Ремонт латунных изделий сварка

Сварка латуни аргоном: особенности технологии и практические советы

Среди всех видов сварки сварка латуни является одним из наиболее сложных технологических процессов. Объясняется это тем, что цинк, который входит в состав этого медного сплава, при нагревании начинает активно испаряться, что приводит к образованию пор в сварном шве и, соответственно, к значительному ухудшению качества и надежности формируемого соединения. Осложняется сварка латунных деталей еще и тем, что при ее выполнении происходит выделение паров цинка, которые очень вредны для человеческого здоровья.

Аргонная сварка медного сплава

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.

Особенности сварки латунных изделий в среде аргона

Сварка латуни, которая осуществляется в среде инертного газа аргона, используется в основном в тех случаях, когда необходимо соединить детали, толщина которых превышает 5 мм. Источником тепла при использовании данной технологии является электрическая дуга, горящая между электродом и поверхностью соединяемых деталей. Электрод фиксируется в токопроводящем зажиме горелки, через сопло которой в зону сварки подается защитный газ. Сам сварной шов формируется за счет использования присадочного материала, состав которого должен максимально соответствовать составу соединяемых изделий.

Медно-фосфорный пруток для сварки латуни

Плавление присадочного материала, подаваемого в зону выполнения сварки вручную, также обеспечивает электрическая дуга, горящая между электродом и деталями.

Прежде чем приступать к сварке латуни, необходимо тщательно очистить поверхности соединяемых деталей от загрязнений и оксидной пленки. Показателем качества такой очистки служит металлический блеск, который должен появиться на поверхности латунных изделий. Оксидная пленка с заготовок из латуни легко удаляется при помощи азотной кислоты. После такой обработки необходимо промыть поверхности горячей водой.

При сварке изделий из латуни можно услышать необычный треск: он вызывается активным выделением паров цинка. Пары цинка, кроме того, окрашивают сварочную дугу в непривычный цвет, который хорошо заметен даже на видео этого процесса.

Ориентировочные режимы сварки латуни вольфрамовым электродом

Технология сварки изделий из латуни отличается еще и тем, что соединение выполняют не сплошным швом, а отдельными валиками, аккуратно заполняя расплавленным присадочным материалом зазор между деталями на всю его глубину. Соблюдать данное требование необходимо потому, что при выполнении сплошного шва очень велик риск прожига соединяемых деталей.

Есть еще одно правило, которому необходимо следовать при сварке изделий из латуни. При заполнении присадочным материалом кратера шва надо постепенно уменьшать напряжение дуги и увеличивать ее длину, а затем просто отвести электрод в сторону. Посмотреть, как это выполняется практически, можно на обучающем видео.

Производить сварку изделий из латуни в домашних условиях можно, однако следует принимать во внимание высокую опасность паров цинка для здоровья. Именно поэтому выполнять такой процесс, если в ваших домашних условиях нет рабочего места с вытяжной вентиляцией, лучше всего на открытом воздухе. В любом случае, где бы ни проводилась сварка деталей из данного сплава, сварщику следует использовать респиратор.

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.

Источник

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.

Источник

Сварка латуни

Латунь – это медный сплав, в состав которого входит цинк. Именно этот химический элемент создает большие проблемы в процессе сварки латунных изделий. У него низкая по сравнению с медью температура плавления – 419С (у меди она 700С). И это становится причиной испарения цинка, в процессе которого образуется его оксид ZnO , он является очень ядовитым газом. Вот почему сварка латуни и бронзы требует наличия респираторов и защитных очков, которые сварщик должен обязательно надевать.

Часть оксида цинка улетучивается, а часть осаждается на поверхности свариваемых заготовок в виде белого налета, который мешает проведению сварочных процессов. Есть определенные технологические приемы, с помощью которых можно уменьшить выделение оксида цинка. Но минимальный показатель выгорания все же составляет около 30%. А это негативно сказывается на качество сварочного шва, потому что в нем образуются поры за счет улетучиваемого цинка. И именно это отличает сварку латуни от сварки меди.

Как правильно заварить латунь – варианты и особенности

В принципе, все виды сварок можно использовать для соединения латунных заготовок. Но чаще всего используется вариант сварки латуни аргоном с неплавящимся электродом или при помощи защитных флюсов.

Как и любой сварочный процесс, все начинается с подготовки латунных деталей. На что необходимо обратить внимание.

• Если надо сваривать тонкие заготовки (и даже средней толщины), то предварительный их нагрев необязателен. Это связано с тем, что теплопроводность металла выше, чем у меди.
• При толщине не более 1,5 мм производится отбортовка кромок.
• При толщине кромок 1,5-6 мм их подготовка не проводится. Но необходимо выдерживать зазор в 2 мм.
• Если при сварке используются подкладки, то зазор можно увеличить вдвое.
• Оптимальный вариант – использовать двустороннюю проварку шва.
• При толщине кромок более 6 мм их необходимо притупить. При этом лучше использовать Х-образную разделку. Не всегда это возможно, но данный вариант обеспечивает лучший провар стыка.
• Увеличение зазора между латунными заготовками – это снижение качества сварного шва.
• При длинных швах и малых зазорах увеличивается в них напряжение, что ведет к деформации и образованию трещин.

Сваривание в аргоне

Сварка латуни и бронзы чаще проводится в среде защитных газов. Для этого используется постоянный ток прямой полярности. Перед началом сварочного процесса заготовки зачищаются железной щеткой до блеска и обрабатываются растворителем, чтобы удалить все загрязнения.

Очень важный момент – это выбор присадочной проволоки. В ее составе должны быть раскислители (кремний, марганец, серебро, алюминий, никель и так далее). К примеру, присадка марки Л62 – это металл, при использовании которого выделяется мало дыма в процессе сварки. Угар оксида цинка составляет всего лишь 2%. Л68 применяется в сварке защитных флюсов. Марки ЛО и ЛОК повышают коррозионную стойкость шва. То есть, под необходимые требования заготовок нужно выбрать свой присадочный стержень.

Сварка латуни в аргоне производится не цельным швом, а небольшими участками, образующими валик. Но при этом появляется большая вероятность прожога. Поэтому рекомендуется сварку проводить на длинной дуге, тем самым снижая силу тока в зоне сваривания. В финальной стадии горелка отводится в сторону.

Это самый качественный вариант для сварки латуни, но в домашних условиях его лучше не применять. В процессе соединения выделяется большое количество оксида цинка. Поэтому процесс проводится или на открытых площадках, или в помещениях с хорошо работающей вентиляцией.

Электродуговая сварка

Сваривание латуни в домашних условиях возможно, если применять электродуговую технологию. Во-первых, для этого используются специальные электроды:

• Стержень из латуни марки ЛК 80-3 или из бронзового сплава марки КМц 3-1.
• Покрытие – ЗТ. Это смесь нескольких материалов в разных пропорциях (сложная комбинация).

Во-вторых, сварка производится постоянным током обратной полярности. Дуга короткая, что уменьшает выгорание цинка. В-третьих, перед началом процесса производится прогрев заготовок до температуры 300С и прокалка электродов до 200С в течение получаса.

Обязательное условие после окончание сварочных работ – это проковка сварного шва. Если соединяются две детали из сплавов с малым содержанием меди, то ковать стык надо на горячо. В некоторых случаях необходим и отжиг металла (постепенное снижение температуры после сильного нагрева), который проводится при температуре 635С. Именно таким образом меняется структура металлического шва, она становится мелкозернистой, что приводит к однородности химического состава.

Варить латунь можно и угольными электродами, но для этого необходимо использовать защитные флюсы. К примеру, самый распространенный флюс – БД-3.

Сварочный режим: ток – постоянный, полярность – прямая. Многое зависит от толщины сваренных заготовок. Если толщина деталей не превышает 3 мм, то необходимо выставить ток в пределах 180-200 А, 3-5 мм – 240-270 А, 5-10 мм – 400-450 А, 10-16 мм – 500-550 А. При этом заготовки толщиною более 10 мм обязательно подогреваются перед сваркой до температуры 350С.

Газовая сварка

Если все предыдущие технологии не обеспечивают необходимый результат, то применяется именно газовая сварка. Она гарантирует высокое качество конечного результата, но у нее есть один большой недостаток – испарение оксида цинка составляет 25%. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать окислительное пламя в горелке. В нем должно быть много кислорода и мало водорода. Под действием кислорода на поверхности сварочной ванны образуется оксидная пленка. Именно она и не дает цинку поступать в воздух. Можно снизить выделение цинка, если использовать при сварке флюс БМ-1.

Вот такие способы, с помощью которых можно провести сварку латунных заготовок. Обязательно ознакомьтесь с видео, размещенном на этой странице.

Источник