Milling-master.ru

В помощь хозяину
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка латуни аргоном технология

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.
Читать еще:  Сварка нержавейки технология

Сварка латуни

Сварку латуни можно производить практически всеми известными методами. Выбор технологии сваривания зависит от количества легирующих компонентов в составе сплава, чаще всего цинка. Можно проводить аналогии со сваркой меди, технология и способы сварки в обоих случаях, практически полностью совпадают.

Сварочные работы с латунью чаще всего используются для производства оборудования химической и пищевой промышленности. Для этих целей обычно используют профильный прокат, скрепление которого производится с помощью контактной сварки.

Особенности сварки латунных изделий

Исходя из состава и физических свойств, следует выделить некоторые особенности сварки латуни:

  • создание цинковой оксидной пленки;
  • кипение цинка с последующим испарением;
  • формирование пористой структуры сварного шва.

Цинк, содержащийся в сплаве, подвержен повышенному окислению. При перегреве, этот метал вступает в химическую реакцию с кислородом, вследствие чего на месте сварного шва образуется оксидная пленка. Налет белого цвета значительно препятствует соединению свариваемых элементов. Особенно часто подобная проблема возникает при сварке латуни в домашних условиях.

Внешний вид латуни

Кипение и испарение цинка происходит в результате большой разницы в температуре плавления меди и цинка. Цинк плавиться при температуре 420С, а медь при 1080С, что также превышает точку кипения цинка. Из-за подобных физических свойств, сварка латунных изделий сопровождается испарением цинка в большом количестве.

Его выгорание значительно влияет на качество соединения и эксплуатационные характеристики будущего изделия. Поэтому качественная сварка должна производится при оптимальной для нужного нагрева меди и сохранения цинка в сплаве температуре.

Подобные сварочные работы могут сопровождаться поглощением свободного водорода. Такая химическая реакция приводит к формированию пористой структуры шва. Из-за того, что водород не успевает улетучится из нагретого метала, в структуре шва остаются пузыри газа.

Образование пористости значительно влияет на качество соединения, что часто приводит к образованию трещин и потере прочности. Препятствование возникновению этой проблемы – главная задача при сварке латуни. Так, изделие с пористой структурой шва становится просто непригодным для промышленного использования.

Для решения вышеуказанных проблем, сварочные работы проводят при оптимальной температуре, которая позволяет создать прочное соединение без серьезных изменений физического состояния цинка.

Для этих же целей могут применять избыточное поступление кислорода, которое препятствует возникновению пор. Полученные окиси восстанавливают с применением присадок. Чаще всего для таких целей применяют кремний. Он окисляется и выпадает в осадок, очистка шва от которого не составляет особого труда.

Подготовка к сварке

Подготовка к сварке деталей из латуни схожа с подготовкой меди. Только в отличии от нее, латунные изделия небольшой толщины не нужно предварительно нагревать. Толстые элементы желательно подогреть в месте проведения сварочных работ. Такая манипуляция значительно повышает качество шва и прочность будущего изделия.

Очень важно при подготовке к работе обработать рабочие кромки. Если толщина кромки листы меньше 1,5 мм, рекомендуется провести отбортовку. Это позволит вдвое увеличить толщину латунного листа и повысить прочность будущего шва.

Подготовка к сварке латуни

При достаточной толщине листов отбортовку делать не нужно, но следует сохранять зазор между элементами около 2 мм. Увеличение зазора можно делать ппи использовании подкладки. Для изделий повышенной прочности можно применять метод двухсторонней сварки. При достаточной толщине шва, данный метод значительно повысит прочность стыка.

Подготовка латуни к сварке – очень важный этап, так как неправильная оценка толщины листа, длины шва и неверный выбор зазора могут привести к деформации конструкции. Это происходит за счет повышенного напряжения металла. В связи с этим, соединение толстых элементов лучше доверить опытным специалистам, которые профессионально работают с латунью.

Технология сварки латуни

Технология практически не зависит от выбора метода сварки. Существуют определенные правила и требования к таким работам. Рекомендуется придерживаться высокой скорости сварки – не меньше 15 см за минуту. Меньшая скорость повышает риск формирования пористой структуры и избыточного испарения цинка.

Вертикальную сварку выполняют снизу-вверх, при необходимости дополнительно нагревают место стыка. Ни в коем случае нельзя выполнять потолочную сварку, так как латунь легко плавится и обладает повышенными свойствами текучести.

Выбор технологии сварки латуни зависит от индивидуальных пожеланий, толщины листа и желаемых характеристик готового изделия.

Обычно применяются такие методы сварки:

Газопламенная сварка латуни

Аргоновая сварка, на сегодняшний день, наиболее эффективный способ заваривания латунных изделий. Применяют ее обычно при соединении элементов с толщиной более 5 мм. Сварочные работы выполняются в аргоновой среде. Инертный газ используется для создания защиты. Нагрев латуни происходит с помощью электрической дуги. Такая технология имеет ряд преимуществ, которые выгодно выделяют ее среди аналогов.

Читать еще:  Реестр накс технологии сварки

Результат аргоновой сварки латуни

В домашних условиях сварку латуни можно проводить с помощью электродуговой сварки, в том числе сварки полуавтоматом. Для этого необходимо использовать соответствующие электроды.

Работы проводятся постоянным током обратной полярности. Важно, чтобы дуга была короткой. Это препятствует избыточном испарению цинка. Перед началом работ желательно прогреть место стыка и прокалить электроды.

Заканчивать нужно проковкой шва или отжигом металла. Отжиг металла – это постепенной снижение температуры, после интенсивного нагрева. Такие процедуры значительно повышают качество стыка и прочность соединения.

Сварка латуни газом применяется для создания надежного соединения. Использовать ее можно также при сварке латуни со сталью. Однако для создания прочно стыка, необходимо использовать окислительное пламя. С его помощью создается защитная пленка, которая препятствует интенсивному выгоранию цинка.

Выполнение сварочных работ газом выполняется с помощью присадочных проволок. Выбор марки и типа проволоки зависит и состава сплава, и от желаемых характеристик готового изделия. Рекомендуется использовать проволоку, в состав которой входит бор – это позволяет обойтись без применения флюса.

Аргоновая сварка

Соединение латуни аргоном – наиболее эффективная технология, которая широко применяется в промышленном производстве.

Сварка латуни аргоном

Она имеет ряд преимуществ, среди которых стоит выделить следующие:

  1. Для сварки латуни не требуются электроды со специальным покрытием. На фоне отсутствия необходимости использования флюса, значительно снижается себестоимость работ.
  2. Такая технология отвечает всем современным нормам безопасности. Благодаря инертному газу, компоненты сплава не вступают в реакцию с компонентами воздуха, при этом не выделяются вредные вещества.
  3. Аргонодуговая сварка препятствует образованию шлака на стыке, который обычно нужно зачищать.
  4. Соединение латуни аргоном можно выполнять точеным методом.
  5. Готовые швы отличаются аккуратностью и привлекательным видом.
  6. Кромки соединяемых элементов не подвержены окислению за счет использования аргона.
  7. Аргоновая струя очищает рабочую область от пыли и прочих отходов производства.
  8. Универсальность способа позволяет стыковать элементы различных размеров и любых условиях производства.

Каждая технология сварки латуни имеет преимущества и недостатки, поэтому выбор следует проводить исходя из индивидуальных особенностей сплава, готового изделия и технических возможностей.

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.
Читать еще:  Технология выполнения сварочных работ

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.

    Сварка латуни аргоном – решаем трудности вместе


    Иногда приходиться стыкаться с такими задачами как сварка латуни аргоном в том или ином масштабе. Сама латунь, как и большинство других цветных металлов достаточно сложная в сварке. Поэтому если вы этим не занимаетесь или впервые нужно сварить поврежденную деталь, выполнить специфический заказ – придется предварительно ознакомиться с проблематикой и особенностями техники сварки этого металла.

    Проблематика

    Латунь — металл, представляющий собой бинарный или многокомпонентный сплав на основе меди, в котором главным легирующим компонентом служит цинк, частично могут добавляться свинец, олово, марганец, никель, железо.
    Из-за своих свойств латунь трудно сваривается, так как она меняет свои физические свойства при быстром нагреве и последующем охлаждении. К примеру, на прочность сварного соединения сильно влияют такие факторы как
    — наличие цинка;
    — присутствие в оксидной пленке водорода.
    В первом случае Zn испаряется под воздействием высоких температур (известно, что цинк испаряется уже при 420-и, а закипает при 907-и градусах, что совпадает с температурой плавления латуни), из-за чего выделяются опасные пары, а латунь приобретает плохую пластичность. Во втором из-за водорода происходит насыщение пузырьками сварочного шва и как последствие – его слабая прочность.

    Сварка латуни аргоном — технология

    Сразу нужно обозначить важный момент. Сварке подлежат латунные изделия толщиной более 3 мм. Все что тоньше нужно паять.

    Итак, вам все–таки приходиться делать сварку. Сначала нужно подготовить кромки свариваемого изделия. При толщине латуни до 4 мм сварку проводит без разделывания кромок, при толщине 4—10 мм необходимо сделать одностороннюю разделку с углом 60—70°. Если толщина металла большая, фаски снимают с двух краев (20 -35°). Для латуни толщиной от 15 до 25 миллиметров делают Х-образную разделку. Не забывайте также притупить кромки.

    После этого можно приступать к обезжириванию и зачистке, предварительно одев респиратор. Чаще всего латунные окислы, жирные следы удаляют посредством азотной кислоты. Также возможно применения специальных флюсов для снижения испарений цинка- буры.

    Следующий этап – сварка латуни аргоном. Включите вытяжку, оденьте респиратор для защиты от испарений цинка.

    Под свариваемым стыком подлаживается прокаленная асбестовая подкладка. Настройки параметров вашего аппарата (инвертора) напрямую зависят от рекомендуемых инструкций для каждой отдельной модели и подбираются путем тестирования. Ток необходимо ставить небольшой чтобы обеспечить хорошее проплавление.
    Если есть возможность предварительно протестируйте весь процесс на опытном образце или сделайте несколько пробных швов чтобы посмотреть что получается. Важный момент, при толщине свариваемого металла более 10 мм может применяться предварительный подогрев до 750 (±50)С°.

    Саму сварку производят короткой дугой без колебаний конца электрода постоянным током обратной полярности. Для сварки используется технология с «перехлестом» или отдельными валиками.

    Сварной шов налаживается посредством вольфрамового электрода в один слой. Для присадки можно использовать аналогичный кусок металла, но потом нужно будет провести хорошую зачистку шва и шлифовку всего изделия. В другом случае в качестве присадочного прутка может быть медная проволока, бронзовые прутки из безоловянной бронзы марок БрАМц9-2, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрАЖ9-4 и БрКМц3-1. Также можно использовать кремнистую (0,5% кремния) латунную проволоку.

    Во время сварочных операций нужно быть внимательным и аккуратным, не только в связи с испарениями цинка, но и ввиду высокой вероятности к трещинообразованию латунного шва при температурах от 300 до 600 градусов по Цельсию.

    Сварка латуни аргоном позволяет получать прочные и геометрически однородные швы, которые способные выдерживать существенные нагрузки при давлении и сжатии, растяжение или изгибах. Главное при этом не забывайте про меры безопасности, соблюдайте технологию и вы сможете получить требуемый результат.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector