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.
Особенности сварки латуни
Латунь — это трудно свариваемый сплав меди и цинка. В сплав могут быть добавлены такие элементы, как никель, олово и свинец. При сварке активно выделяется цинк, что вызывает появление пор, и снижается прочность соединения. Показатель теплопроводности сплава превышает даже сталь. Поэтому для обработки латунных изделий рекомендуется использовать горелку высокой мощности.
Чтобы исключить негативные процессы, рекомендуется регулировать горелку так, чтобы избыток кислорода составлял не менее 25%. Это позволит снизить пористость шва, и повысить его прочность. Однако если этот показатель избытка кислорода будет чрезмерный, может начаться процесс окисления цинка. В таком случае используется присадочная латунная сварочная проволока, имеющая мощный раскислитель. Для этого целесообразно использовать кремний, который потом можно будет удалить в шлак с помощью флюсов.
Особенности подготовки деталей к сварке
Подготовка деталей из латуни к сварке схожа с подготовкой меди. Отличительной особенностью является то, что изделия из латуни имеют небольшую толщину, поэтому не нуждаются в предварительном нагреве. Однако толстые элементы изделий следует подогревать в тех местах, где они будут привариваться. Подготовительные работы помогают улучшить качество шовного соединения, поэтому готовое изделие станет прочным.
При подготовке следует уделить особое внимание обработке рабочих кромок. Если толщина кромки меньше 1,5 мм, следует дополнительно выполнить отбортовку для увеличения этого показатели. Это повысить прочность сварного соединения. Если толщина кромки в пределах нормы, проведение отбортовки не требуется. Однако требуется сохранить зазор между элементами около 2 мм. Для увеличения данного показателя можно использовать подкладки.
Для соединения изделий, где требуется высокий показатель прочности, рекомендуется использовать двухстороннюю сварку. Если удается достигнуть значительной толщины шва, данный момент гарантирует прочное и надежное соединения.
Подготовка деталей к соединению является обязательным и очень важным этапом работ. Если неправильно оценить толщину материала или длину шва, конструкция может деформироваться. Это возникает из-за повышенного напряжения металла. Поэтому для соединения толстых листов или для работы с конструкциями высокой прочности лучше воспользоваться услугами специалистов.
Преимущества аргонодуговой сварки деталей из латуни
Аргонодуговая сварка изделий из латуни, осуществляемая неплавящимися электродами, совершенно не случайно пользуется такой высокой популярностью. Преимущества данного технологического процесса заключаются в следующем.
- Для сварки латуни в среде аргона не требуются ни электроды со специальным покрытием, которые отличаются достаточно высокой стоимостью, ни флюс.
- Данная технология соединения деталей, выполненных из латуни, является одной из самых чистых с экологической точки зрения.
- Аргонная сварка отличается высокой скоростью выполнения.
- Сварные швы, полученные при сварке аргоном, отличаются высокими эстетическими характеристиками.
- На сварных швах, выполненных по данной методике, отсутствует шлаковая корка, которую необходимо очищать.
- Кромки соединяемых латунных деталей за счет использования инертного газа надежно защищены от образования оксидных и нитридных корок.
- Струя аргона, подаваемая в зону выполнения сварки, выдувает все отходы технологического процесса.
- Данный способ сварки является универсальным: его можно использовать для соединения как мелких, так и габаритных изделий из латуни, выполнять их восстановление методом наплавки.
Сварка аргоном
Для сварки бронзы и латуни рекомендуется использовать постоянной ток прямой полярности. Поэтому сварка латуни аргоном является крайне удобным способ изготовления изделий из этого металла.
Первым этапом сварки является подготовка поверхностей свариваемых деталей. Для этого они защищаются при помощи железной щетки, после чего обрабатываются растворителем. Немаловажным этапом является выбор правильной латунной проволоки для сварки. Она должна содержать серебро, кремний, никель, алюминий или другие мощные раскислители. Такой способ сварки повышает антикоррозийные свойства шва.
Технология сварки аргоном латуни заключается в соединении деталей не цельным швом, а небольшими участками. Чтобы избежать прожога деталей, рекомендуется проводить сварку на длинной дуге, чтобы снизить силу тока в той зоне, которая в данный момент сваривается. На финальном этапе горелку необходимо отводить в сторону.
Этот метод оптимально подходит для изделий, где требуется высокая прочность. Однако сварка латуни в домашних условиях чаще всего не проводится. Это связано с тем, что в процессе выделяются опасные химические вещества, поэтому он должен проводиться на открытых площадках с хорошей вентиляцией. К примеру, сварка латуни и нержавейки, которая выполняется только опытными сварщиками, проводится только с помощью аргона.
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.
Электродуговой метод
Сварку латуни можно выполнять и с помощью электродугового способа. Она производится при помощи стержня марки ЛК 80-3. Процесс сварки выполняется с помощью постоянного тока обратной полярности. Для снижения вероятности возгорания цинка используется короткая дуга.
Перед сваркой деталей требуется предварительный разогрев заготовок до температуры 300 градусов. Еще одним важным подготовительным этапом является проковка сварочного шва. Сварка латуни, содержание меди в которой невысоко, выполняется так, чтобы детали были в горячем виде. Поэтому предварительно нуждается в отжиге. Это позволит изменить структуру шва, снизив ее зернистость, что позволит сделать соединение крепким и долговечным.
Особенности технологии
Сущность процесса — в образовании шва в один слой. После его завершения соединение проковывается. Повторное прохождение по шву не допускается, так как при выполнении сварочных работ на соединительном участке откладываются шлаки, образуя корочку, которую просто невозможно пробить.
- Если толщина металла свариваемых элементов конструкции более 5 мм, тогда данную технологию применять не рекомендуется.
- Края соединяемых заготовок лучше обрабатывать перед сваркой специализированным флюсом, который предотвратит испарение цинка.
- Сварные работы рекомендуется осуществлять при помощи латунной многокомпонентной проволоки.
- Рекомендуемые режимы температур при отжиге: 750 градусов — предварительный нагрев соединяемых частей изделия; 625 градусов — температура самого отжига; 100 град./час — скорость смены нагрева охлаждением.
- Рекомендуемая мощность горелки — 120 л/ч горючего состава на 1 мм материала.
Чтобы отличить латунь от прочих сплавов, нужно в процессе сваривания обратить внимание на поведение расплавляемого материала. При аргонодуговой сварке латунь будет плеваться, шипеть.
Техника сварки латуни на автоматах и полуавтоматах
Сварка латуни полуавтоматом практически не отличается от сварки медных деталей. Автоматическая и полуавтоматическая сварка латуни выполняется тонкой проволокой. При этом сварка должна производиться без поперечных колебаний, чтобы предотвратить пористость шва.
Сварка латунной проволокой полуавтоматом обеспечивает более ровный шов. К тому же такой аппарат дает возможность проводить работу в любом положении. Сварка с использованием полуавтомата обеспечивает проведение процесса скрепления деталей в среде защитного углекислого газа. Качество работы зависит от исходных материалов, скорости подачи газа и проволоки, а также от квалификации мастера.
Таким образом, способов, которыми производится сварка латуни, много. Каждая технология имеет определенные преимущества и недостатки, поэтому выбирать оптимальный метод необходимо на основании особенностей сплава, исходного качества деталей, необходимой прочности готового изделия, а также технологических возможностей.
Однако из-за выделения в процессе нагревания металла опасных химических веществ, проводить процедуру необходимо только при наличии опыта в сварке, а также помещения с качественной вентиляцией.
Технологии сварки изделий из латуни
Как известно, латунь – это сплав меди и цинка. В отдельных случаях, когда необходимо получить металл со специальными характеристиками, в него могут добавляться и другие химические элементы – олово, никель, свинец.
Цинк, содержащийся в латуни в значительном количестве, при сильном нагреве начинает испаряться, что приводит к пористости в сварном соединении. Кроме того, вступая в реакцию с кислородом, содержащимся в окружающем воздухе, пары цинка преобразуются в оксид данного металла, формирующий на поверхности соединяемых деталей белый налет. Обладая тугоплавкостью и тем самым затрудняя процесс выполнения сварки, данный налет представляет большую опасность для человеческого здоровья, так как является очень ядовитым.
Механические свойства и химический состав латуни
С учетом всех вышеперечисленных факторов специалисты разработали несколько технологий, по которым может эффективно выполняться сварка латуни. Сюда относятся:
- газовая и электродуговая сварка;
- соединение деталей из латуни под слоем флюса;
- сварка, выполняемая в среде защитного газа, в качестве которого чаще всего используется аргон.
Из всех перечисленных технологий именно сварка латуни аргоном получила наибольшее распространение благодаря своей высокой эффективности и возможности получать качественные сварные соединения в любых условиях.
