Специфика сварки латуни

Сварка латуни является технологически сложным процессом, так как входящие в состав сплава медь и цинк обладают различными физико-химическими свойствами. Тем не менее производить соединение различных деталей, изготовленных из латуни, с помощью сварки можно несколькими вполне доступными способами, причем технологически этот процесс в большей степени похож на сваривание меди.

Определение

Труба латунная
Труба латунная

Латунь является двойным или многокомпонентным сплавом меди и цинка, для чего дополнительно добавляют в состав в небольшом количестве олово, никель, свинец, марганец, железо и другие присадки. Металлургическая классификация разделяет латунь и бронзу как разные по физико-химическим свойствам сплавы.

В промышленности используют два основных вида латунных сплавов:

  • однофазный или альфа, где цинк составляет не более 35% от общей массы. Изделия на основе такого состава легко деформируются в любом состоянии без необходимости в дополнительном нагреве.
  • двухфазный или альфа-бета, в состав которого добавляют до 60% цинковой массы. Отличительной чертой данного сплава является хорошая прочность и износостойкость, а вот обработку приходится производить с помощью давления и высокой температуры.

Особенности при сварке латуни

Основная трудность, с которой сталкиваются при сварке латунных изделий, характеризуется большой разностью значений температур плавления меди и цинка. Так, плавление меди начинается при 1080⁰ C, а цинка всего от 420⁰ C, при этом точка кипения последнего составляет 905⁰ C. Поэтому процесс сварки происходит при интенсивном кипении цинка, что сопровождается его частичным выгоранием и частичным испарением в месте термического нагрева.

Сварочный шов на латуни
Сварочный шов

Сварка латуни также сопровождается образованием соединения кислорода и цинка или окислением последнего по формуле 2Zn+O2=2ZnO. Оксид цинка в виде пленки белого цвета образуется непосредственно в зоне термической обработки и покрывает участки металла в районе сварного шва, тем самым препятствуя свободному сплавлению латунных деталей.

Для термической обработки латуни также характерен процесс поглощения свободного водорода, который при попадании в расплавленный металл не успевает вовремя выделиться и застывает, тем самым способствуя образованию газовых пузырей и пор в структуре сварного шва, тем самым значительно снижая его прочность.

Таким образом, если обобщить трудности, с которыми придется столкнуться при сварке латуни, то можно выделить:

  • испарение и выгорание цинка,
  • окисления цинка с образованием оксидной пленки,
  • образование пористости и трещин в месте сварки.

Методы сварки латуни

Сварка латуни очень похожа на сварку меди и происходит при температуре в 1100⁰ C, но при этом требуется учитывать все особенности свойственные сплаву меди и цинка, возникающие в процессе проведения сварочных работ.

На практике применяют три основных способа сварки латуни, а именно:

  • электродуговую сварку,
  • газопламенную сварку,
  • аргоновую сварку.

В свою очередь электродуговая сварка делится на:

  • сварку с помощью латунных электродов,
  • сварку с помощью угольных электродов.

Для обычной электродуговой сварки латуни используют постоянный электрический ток прямой полярности. Сварка производится короткой дугой из нижнего положения, которую поддерживают силой тока в 250 ампер для пятимиллиметровых электродов, при этом скорость укладки сварочного шва составляет до 30 сантиметров в минуту.

По окончании работ сварочный шов необходимо проковырять и дополнительно отпустить путем разогрева до температуры в 600-650⁰ C. Изготовление электродов для электродуговой сварки производят из латунной проволоки на основе меди и 40% цинка с небольшими добавками до 5% марганца, алюминия, железа и прочих компонентов.

Выбор электродов

Сварочные электроды для электродуговой сварки латуни используют двух типов:

  • графитированые, для изделий небольшой толщины не требуют дополнительной присадочной проволоки;
  • толстопокрытые электроды, с многослойным покрытием.

Изготавливают электроды путем покрытия сварочной проволоки типа ЛК-80-3 слоем обмазки толщиной в треть миллиметра, приготовленной из смеси состоящей из одной трети жидкого стекла и двух третьих частей сухих веществ:

  • марганцевая руда — 30%,
  • концентрат титана — 30%,
  • ферромарганцевых компонентов — 15%,
  • меловая крошка — 20%,
  • калий сернокислого — 5%.

После высыхания обмазки ее дополнительно покрывают миллиметровым слоем флюса, представляющего собой смесь жидкого стекла с борным шлаком.

Электроды угольные
Электроды угольные

Сварку латуни с помощью угольных электродов производят аналогично процессу сварки медных деталей, с той лишь разницей, что применяется в качестве припоя латунная проволока с содержанием цинка до 40% и пятипроцентной марганцевой присадкой, которая покрыта специальным флюсом.

Латунь довольно плохо сваривается с помощью электродуговой сварки, для качественного соединения должны соблюдаться следующие условия:

  • толщина свариваемых листов латуни на один проход не должна быть более 3 мм;
  • объемные изделия необходимо заранее прогревать до температуры в 200-300⁰ C;
  • тонкостенные материалы рекомендуется сваривать одним проходом, так как при многослойной сварке могут образовываться в большом количестве трещины и поры.

Для соединения тонкостенных деталей и труб, выполненных из латуни, в основном применяется газопламенная сварка. При ее использовании для снижения количества испарений молекул цинка, сварку латунных изделий производят пламенем с переизбытком кислорода. Вследствие чего образуется тонкая оксидная пленка ZnO, которая и позволяет в значительной мере уменьшить процесс испарения цинка. Причем кислородный избыток вдобавок позволяет связывать свободный водород, который образовывается в пламени горелки, из-за чего, в свою очередь, уменьшается его проникновение в расплавленный металл.

Флюс для газопламенной сварки изготавливают на основе прокаленной буры с добавлением борной кислоты. Эту сухую смесь предварительно разводят водой до состояния густой пасты, а перед началом работ пастообразную массу флюса просто наносят кисточкой на место будущей сварки.

Сварка латуни в среде аргона

Аргоновая сварка латуни — это процесс соединения металла с помощью электрической дуги в среде инертного газа. В основном используют аргоновую сварку для соединения деталей большой толщины в 5 мм и более.

Устройство аргоновой сварки представляет собой токопроводящий зажим, фиксирующий электрод в виде округлого сопла, при помощи которого на место сварного шва и поступает газ аргон. Формирование сварного шва производится с помощью проволочного припоя, который для качественного соединения должен быть полностью идентичен по составу с латунным сплавом свариваемых деталей.

Обязательным условием качества сварки аргоном является необходимость тщательной подготовки места будущей сварки, как в принципе и для других способ сварки. Для этого на краях заготовок необходимо вырезать специальную сварочную кромку, а место сварки тщательно зачистить до идеального блеска с помощью напильника или наждачной бумаги. Для очистки латунных поверхностей от окислов используют метод травления разбавленным раствором азотной или соляной кислоты, причем кислотную очистку надо проводить непосредственно перед началом сварочных работ.

Пару советов напоследок

В домашних условиях детали из латуни можно достаточно легко спаивать при помощи паяльной лампы и оловянного припоя, используя в качестве флюса вполне доступную буру.

Стоит знать и помнить, что во время сварки латунных изделий образуется оксид цинка в виде белого порошка или белесых паров, который является токсичным веществом и противопоказан для попадания внутрь человеческого организма. Поэтому необходимо производить сварочные работы либо на открытом воздухе, либо при хорошей вытяжной вентиляции, а также в обязательном порядке воспользоваться такими средствами индивидуальной защиты, как защитная маска или защитные очки и респиратор.

Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Adblock detector