Сварка латуни аргоном 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.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

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.

Четыре способа сварки латуни

Латунью называют сплавы, основой которых является цинк и медь. Процент содержания этих основных металлов в каждом конкретном сплаве может различаться. Например, цинка может быть от 20 до 60%. Кроме того, в сплав могут быть добавлены в небольших количествах и другие элементы.

Особенности сварочных работ со сплавами меди

Латунь часто сравнивают с бронзами. Ведь бронзы – это тоже сплавы, в которых присутствует медь, а в качестве второго основного компонента может выступать алюминий, кремний, свинец, бериллий и так далее.

Теплопроводность меди в 6 раз больше, чем железа. И поэтому технология сварки сплавов из меди имеет серьёзные отличия от технологии сварки стальных и железных изделий

Важно также отметить, что вещи из латуни или бронзы зачастую имеют декоративную ценность. А значит, при сварке нужно использовать тот режим, который позволит получить идеально гладкий шов и придать долговечность соединению.

Все сплавы с медью имеют определённые общие черты, но при этом у каждого из них есть и свои уникальные свойства. Например, особое значение для работы с латунью имеет тот факт, что в ней присутствует цинк.

Именно этот элемент из таблицы Менделеева делает сварку латуни столь непростой. Есть несколько трудностей, с которыми мастера сталкиваются при этом процессе:

• газы поглощаются расплавленным металлом (происходит окисление цинка и возникновение водородных пузырьков в сварном шве);
• на латуни при перегреве легко образуются поры и трещинки;
• из сплава начинает выгорать цинк, так как он имеет меньшую точку кипения, чем медь.

Чтобы бороться со всеми трудностями при сварке, используют защитную среду аргона. Применяют и другие виды сварок, не забывая о подготовке материала и строгом соблюдении технологии процесса.

Подготовка

Сегодня на практике при работе с бронзой и латунью применяют электродуговую, газопламенную и аргоновую сварку. Но вне зависимости от того, какая именно технология была выбрана, необходимо тщательно подготовить металлические поверхности, которые предполагается сваривать.

Для этого по краям заготовок следует вырезать специальные сварочные кромки, а будущее место шва отполировать до появления блеска с помощью наждачки и напильника.

На латунных поверхностях нередко образуются окислы, от которых тоже нужно избавиться. Это можно сделать, воспользовавшись раствором соляной или азотной кислоты. Причём такую очистку следует осуществлять строго перед началом сварочных работ.

Электродуговая

Для стандартной электродуговой сварки лучше всего использовать электроды из латунной проволоки (причём доля цинка в этой проволоке должна составлять 40%) с включениями алюминия, железа, свинца, марганца.

Через эти электроды при включении аппарата должен проходить постоянный электроток, обладающий прямой полярностью. В данном случае сварка проводится короткой дугой из положения снизу.

Дуга должна поддерживаться силой тока в 250 ампер для электродов длиною в 5 мм. В таком случае быстрота укладки шва может достигать 30 см в минуту.

По окончании основной операции сварочный шов следует дополнительно проковать и разогреть до температуры в диапазоне от 600 до 650 °C. Это придаст соединению большую прочность.

Газовая

Безусловно, варить поверхности изделий из латуни можно и газовым аппаратом. Но в этом случае работу надо осуществлять с максимальной скоростью. Если горелка будет двигаться медленно, то в шве будут образовываться поры – это опять же связано с особенностями плавления цинка. В конечном счёте, скорость работы должна быть равна примерно 25 см в минуту.

Сварку газовым аппаратом нужно выполнять без поперечных колебаний, иначе изделие из латуни начнёт расплавляться. Горелку специалисты советуют держать под прямым углом к поверхности изделия. А присадочную проволоку необходимо во время процесса располагать под углом примерно в 30 градусов к свариваемым кромкам.

В среде аргона

Сварка латуни аргоном – самый качественный и популярный вариант на сегодня. Причём это справедливо не только для латуни, но и для иных медных сплавов.

Данный метод представляет собой ту же дуговую сварку, но в среде инертного газа аргона. И здесь возможно применение как плавящихся, так и неплавящихся электродов.

В качестве материала для неплавящихся электродов, как правило, используется вольфрам. А хорошим присадочным материалом в большинстве случаев могут стать бронзовые прутки марки БрКМц-3-1.

Однако если сплав латуни очень сложен, то следует использовать присадочную проволоку из того же материала, что и само обрабатываемое металлическое изделие.

Сварка бронзы или латуни аргоновым аппаратом выполняется в один слой. И при этом варить нужно не цельным швом, а небольшими отдельными участками (валиками).

Здесь нужна точность и аккуратность, потому что достаточно велика вероятность прожога. В частности, из-за этого сварка латуни аргоном проводится посредством длинной дуги. И мастер должен постепенно снижать силу тока в зонах сваривания, чтобы добиться нормального результата.

В связи с описанными выше особенностями технологии применять аргоновую сварку лучше всего на изделиях толщиной более 5 миллиметров.

В домашних условиях

Дома проще всего воспользоваться имеющейся в наличии или позаимствованной у кого-то паяльной лампой и оловянным припоем. А в качестве флюса, то есть материала, отделяющего зону сварки от атмосферного воздуха, можно использовать дешёвый и доступный борат натрия. Иногда для пайки латуни готовят специальные припои из меди и серебра.

Если предстоит сварка латуни в бытовых домашних условиях электродуговым методом, нужно подумать о средствах защиты и строгих мерах предосторожности. Пары цинка представляют действительно серьёзную опасность для здоровья людей – они ядовиты.

Следовательно, производить сваривание латуни обязательно нужно в защитной маске, перчатках и респираторе. По этой же причине данный процесс лучше выполнять на улице или в помещениях с достаточно мощными вытяжками.

Не слишком опытным мастерам будет полезен дополнительный совет. Сначала желательно потренироваться на ненужном куске латуни подходящих размеров. Только набив руку и установив правильные настройки аппарата, можно браться за настоящую работу.

Тем, кто хочет быстро соединить два металлических объекта, стоит знать о том, что такое холодная сварка. Хотя это название не совсем корректное. Условно говоря, удар кувалдой по двум металлическим пластинам, в результате которого можно получить единое изделие (и именно так поступали в древности) тоже можно считать холодной сваркой.

Но в наши дни так называют соединение двух металлических частей благодаря специальным составам, а также сами эти составы. Их можно купить практически в любом специализированном магазине, они позволяют соединять, ремонтировать и герметизировать изделия из латуни и бронзы.

Способ применения крайне прост: нужно размешать состав холодной сварки, пока не получится однородная масса. Потом следует нанести эту смесь на обе поверхности, которые необходимо соединить, и плотно прижать их друг к другу на несколько секунд.

Фактически холодная сварка – это клей для металлов, и иногда такой клей действительно способен решить соответствующие проблемы в домашних условиях. С другой стороны, бывают ситуации, когда без настоящей сварки не обойтись.