер обрыва будет полностью проварен. При выполнении швов большой протяженности используют обратноступенчатую траекторию движения электрода. Альтернативой может служить технология сварки «на выход», соединение начинают в центре и ведут поочередно в разные стороны, к краям детали.

Отливки из латуни варятся так же, как из бронзы.

Газовая

Технология используется, если электродуговая сварка не обеспечивает достаточного качества соединения. При газовой сварке наблюдается значительный (до 25%) угар цинка. Используют окислительное пламя, создающее на поверхности расплава оксидный слой, предотвращающий дальнейшее испарение цинка.

В качестве присадки используются следующие марки прутков:

  • ЛКБ 062-02-004-05: присутствие бора дает возможность обходиться без флюса;
  • ЛК 62-0,5: в качестве флюса применяют прокаленную буру.

Кроме буры и ее смесей, применяется также флюсовый состав БМ-1, состоящий из метилбората и метанола. Он подается в рабочую зону в виде пасты и позволяет обезопасить работника от ядовитого порошка окиси цинка. Кроме того, повышается скорость сварки.

Качество сварки латуни различных марок

Прочностные характеристики шовного материала определяются материалом заготовок, маркой присадочного прутка и составом флюса.

Влияние материала заготовок, присадки и флюса на прочность соединения.

При значительной протяженности сварных соединений вероятно возникновение кристаллизационных трещин. В основном они появляются не в самом шве, а в околошовной зоне, подверженной термическому воздействию в ходе работ.

Для деталей малых габаритов широко распространено отжигание детали при 550 о С. Термообработка существенно улучшает однородность материала и прочность соединения.

Качественно сваривать латунь можно как на производстве, так и на дому. Для этого требуется тщательная подготовка поверхности заготовок и следование пошаговой инструкции. Важен также выбор марки присадочного прутка и состава флюса

Заключение

Соединение латуни осуществляется газосваркой, ручной и полуавтоматической электродуговой сваркой. Главная особенность — не допустить выгорания цинка, входящего в состав сплава. Для этого используются флюсовые составы или атмосфера защитных газов.

Как проводить сварку латуни в домашних условиях? Основные трудности, способы сварки и их особенности

В состав латуни разных марок входит цинк. Содержащиеся в этом сплаве легирующие элементы отрицательно влияют на процесс сварки и вызывают определённые изменения в её физико-химических свойствах.

Особенности сварки латуни

Главная проблема состоит в том, что цинк быстро закипает и выгорает. Дело в том, температура плавления цинка (420 градусов по Цельсию) ниже, чем у основного металла (700 градусов). Такая разница в температурах приводит к плавлению и выгоранию цинка. В результате формируются оксиды цинка. Часть из них испаряется в виде ядовитых газов, поэтому крайне важно соблюдать технику безопасности и работать только в респираторе. Другая часть оседает на поверхности соединяемых деталей в виде белого порошка, что усложняет процесс сварки. Данная проблема чаще всего возникает, если проводить работу в домашних условиях.

Выгорание цинка в дальнейшем отразится на эксплуатационных показателях планируемой конструкции.

Во время сварки может произойти попадание свободного водорода в сварочный шов. В результате химической реакции образуются поры в структуре шва. Это негативно отразится на качестве шва, может привести к появлению трещин и нарушению целостности всей конструкции.

Чтобы не допустить возникновения перечисленных выше проблем, необходимо соблюдать оптимальную температуру при работе с латунью. Если не допустить сильных перемен физического состояния цинка, тогда удастся выполнить прочное соединение свариваемых деталей. Рекомендуется применять большую подачу кислорода, которая не допустит образования пор.

Чтобы не допустить образования окиси, используют специальные насадки, например, кремниевые.

Подготовка к сварке

Подготовка латунных деталей имеет много общего с подготовкой меди. Главное отличие в том, что небольшие заготовки из латуни не подвергаются предварительному нагреву. Толстые детали можно подогреть только в месте будущего шва. Такая обработка позволяет повысить качество работы и прочность всей конструкции.

Необходимо провести правильную подготовку кромок. Если толщина используемой заготовки не превышает 1,5 мм, то проводится отбортовка. Благодаря этому, в два раза возрастает толщина заготовки, из-за чего возрастает и прочность сварочного шва.

Если толщина кромок находится в диапазоне от 1,5 до 6 мм, тогда нет необходимости проводить их обработку. Но в этом случае необходимо использовать подкладки и установить зазор шириной в 2 мм.

Для металла толщиной более 6 мм применяется метод двусторонней проварки. Также в этом случае рекомендуется придать кромкам Х-образную форму, но это не всегда получается.

Способы сварки в домашних условиях

Существует несколько методов сварки латуни, однако, сама технология проведения работы почти не меняется. Существует пара общих правил:

  • скорость сварки должна быть высокой (от 15 см/мин);
  • нельзя исполнять потолочную сварку (латунь отличается высокой текучестью).

В основном выбор технологии сварки находится в зависимости от тех характеристик, которые хотят придать готовому изделию.

Аргоновая

Наиболее эффективным способом соединения латунных листов является аргоновая сварка. Её целесообразно использовать, если толщина свариваемых деталей не менее 5 мм. Работа выполняется в защите аргоновым газом.

Присадочную проволоку выбирают в зависимости от того, какие требования выдвигаются готовому изделию. Например, присадки марок ЛОК и ЛО повысят устойчивость шва к коррозии.

Электродуговая

Чаще всего в домашних условиях используют электродуговую сварку. Однако здесь есть несколько особенностей, которые обязательно нужно соблюдать.

Для начала нужно правильно подобрать электроды. Стержень должен быть из латуни или бронзы. Рекомендуется использовать марки ЛК 80-3 и КМц 3-1. Перед началом работы производится прогрев заготовок до 300 градусов.

Сварку проводят короткой дугой с применением постоянного тока обратной полярности. Это позволит снизить выгорание цинка. Специалисты советуют использовать соотношения, указанные в таблице.

Толщина заготовки (мм) Сила тока (А)
до 3 180-200
3-5 240-270
5-10 400-450
10-16 500-550

После завершения процесса сварки обязательно проводят проковку сварочного шва. Для большей однородности химического состава проводится отжиг металла.

Газовая

Газовая сварка применяется в том случае, если описанные выше способы не приносят должного результата.

Данный метод гарантирует высокую прочность шва, но происходит испарение оксида цинка в больших количествах. Для преодоления этой проблемы в горелке нужно установить окислительное пламя, которое содержит много кислорода и малую долю водорода. Под воздействием такого пламени формируется оксидная плёнка, препятствующая выделению цинка в воздух.

Испарение цинка можно сократить, если при работе пользоваться флюсом БМ-1 или в качестве присадочного материала использовать проволоку, содержащую бор.

Технология сварки аргоном

Для начала нужно хорошо вспомнить технику безопасности при работе с латунью: при работе необходимо надевать респиратор, а саму сварку проводить в хорошо проветриваемом помещении.

Сначала проводят точечную приварку по всей линии шва, а затем детали сваривают полностью. Начинается работа с током малой мощности, которая постепенно повышается. В случае если латунь начинает искрить, силу тока нужно сократить.

Во время работы с присадочным материалом нужно соблюдать осторожность и терпеливость. Излишняя торопливость приведёт к тому, что горелка начнёт контактировать с основным материалом. В результате произойдёт испарение вредных газов, и возникает риск прожечь металл.

В завершение для лучшего внешнего вида сварочного шва проводится его зачистка металлической щёткой.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: