Сварка аргоном технология латуни


Технология сварки латуни с использованием аргона, 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.

ismith.ru

Технология сварки латуни

Как и другие цветные металлы, медь и ее сплавы поддаются сварке весьма неохотно.

Поэтому при формировании неразъемных соединений деталей из подобных конструкционных материалов используют особые технологии, к числу которых относится и сварка латуни аргоном.

Причина затруднений в сварке латуни

Источником затруднений, усложняющих процесс сварки латуни и прочих медных сплавов, является склонность таких материалов к изменению физических свойств в процессе быстрого нагрева и последующего охлаждения.

Содержащийся в сплаве цинк буквально испаряется, ухудшая пластичность материала. А присутствующий в оксидной пленке и шлаке водород наоборот – восстанавливается, вспенивая структуру сварочного шва. Проще говоря: при сварке латуни невозможно предугадать прочностные характеристики сварочного шва. К тому же, в процессе стыковки можно надышаться вредными парами цинка и прочих присадок.

Особенности технологии сварки латуни

Для «выравнивания» прочностных характеристик сварочного шва при сварке латуни пользуются различными технологическими ухищрениями, а именно:

  • Металл обрабатывают особым флюсом, препятствующим испарению цинка за счет образования оксидной пленки, снижающей интенсивность образования паров.
  • После сварки деталь подвергают отжигу, нагревая до 600-650 градусов. Скорости нагрева и охлаждения  — все те же 100 градусов в час. Ну а перед сваркой кромки деталей нагревают до 700-800 градусов. Это обеспечит уменьшение выгорания цинка до двух процентов от общей массы.
  • Сварку проводят в инертной среде, (аргонодуговая технология), в среде порошкового шлака (газовая сварка). Кроме того, латунь можно «варить» и электродуговым способом, используя порошковый флюс и угольные электроды или прутковые электроды со сложным покрытием.
  • В качестве присадочного материала используют латунную проволоку, содержащую алюминий, железо и прочие присадки.  Лучшей разновидностью шлаков является смесь метилового спирта и метилбората (БФ1), образующая в процессе горения борный ангидрид. Такой флюс не только задерживает образования пузырьков водорода, но и препятствует испарению цинка. Неплохие результаты обеспечивает и борный шлак, смешанный с жидким стеклом.
  • Сварочный шов формируется в один слой, а после завершения операции шов подвергают проковке.

Словом, некоторые особенности сварки латуни затрудняют процесс стыковки заготовок из этого конструкционного материала, но «варить» такие детали можно.

И далее по тексту мы опишем процесс аргонодуговой сварки это сплава.

Аргонодуговая сварка латуни

В самом начале сварщику придется позаботиться о стыкуемых деталях и о себе. Для деталей припасают железную щетку и 10-процентный раствор азотной кислоты. С помощью кислоты и щетки можно обезжирить стык и избавить металл от водородосодержащей оксидной пленки. Ну а сварщику достаточно обычного респиратора, защищающего органы дыхания от паров цинка.

Кроме того, перед стыковкой кромки свариваемых заготовок подвергаются разделке – их стесывают под углом 60-70 градусов, расширяя зазор к внешней стороне стыка. После этого можно приступать к свариванию.

Сварка ведется с помощью TIG-аппарата, предполагающего формирование электрической  дуги между неплавким (вольфрамовым) электродом и стыкуемой поверхностью. В качестве флюса используется аргон с небольшим содержанием кислорода. Присадочная проволока вводится в сварочную ванну вручную.

Заполнение шва осуществляется в один слой: ведь повторное наплавление недопустимо, из-за необходимости «пробивать» шлаковые образования. Однако разделку заполняют не «сплошняком», а отдельными валиками, с «перехлестами».

При заварке кратера на поверхности стыка силу сварочного тока уменьшают и отводят неплавкий электрод от поверхности заготовки, разрывая дугу. Параметры сварочного тока на блоке управления TIG-аппаратом выставляют по аналогии с процессом сварки стальных заготовок.

steelguide.ru

Сварка латуни в домашних условиях

При обработке цветных металлов часто возникают трудности, так как при высоких температурах их физические свойства изменяются. Особого внимания заслуживает сварка латуни, при которой происходит активное испарение цинка. Несмотря на имеющиеся сложности, с данным сплавом вполне реально работать и в бытовых условиях.

Основные свойства материала и получение

Прежде чем будет подробно рассмотрена сварка латуни, необходимо ознакомиться с характеристиками самого материала. В состав сплава входят два базовых металла – медь и цинк. Содержание последнего из них может варьироваться в пределах 5-45 процентов. Его вводят не только для улучшения физических свойств, но и для удешевления конечного продукта.

Из латуни изготавливается большое количество изделий. К таковым относятся всевозможные втулки, переходники, трубы и различные элементы декора. При их производстве могут добавляться легирующие элементы, влияющие на качественные характеристики:

  • олово позволяет повысить показатели устойчивости к коррозии:
  • алюминий в какой-то мере уменьшает летучесть цинка;
  • кремний улучшает свариваемость при небольшой потере прочности;
  • свинец дает возможность получать менее твердые изделия для удобной обработки методом разрезания.

В качестве исходного сырья для изготовления сплава выступают цинковые и медные заготовки, а также некоторые виды других металлов. В отдельных случаях могут применяться отходы собственного производства. Плавка осуществляется в помещениях с вытяжной вентиляцией посредством индукционных печей.

Сложности при создании неразъемных соединений

Чтобы сварка латуни в домашних условиях была выполнена качественно и безопасно, необходимо знать о проблемных моментах. Неразъемные соединения, полученные путем местного нагрева, будут надежными только при соблюдении особых требований. В ходе работ нельзя забывать о мерах безопасности, так как при термическом воздействии выделяются опасные испарения.

Основная проблема кроется в активном выгорании цинка, что связано с его невысокой температурой плавления (всего 419 градусов). Большая часть вещества при выполнении работ улетучивается. Некоторая часть при этом вступает во взаимодействие с кислородом, образуя белый порошок, который впоследствии покрывает участки рядом со швом.

Меры предосторожности при осуществлении работ

Самостоятельная сварка латуни не должна привести к формированию опасных условий для человеческого организма. В связи с повышенной активностью выделения летучих соединений следует при работах применять респираторы. Даже при использовании специальных технологических приемов выгорание цинка колеблется в диапазоне от 25 до 30 процентов.

Не допускается осуществлять сварочные мероприятия рядом с материалами и веществами, воспламеняющимися очень быстро. В непосредственной близости от рабочего места не должно быть бензина, деревянной стружки, пакли или газовых баллонов. Обязательным условием является наличие вентиляции в помещении.

Мероприятия по подготовке элементов

Когда осуществляется сварка латуни небольшой толщины, выполнять предварительный подогрев нет необходимости. При соединении массивных элементов рекомендуется производить местную термическую обработку. Подготовка кромок может не выполняться для изделий толщиной 1,5-6 мм.

Если элементы имеют большее сечение, то в любом случае потребуется V-образная разделка швов. Она отличается простотой, но не является оптимальной. Лучше всего осуществлять X-образную разделку, при которой угол раскрытия составит 30-45 градусов с каждой стороны.

Виды и сравнение применяемых технологий

Во многих случаях производится сварка латуни аргоном. Технология соединения частей в инертной среде считается наиболее перспективной, так как позволяет добиться высокой скорости проведения работ. Из других преимуществ данного варианта следует выделить:

  • возможность получения швов с четкой геометрией и чистотой;
  • однородность структуры в местах неразъемных соединений;
  • надежность стыков;
  • экономичность из-за применения недорогих вольфрамовых электродов.

Другой технологией является газовая сварка. Она не предполагает использование источника электрической энергии, что в некоторых случаях очень оправдано. При ее применении можно в достаточно широких пределах регулировать мощность выходящего пламени. При правильном подборе присадочных материалов образуются высококачественные швы.

Сварка латуни аргоном: описание процесса

Среда из защитных газов предоставляет возможность несколько сгладить негативные эффекты. Сварка бронзы и латуни при таком варианте проходит с использованием постоянного тока, имеющего прямую полярность. В связи с большой долей вероятности прожога рекомендуется обрабатывать место стыковки посредством длинной дуги.

Электрод вставляется в горелку, представляющую собой токопроводящий механизм. После этого осуществляется включение агрегата. Сама операция сопровождается повышенным треском, который появляется из-за выделения цинковых паров. Присадочная проволока внедряется внутрь шва вручную.

Части совмещаются отдельными валиками, а не по технологии сплошной варки. При заделывании кратера желательно немного снизить напряжение дуги. На завершающей стадии ее нужно убрать в сторону. Рабочее напряжение должно уменьшаться не сразу, а постепенно.

Использование газового оборудования

В зонах с отсутствием электрического источника электродуговая технология не может быть применена. Однако в этом случае вполне допустима газовая сварка латуни. При ее использовании получаются прочные соединения, однако для работ требуются довольно опасные вещества, которые совместно с кислородом образуют взрывные смеси.

При работах избежать чрезмерного испарения цинка удается путем применения окислительного пламени в рабочей горелке. Кислорода должно быть гораздо больше, чем водорода. При обработке стыка на поверхности появляется оксидная пленка, позволяющая в некоторой степени защитить окружающее пространство от выделений цинка.

При сварке присадочную проволоку рекомендуется размещать под углом от 15 до 30 градусов к боковым кромкам. Следует избегать поперечных колебаний при осуществлении операции. Горелка должна находиться под углом от 70 до 80 градусов к заготовке.

Присадочный материал укладывается над расплавленной ванной непосредственно в пламя горелки. Нельзя погружать используемый пруток во внутреннюю часть шва. При проходке желательно придерживаться определенной скорости. Обычно она составляет 15-25 см в минуту.

Если соединяются заготовки большой толщины, то их следует располагать под углом от 10 до 15 градусов к горизонту. Сварка при этом осуществляется на подъем. Как правило, потолочные швы в таком случае не выполняются, так как материал является жидкотекучим.

Сварка с другими металлами и сплавами

Иногда требуется соединить латунь с другими разнородными материалами. В этом случае необходимо знать об особенностях проведения подобных работ. При совмещении со сталью могут возникать некоторые трудности, что связано с различными физико-химическими характеристиками двух сплавов.

Распространенным дефектом при сварке считается появление трещин на стальной поверхности непосредственно под слоем латуни. Для снижения риска образования подобных изъянов рекомендуется использовать никелевый сплав. Лучше всего подходит аргонодуговая технология, выполняемая при помощи вольфрамовых электродов.

Совмещение титана с медными сплавами может приводить к образованию хрупких химических связей. Лучший эффект достигается при применении промежуточных вставок. Они изготавливаются из титанового сплава, легированного ниобием или молибденом. В отдельных случаях допускается использование комбинированных сплавов.

По физическим свойствам ниобий во многом схож с титаном, поэтому он удовлетворительно сваривается с латунью. Однако операция должна проводиться в инертной среде. Часто используются специальные камеры, в которой атмосфера полностью контролируется.

Завершающая часть

Следует отметить, что технология сварки латуни имеет свои особенности, которые должны учитываться при создании неразъемных соединений в домашних условиях без привлечения специалистов. При изучении всех тонкостей процесса вполне реально добиться качественного соединения заготовок. Что касается выбора методики, то она в большей степени зависит от наличия конкретного оборудования и условий проведения работ.

fb.ru

Выполняем сварку латуни аргоном

Сварка латуни с помощью аргона — достаточно сложная процедура. Главная проблема в том, что в состав данного материала входит цинк, который при нагревании плавится, далее испаряется. Данное явление значительно сказывается на прочности будущей конструкции. Кроме этого, цинковые пары очень вредны для человеческого здоровья. Выход из данной ситуации специалисты нашли относительно недавно, придумав новую технологию сварки образцов из латуни с применением аргона. Это стало огромным прорывом в сварочной деятельности.

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.

Некоторые рекомендации специалистов

  • Сваривать латунные детали рекомендуется небольшими участками, так как она имеет свойство прогорать, в результате чего от основания отлетают металлические кусочки.
  • Пайка латунных образцов обязательно производится индивидуальными валиками с применением 12-го перехлеста. При сплошном соединении прожигается отверстие, латунь начинает «стрелять».
  • Варить кратер необходимо, медленно снижая напряжение, при этом длину дуги увеличивать, после отвести в сторону.
  • Сварочный шов должен заполняться сразу в полном объеме, так как, если его потом «подваривать», цинк начнет интенсивно испаряться, соответственно, будут формироваться различные дефекты.
  • Чтобы минимизировать цинковые испарения, пламя можно делать с большей подачей кислорода или задействовать специализированные присадки, легированные алюминием, кремнием. Присадочный материал будет создавать шлаковый покров, который не будет давать испаряться цинку.

Преимущества методики

Сварка латуни аргоном выполняется с применением неплавящихся электродов и является достаточно востребованной, благодаря следующим достоинствам.

  • Такая методика соединения образцов из латуни считается наиболее экологически безопасной процедурой.
  • Это универсальный метод сваривания, который можно применять для тонких изделий, достаточно объемных конструкций, а также производить наплавление.
  • При сваривании латунных изделий в защитной аргоновой среде нет необходимости в использовании электродов, имеющих специализированное покрытие, флюсов.
  • Данная технология характеризуется высокой производительностью.
  • Сварочные швы не требуют дополнительной обработки, так как на них не остаются шлаковые отложения, при этом имеют довольно эстетичный внешний вид.
  • Подаваемая в сварочную зону струя аргона полностью выдувает отходы, образующиеся в процессе работы.
  • Благодаря применению инертного газа края свариваемых латунных заготовок надежно защищаются от возможного формирования нитридных, оксидных слоев.

Важно помнить! Выполнять аргоновую сварку в бытовых условиях при необходимости соединения конструкций из отдельных латунных деталей необходимо со строгим соблюдением требований техники безопасности, так как в состав материала входит цинк, который при испарении представляет значительную опасность для человеческого здоровья.

Поэтому рабочее место обязательно должно быть оборудовано эффективной вентиляционной системой, вытяжкой или стоит проводить сварочные работы исключительно под открытым небом. Но в любом случае, чтобы заварить какую-либо конструкцию, не стоит забывать про индивидуальные средства защиты, в первую очередь про респиратор.

Сергей Одинцов

electrod.biz


Смотрите также