Контактная сварка латуни и стали
Сварка – процесс, подразумевающий задействование высоких температур для образования шва с целью соединения двух и более элементов. Одна из проблем, которая может возникнуть при проведении подобной процедуры с цветными металлами, это их деформация под воздействием повышенных температур. Дополнительной проблемой при сварке латунных элементов является входящий в состав материала Zn. Он начинает испаряться, когда температура нагрева достигает +420 ºC. В процессе обработки происходит выделением ядовитой составляющей – окиси металла. Стоит подробнее рассмотреть, как провести сварку латуни аргоном или другим электродом.
Особенности
Латунь немного напоминает бронзу. Теплопроводность медного материала в 6 раз больше, если сравнивать с показателями железа. Поэтому методика проведения сварки в этом случае имеет заметные отличия, если сравнивать ее со сваркой элементов из железа или стали. Изделия из латуни или бронзы применяют преимущественно в качестве декоративных элементов.
При использовании аргонодуговой или другой технологии сварочных работ важно получить гладкий шов и обеспечить долговечность соединения.
У всех сплавов с медью имеются общие черты, а также ряд уникальных свойств, которые отличают материалы друг от друга. Особенность латуни – содержание цинка, который усложняет процесс сварки. При выполнении задачи возникают следующие трудности.
- Повышение температуры приводит к окислению цинка. Процесс осуществляется за счет поглощения расплавленным металлом газов. Это приводит к образованию водородных пузырьков, которые возникают в сварном шве.
- В случае перегрева на поверхности обрабатываемого материала образуются трещины или поры.
- Цинк выгорает быстрее других элементов состава из-за низкого показателя точки кипения. Следует учитывать этот момент и предпринимать необходимые меры для снижения количества окислов цинка.
Как подготовиться?
В работе с латунью используют электродуговую, газопламенную или аргоновую виды сварок. Однако вне зависимости от выбранного метода предварительно изделие требуется подготовить. Чтобы сварка прошла успешно, потребуется обработать края изделий посредством выреза сварочных кромок. Дополнительно будущее место шва необходимо отполировать до получения блестящей поверхности.
Делается это с помощью плотной наждачной бумаги или заточенного напильника.
Зачастую на поверхности латунных изделий образуются окислы. Они способны ухудшить качество сварки в несколько раз. Поэтому от окислов во время подготовки необходимо избавляться. Сделать это помогут концентрированные растворы азотной или соляной кислоты. Стоит отметить, что чистка поверхности должна проводиться перед основными работами.
Технология сварки
Методика проведения процедуры не зависит от выбранного метода проведения процедуры. Выделяют несколько ключевых правил, требований и рекомендаций, способствующих успешному выполнению поставленной задачи.
- 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 определяется индивидуальными пожеланиями того, кто будет заниматься проведением процесса. Также при выборе технологии следует обращать внимание на толщину свариваемого листа и характеристики, которых хочется добиться от готового изделия. Преимущественно используют следующие методики:
- аргоновую;
- электродуговую;
- газопламенную.
Аргоновая считается наиболее эффективной, если сравнивать ее с остальными. Посредством использования данной методики удается организовать быстрое соединение латунных элементов.
Применяют подобную технологию в основном для заваривания элементов толщиной до 5 мм. Газ, используемый в процессе, защищает шов от повреждений и деформаций.
Для проведения сварки латунь нагревают с помощью дуги, которая пропускает ток. У аргонового способа много преимуществ. Электродуговой способ подходит для самостоятельной сварки или полуавтомата. В последнем случае потребуется подготовить специальные электроды, при выборе которых следует учитывать особенности материалов при выборе элементов.
Электродуговая сварка подразумевает задействование электрического тока обратной полярности. При необходимости можно использовать короткие дуги, снижающие количество испарений цинка во время образования шва. Перед тем как приступить к сварке, рекомендуется обработать место стыка, протереть его. Также следует прокалить электроды.
После проведения электродуговой сварки потребуется провести проковку шва или отжиг металла. Последний подразумевает медленное снижение температуры. Проводить отжиг можно после того, как будет осуществлен мгновенный нагрев материала. Подобные процедуры повысят качество сырья и улучшат эксплуатационные характеристики шва.
Газопламенная технология используется для образования надежного соединения высокой прочности. Ее можно использовать, если требуется организовать соединение латунных элементов со стальными.
Однако для создания долговечного стыка потребуется дополнительно задействовать окислительное пламя. Оно образует на поверхности шва защитную пленку и предотвратит выгорание цинка.
Проведение газопламенной технологии осуществляют с помощью специальных проволок, марка и тип которых определяется в зависимости от вида материала. Опытные сварщики рекомендуют использовать расходные материалы, в составе которых содержится бор. Этот элемент позволяет обойтись без нанесения на поверхность латуни флюса.
Полезные рекомендации
Как уже было отмечено, в процессе сварки выгорает цинк. Он образует токсичный оксид. Определить его наличие можно по небольшим белым хлопьям. Также процесс выделения оксида цинка сопровождается потрескиванием. Если сварочные работы проходят в домашних условиях, необходимо самостоятельно позаботиться о средствах индивидуальной защиты. При проведении соединения латунных элементов в помещении требуется организовать принудительную вентиляцию. Оптимальным решением станет сварка на открытом воздухе.
Еще один полезный совет – соблюдение техники безопасности. К ней относится ношение одежды из плотной негорючей ткани, а также тщательная подготовка рабочего пространства. Под рукой при проведении сварки должен находиться огнетушитель. В некоторых случаях сварке предпочитают пайку латуни специальной паяльной лампой. Присадкой при использовании такого метода выступает оловянный припой, а в качестве флюса выступает бура. Расплавленное олово заполняет образованную трещину, что придает диффузному слою необычный бронзовый оттенок.
Как варить латунь, смотрите далее.
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:
- аргоновая;
- электродуговая;
- газопламенная.
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:
- 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.
Каждая технология сварки латуни имеет преимущества и недостатки, поэтому выбор следует проводить исходя из индивидуальных особенностей сплава, готового изделия и технических возможностей.
Читайте также: