Все медные сплавы имеют общие характеристики, но также и некоторые уникальные свойства, которые отличают материалы друг от друга. Особенностью латуни является ее проницаемость для цинка, что усложняет процесс сварки. При проведении работ возникают следующие сложности.
Сварка аргоном латуни видео и технология
Сварка латуни аргоном — довольно сложный процесс. Основная проблема заключается в том, что этот материал содержит цинк, который при нагревании плавится, а затем испаряется. Это существенно влияет на прочность конструкции. Кроме того, пары цинка очень вредны для здоровья человека. Относительно недавно специалисты нашли выход из этой ситуации, придумав новую технологию сварки латунных образцов с использованием аргона. Это стало большой революцией в области сварки.
Большинство начинающих сварщиков, когда им приходится соединять два куска латуни, естественно, выбирают традиционную технику сварки этого материала, так как считают, что она намного эффективнее и проще. Однако это не так. В итоге они только разрушат деталь и добьются снижения своей самооценки.
Особенности сварки латуни
Латунь — это трудносвариваемый медно-цинковый сплав. В сплав могут быть добавлены такие элементы, как никель, олово и свинец. Цинк активно выделяется во время сварки, что приводит к образованию пор и снижает прочность соединения. Теплопроводность сплава даже превышает теплопроводность стали. По этой причине для обработки латуни рекомендуется использовать мощную горелку.
Чтобы избежать негативных процессов, рекомендуется настроить резак так, чтобы избыток кислорода составлял не менее 25 %. Это уменьшает пористость шва и повышает его прочность. Однако, если избыток кислорода слишком велик, может произойти окисление цинка. В таком случае используется латунная порошковая проволока с сильным окислителем. Рекомендуется использовать кремний, который затем можно удалить в шлаке с помощью флюсов.
Читайте также: Чем обработать медь, чтобы она не окислялась
Особенности подготовки деталей к сварке
Подготовка латунных деталей к сварке аналогична подготовке медных. Разница в том, что латунные фитинги не очень толстые и не нуждаются в предварительном подогреве. Однако более толстые детали необходимо предварительно нагреть в местах, где они подлежат сварке. Подготовительная работа помогает улучшить качество соединения, чтобы конечный продукт был прочным.
Особое внимание при подготовке следует уделить обработке рабочих кромок. Если толщина кромок менее 1,5 мм, следует сделать дополнительный фланец, чтобы увеличить этот процент. Это повысит прочность сварного шва. Если толщина кромок находится в пределах нормы, прокладка не требуется. Однако между элементами должно сохраняться расстояние около 2 мм. Для его увеличения можно использовать распорки.
Сварка с обеих сторон рекомендуется для соединений, где требуется высокая прочность. Если удается достичь значительной толщины шва, это обеспечивает прочное и надежное соединение.
Подготовка деталей к сварке — обязательный и очень важный этап работы. Если неправильно оценить толщину материала или длину сварного шва, конструкция может деформироваться. Это происходит из-за повышенной нагрузки на металл. Поэтому для соединения толстых листов или работы с высокопрочными конструкциями лучше воспользоваться услугами специалистов.
Технологии сварки изделий из латуни
Как известно, латунь — это сплав меди и цинка. В некоторых случаях, когда необходимо получить металл с особыми свойствами, в него могут быть добавлены другие химические элементы, такие как олово, никель и свинец.
Цинк, который в больших количествах присутствует в латуни, испаряется при высоких температурах и вызывает пористость в сварных швах. Кроме того, пары цинка в результате реакции с кислородом окружающего воздуха превращаются в оксид цинка, который образует белое покрытие на поверхности соединяемых деталей. Белое покрытие очень токсично и представляет большую опасность для здоровья человека из-за высокой температуры плавления, что делает сварку очень трудной.
Механические свойства и химический состав латуни
Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, специалисты разработали различные технологии для эффективной сварки латуни. К ним 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 методов наиболее широко используется аргонная сварка латуни благодаря ее высокой эффективности и способности получать высококачественные сварные швы при любых условиях.
Особенности сварки латунных изделий в среде аргона
Сварка латуни, выполняемая в среде инертного газа аргона, в основном используется при необходимости соединения деталей толщиной более 5 мм. Источником тепла в этом процессе является электрическая дуга, которая горит между электродом и поверхностью соединяемых деталей. Электрод крепится к токопроводящему зажиму печи, которая подает защитный газ в зону сварки через сопло. Сам сварной шов выполняется присадочным металлом, который должен быть максимально похож на соединяемый материал.
Медно-фосфорный пруток для сварки латуни
Присадочный металл, который вводится в зону ручной сварки, также расплавляется дугой, которая зажигается между электродом и заготовками.
Перед сваркой латуни поверхности свариваемых деталей должны быть тщательно очищены от грязи и оксидных наслоений. Показателем качества такой очистки является металлический блеск, который должен появиться на поверхности латунных изделий. Окисный слой легко удаляется с латунных изделий азотной кислотой. После такой обработки поверхности промывают горячей водой.
При сварке латунных изделий может быть слышен необычный трещащий звук: он вызван активным выделением паров цинка. Пары цинка также придают дуге необычный цвет, который хорошо виден даже на видеозаписи процесса сварки.
Примерные условия сварки латуни вольфрамовым электродом
Техника сварки латунных изделий отличается также тем, что соединение выполняется не сплошным швом, а отдельными валиками, при этом зазор между деталями тщательно заполняется по всей глубине расплавленным присадочным металлом. Это необходимо, так как при непрерывном шве очень высок риск прожога соединяемых деталей.
При сварке латуни необходимо соблюдать еще одно правило. Когда присадочный металл заполнит кратер шва, напряжение дуги следует постепенно снижать, а длину дуги увеличивать. Посмотрите обучающее видео, чтобы увидеть, как это делается на практике.
Латунь можно сваривать в домашних условиях, но при этом следует учитывать высокий риск для здоровья от паров цинка. Поэтому лучше всего выполнять эту процедуру на открытом воздухе, если у вас нет вентилируемой рабочей зоны в доме. Во всех случаях сварки деталей из этого сплава сварщик должен носить респираторную маску.
Преимущества аргонодуговой сварки деталей из латуни
Не случайно аргонодуговая сварка латуни электродами, которые не требуются, стала такой популярной. Преимущества этого 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.
Как подготовиться?
Латунь сваривают электрической дугой, газовым пламенем или аргоном. Однако, независимо от выбранного метода, заготовка должна быть предварительно подготовлена. Для успешной работы следует обрезать края, подрезав сварочные кромки. Кроме того, будущее место сварки следует отполировать до блеска.
Это можно сделать с помощью крупнозернистой наждачной бумаги или заточенного напильника.
На поверхности латунных деталей часто образуются оксидные отложения. Это может многократно снизить качество сварного шва. Поэтому необходимо удалить окись во время подготовки. В этом могут помочь концентрированные растворы азотной или соляной кислоты. Следует отметить, что очистку поверхности необходимо проводить до начала самой работы.
Технология сварки
Процедура не зависит от выбранного метода обработки. Существуют некоторые основные правила, требования и рекомендации, которые помогают успешно выполнить работу.
- При проведении сварки рекомендуется следить за скоростью процедуры. Она должна быть не менее 15 см шва за 1 минуту. Чем меньше скорость, тем выше риск образования пор в шве. Кроме того, длительный процесс сварки способствует чрезмерному испарению цинка, что негативно сказывается на здоровье окружающих и качестве материала.
- Вертикальная сварка должна проводиться снизу вверх. Если требуется, стоит дополнительно прогреть место стыковки материалов.
- Потолочную сварку в случае соединения латунных элементов проводить запрещено. Объясняется это требование высокими свойствами текучести металла.
Тип сварки зависит от индивидуальных пожеланий человека, выполняющего работу. При выборе метода также следует учитывать толщину свариваемого листа и желаемые свойства конечного продукта. В основном используются следующие методы:
- аргоновую;
- электродуговую;
- газопламенную.
Аргон считается наиболее эффективным по сравнению с другими методами. Использование этой техники позволяет быстро соединять латунные детали.
Эта техника в основном используется для сварки деталей толщиной до 5 мм. Газ, используемый в этом процессе, защищает шов от повреждений и деформации.
Латунь нагревается с помощью дуги, через которую проходит ток для осуществления процесса сварки. Аргоновый процесс имеет много преимуществ. Дуговой процесс подходит для самосварки или полуавтоматической сварки. В последнем случае необходимо подготовить специальные электроды, а при выборе элементов следует учитывать свойства материалов.
При дуговой сварке используется электрический ток с обратной полярностью. При необходимости можно использовать небольшие дуги, чтобы уменьшить количество паров цинка, образующихся во время сварки. Перед сваркой рекомендуется очистить и протереть зону сварки. Электроды также должны быть отожжены.
После дуговой сварки сварной шов должен быть отожжен или металлически отожжен. Отжиг заключается в медленном снижении температуры. Отжиг можно проводить после кратковременного нагрева материала. Такие процессы повышают качество исходного материала и улучшают характеристики сварного шва.
Технология газового пламени используется для получения надежного высокопрочного соединения. Она может использоваться при соединении латунных элементов со стальными.
Однако для создания неразъемного соединения также необходимо окислительное пламя. Оно образует защитную пленку на поверхности соединения и предотвращает возгорание цинка.
Пламя наносится с помощью специальной проволоки, тип и качество которой зависит от материала. Опытные сварщики рекомендуют использовать расходные материалы, содержащие бор. Это исключает необходимость нанесения флюса на поверхность латуни.
Полезные рекомендации
Как упоминалось ранее, цинк сгорает в процессе сварки. Он образует токсичный оксид. Его присутствие можно распознать по небольшим белым хлопьям. Процесс горения оксида цинка сопровождается треском. Если сварка производится в домашних условиях, необходимо использовать средства индивидуальной защиты. При сварке латунных соединений в помещении необходимо обеспечить принудительную вентиляцию. Сварка на открытом воздухе является лучшим решением.
Еще один полезный совет — соблюдать правила безопасности. К ним относятся ношение плотной, невоспламеняющейся одежды и тщательная подготовка рабочего места. Во время сварки должен быть доступен огнетушитель. В некоторых случаях сварка латунью предпочтительнее сварки специальной сварочной горелкой. При этом методе в качестве присадки используется припой, а в качестве жидкости — бура. Расплавленное олово заполняет образовавшуюся трещину, придавая диффузному слою необычный медный цвет.
Как сварить латунь, смотрите ниже.
Технология сварки латуни
Технология по сути не зависит от выбора метода сварки. Существуют определенные правила и требования к проведению таких работ. Рекомендуется высокая скорость сварки — не менее 15 см в минуту. При меньшей скорости возрастает риск образования пористости и чрезмерного испарения цинка. Вертикальную сварку следует выполнять снизу вверх, при необходимости дополнительно подогревая шов. Ни в коем случае не следует производить сварку сверху, поскольку латунь легко плавится и обладает хорошей текучестью.
Выбор метода сварки латуни зависит от индивидуальных предпочтений, толщины листа и желаемых свойств конечного продукта.
Наиболее распространенными методами сварки являются
- аргоновая;
- электродуговая;
- газопламенная.
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.
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.
Обработка сварного шва ковкой или отжиг металла. При отжиге металла температура после интенсивного нагрева постепенно снижается. Эти процессы значительно улучшают качество сварного шва и прочность соединения.
Газовая сварка латуни используется для получения надежного соединения. Ее также можно использовать при сварке латуни со сталью. Однако для получения прочного соединения необходимо использовать окислительное пламя. Таким образом, может быть образована защитная пленка, которая предотвращает плохое сгорание цинка. Газовая сварка осуществляется при помощи присадочной проволоки. Выбор качества и типа проволоки зависит как от состава сплава, так и от желаемых свойств конечного продукта. Рекомендуется использовать проволоку с бором в составе, чтобы избежать применения флюсов.
Аргоновая сварка
Латунная связка с аргоном является наиболее эффективной техникой и широко используется в промышленном производстве. Она имеет ряд преимуществ, к которым относятся следующие:
- Для сварки латуни не требуются электроды со специальным покрытием. На фоне отсутствия необходимости использования флюса, значительно снижается себестоимость работ.
- 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.
- Аргонодуговая сварка препятствует образованию шлака на стыке, который обычно нужно зачищать.
- Соединение латуни аргоном можно выполнять точеным методом.
- Готовые швы отличаются аккуратностью и привлекательным видом.
- Кромки соединяемых элементов не подвержены окислению за счет использования аргона.
- Аргоновая струя очищает рабочую область от пыли и прочих отходов производства.
- Универсальность способа позволяет стыковать элементы различных размеров и любых условиях производства.
Каждый процесс сварки имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор должен основываться на индивидуальных свойствах сплава, конечного продукта и технических возможностях.
Сварка латуни аргоном — технология
В самом начале необходимо упомянуть один важный момент. Латунные детали толщиной более 3 мм должны быть сварены. Все, что тоньше, должно быть сварено.
Поэтому все должно быть сварено. Сначала необходимо подготовить края свариваемого изделия. Если толщина латуни до 4 мм, то сварка производится без разделки кромок; если толщина 4-10 мм, то следует сделать односторонний разрез под углом 60-70°. При большой толщине металла фаску снимают с обеих кромок (20-35°). Для латуни толщиной 15-25 мм следует сделать Х-образный разрез. Не забудьте также притупить края.
Затем можно приступать к обезжириванию и шабрению, предварительно надев респираторную маску. Окислы латуни и следы жира чаще всего удаляются азотной кислотой. Можно также использовать специальные флюсы, чтобы уменьшить испарения цинк-бора.
Следующий шаг — сварка латуни аргоном. Включите вытяжной шкаф и наденьте респиратор для защиты от паров цинка.
Под свариваемую область подкладывается асбестовая прокладка из закаленного асбеста. Настройки вашего аппарата (конвертера) следуют рекомендованным инструкциям для каждой конкретной модели и определяются методом проб и ошибок. Для обеспечения хорошего проникновения ток должен быть небольшим. Если возможно, предварительно протестируйте весь процесс на опытном образце или сделайте несколько пробных сварных швов, чтобы посмотреть, что получится. Важный момент: если толщина свариваемого металла превышает 10 мм, можно провести предварительный подогрев до 750 (± 50) °C.
Сама сварка производится короткой дугой без колебаний кончика электрода постоянным током с обратной полярностью. Для сварки используются перекрывающиеся или одиночные шарики.
Сварка осуществляется однослойным вольфрамовым электродом. В качестве присадочного металла можно использовать аналогичный кусок металла, но тогда требуется хорошая зачистка сварного шва и шлифовка всего изделия. В качестве присадочного металла можно использовать медную проволоку, проволоку из безоловянной меди марок БрАМц9-2, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрАЖ9-4 и БрКМц3-1. Также можно использовать кремниевую латунную проволоку (0,5% кремния).
При сварке следует соблюдать осторожность не только из-за паров цинка, но и из-за высокой вероятности появления трещин в латунном шве при температуре от 300 до 600 градусов Цельсия.
