Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аргонная сварка латуни

Аргонная сварка латуни

Латунь – это сплав меди с цинком. Содержание цинка в сплаве составляет от 20 до 55%. Латунь обладает высокой прочностью, антикоррозионной стойкостью, неплохой свариваемостью и пластичностью. Благодаря таким качествам латунь является материалом, нашедшим широкое применение в современной технике.

Основными трудностями при сваривании латуни является:
— Поглощение газов расплавленным металлом;
— Повышенная склонность металла сварочного шва к образованию пор и трещин;
— Выгорание цинка при сваривании из сплава;

Стоит отметить, что пары цинка ядовиты, поэтому производить сваривание латуни нужно в респираторе. Для того чтобы предотвратить испарение цинка можно использовать различные флюсы или присадочные материалы. При сваривании латуни стоит учитывать тот факт, что при температуре от 300 до 600 градусов по Цельсию латунь склонна к образованию трещин.

Подготавливать кромки под сварку нужно в зависимости от свариваемого металла. Металл, имеющий толщину до 1 миллиметра, сваривается с отбортовкой кромок, при толщине от 1 до 5 миллиметров – без скоса кромок. Если толщина металла составляет от 6 до 15 миллиметров, то производится разделка V-образного типа. Металл толщиной от 15 до 25 миллиметров сваривают, предварительно сделав Х-образную разделку кромок. Притупление составляет от 2 до 4 миллиметров.

Кромки металла шва зачищаются от металлического блеска механическим путем или протравливаются в растворе с азотной кислотой. Ее содержание в нем составляет примерно 10%. После того как протравление выполнено, кромки промываются горячей водой и насухо протираются.

Состав присадочного материала так же оказывает большое влияние на процесс сварки. При сваривании латуни используются многие разновидности прутков и присадочных проволок. Прекрасные результаты сваривания дает кремнистая латунная проволока, которая имеет в своем составе 0,5% кремния. При сваривании с использованием данной проволоки выгорание цинка практически исключено. Также повышаются такие свойства металла, как прочность, ударная вязкость, плотность металла.

Иногда сваривание латуни производится с использованием газовой сварки. Качество сваривания зависит от мощности сварочного пламени. Мощность устанавливается исходя из расчета расходов ацетилена 100 – 120 кубических дециметров в час на 1 миллиметр толщины металла для сварки.

Для того чтобы понизить испарение цинка нужно, чтобы конец ядра сварочного пламени должен быть расположен на расстоянии от 10 до 70 миллиметров от поверхности сваривания. Сваривание производится левым способом. При сварке латуни газовой сваркой присадочную проволоку нужно держать под углом 90 градусов к мундштуку. Сваривание производится окислительным пламенем.

Сваривание латуни можно производить с помощью различных видов сварки, однако руководствуясь советами по тому, как правильно производить сваривание тем или иным методом, можно достичь прекрасных результатов.

Технология сварки латуни с использованием аргона, видео

l-1

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.

Читайте так же:
Как распустить бревно на доски циркуляркой

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.

l-3

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.

l-4

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

l-5

    • 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 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.

    Заваренная латунь

    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.

    Электроды Эсаб

    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, ммПрочность сварного соединения, МПаПрочность шва металла, МПаПрочность угла загиба, град
    Л62; ЛКБО 62-0,2-0,04-0,5; нет10355.9409.9180
    Л62; ЛК 62-0,5; Бура (Na2B4O7) — 100%1,0 – 10388.3423.6180
    Л62; Л62; Бура (Na2B4O7) — 50% и борная кислота H3BO3 — 50%3 – 6332.4180
    Л62; Л62; БМ13 – 4313.8343.2180
    Л62; ЛОК 62-04-05; нет4313.8372.6180
    ЛО 62-1; ЛОК 59-1-03; БМ14411.9402.1180
    ЛЖМц 59-1-1; ЛК 62-0540383.4416.8180

    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.

    Сварочная проволка

    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.

    Сварочный шов латуни

    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.

    Технология сварки латуни

    Сплав меди и цинка, называемый латунью, имеет множество положительных качеств. Главное из них – стойкость к коррозии. Если добавить сюда красивый естественный цвет, возможность полировки и простоту механической обработки, то получаем сравнительно недорогой универсальный материал, как для технических, так и для художественных изделий.

    Технология сварки латуни - Кедр - 1

    Особенности сварки латунных изделий

    Определенные особенности в этот процесс вносит цинк. А именно, его низкая температура плавления (419℃ против 700℃ у меди). При таком соотношении температур плавления цинк начинает выгорать гораздо раньше плавления меди. Еще одна неприятная особенность состоит в том, что, образующийся при сгорании цинка, оксид ZnO является очень ядовитым соединением. Отсюда жесткие требования по технике безопасности, направленные на защиту глаз и дыхательных путей.

    Еще одну проблему оксид цинка создает, осаждаясь на свариваемых деталях, что отрицательно сказывается на качестве сварных швов. И только специальная подготовка процесса и ряд технологических приемов её проведения способны нивелировать вредное влияние цинка.

    Подготовка к сварке

    Подготовка к свариванию латунных деталей мало отличается от подготовки медных деталей. Различие состоит в том, что тонкие листы латуни не нужно прогревать до начала работы. Предварительный прогрев актуален только для деталей значительной толщины и проводится он непосредственно перед сваркой.

    Тонкие листы (толщиной менее 1,5 мм) требуют проведения отбортовки, что почти вдвое увеличивает прочность сварного шва. Листы толщиной от 1,5 мм до 5 мм свариваются без отбортовки и скоса кромок.

    При работе с более толстыми листами, большую актуальность приобретает задача выдерживания зазор между деталями в пределах 2 мм. Допустимо увеличение зазора до 4 мм при использовании специальных подкладок.

    При толщине листа от 6 мм до 15 мм производится разделка кромки в виде буквы V.

    Листы толщиной 6 – 25 мм можно варить только с обеих сторон. При этом желательна разделка кромок в виде буквы «Х». Нарушение любого из вышеперечисленных правил неизбежно приводит к напряжениям в конструкции, вплоть до разрушения шва.

    Подготовленные кромки зачищают механически «до металла» абразивами или протравливают 10% азотной кислотой, промывают и протирают ветошью.

    Сварка латуни

    Независимо от выбора метода, сварка латуни имеет свои особенности:

    во избежание пористой структуры шва, не допускается выполнение шва со скоростью ниже 15 – 20 см/мин;

    легкоплавкость и текучесть латуни не позволяют варить потолочные швы;

    вертикальные швы выполняют, используя дополнительный прогрев.

    Листовой прокат из латуни чаще всего соединяют контактной сваркой. Латунь относится к числу немногих сплавов меди, которые можно сваривать таким способом. Все дело в достаточно высоком электрическом сопротивлении латуни по сравнению с другими сплавами меди и самой медью в чистом виде.

    При использовании этого метода, не все латуни свариваются одинаково. Все зависит от процентного содержания цинка в сплаве. Хорошо свариваются а-латуни, содержащие в своем составе около 30% цинка.

    Наиболее часто используют следующие методы сварки латунных деталей:

    в среде инертного газа (аргона);

    электродуговая ручная и полуавтоматическая сварка;

    Этот вид не получил широкого применения и практически не используется в промышленности. Виной тому низкая технологичность процесса. В процессе подготовки необходимо прогреть соединяемые детали и прокалить электроды при температуре 200℃. Кроме того, работа проводится специальными электродами, которые не всегда бывают доступны.

    Чаще всего в роли электродов выступают латунные стержни ЛК 80-3 с покрытием ЗТ, представляющим собой сложную химическую смесь.

    Заканчивается сварочный процесс не менее хлопотным способом – отжигом сваренной конструкции. Но, в бытовых и гаражных условиях этот метод зачастую является единственно возможным, поэтому иногда применяется с соблюдением особых приемов:

    с применением тока обратной полярности;

    стабильным поддержанием короткой дуги;

    применением проковки для обеспечения прочности шва.

    Есть и плюсы у этого метода – возможность применения полуавтоматов.

    У этого способа – масса достоинств. Во-первых, результатом станет шов отличного качества. Во-вторых, таким образом можно соединить латунь со сталью. Широкому применению этого метода мешает необходимость использования в горелке смеси горючего газа с кислородом для создания пламени, обладающего окислительными свойствами, что снижает количество выгораемого цинка.

    Борьбу с выгоранием цинка можно усилить применением сварочной проволоки, содержащей в своем составе бор.

    Самая эффективная и универсальная технология соединения латунных деталей. Процесс проходит в среде инертного газа (чаще всего аргона), что исключает вредные реакции с участием воздуха и выделением особо вредных компонентов. Отсутствие необходимости в специальных электродах и флюсах сильно упрощает организацию таких работ и значительно снижает их себестоимость.

    Можно отметить высокое качество сварочного шва, как по прочности, так и по внешнему виду. Причем, такой привлекательный шов получается сразу в процессе сварки без корки шлака, которую необходимо счищать.

    Минимальный набор для проведения работ состоит из прутков, медной или латунной проволоки, баллона с аргоном и сварочного аппарата для TIG сварки. Не забудьте о респираторе или другом эффективном средстве защиты органов дыхания.

    Отличительной особенностью аргонодуговой сварки латуни является высокая скорость 20 см/минуту. Необходимо следить, чтобы вольфрамовый электрод не попадал в сварочную ванну.

    Описанный выше метод считается самым качественным и удобным. Основной его недостаток – большое количество выделяемого оксида цинка. Поэтому, такие работы нужно проводить или на открытом воздухе или в помещениях, оборудованных мощной вентиляцией.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector