Характеристики и особенности применения сварочных бронзовых прутков

Сварка цветных металлов, а также их сплавов требует от исполнителя особых навыков и внимания, например, бронза имеет высокую теплопроводность, а литиевый вариант этого сплава обладает высокой текучестью, поэтому сварка производится только в нижнем горизонтальном положении. Пруток бронзовый используется в виде электрода, а соединяемые детали требуют небольшого предварительного разогрева для образования ровного, прочного шва.

Преимущества

Пруток бронза применяется только для сварки деталей из меди или её сплавов, т. к. при этом учитывается специфические физические свойства этого довольно капризного металла:

• высокая степень теплопроводности;
• большая текучесть в жидком состоянии;
• активность в расплавленном состоянии при взаимодействии с молекулами водорода или кислорода.

При сварке изделий из бронзы надо учитывать, что во время эксплуатации при нагревании до высоких температуру шов теряет прочность и появляется хрупкость. Многие годы конструкции или заготовки из меди и сплавов на её основе сваривались электродами отечественного производства марки Комсомолец-100, о достоинствах и недостатках этих изделий мы поговорим немного позже.

Сегодня используются прутки, состоящие из сплава меди, имеющие: до 8% цинка, 3% олова, 7% свинца, 0,4% никеля, 0,2 % фосфора, около 0,3% железа. Например, для сварки БрОЦ10-2 рекомендовано применять электроды из сплава аналогичной марки или БрОЛ А8-0,8-0,7, где применено специальное покрытие. Для соединения деталей из фосфористой бронзы используются прутки с процентным содержанием олова до 11% и фосфора 0,5—1,0%, а покрытие состоит из 80% борного шлака плюс 20% жидкого стекла.

Хорошее качество имеют швы, выполненные электродами марки ЦБ-1, ММЗ-2, МН-4, а также с толстым покрытием ЗТ, ОЗБ-2М, Комсомолец-100. Из импортных вариантов для сварки бронзы подходят прутки AS BRONZ Askaynak или Unitor ALBRONZE-344.

Виды

Расшифровка прутка с аббревиатурой ПКРНХ:

• П — сделан методом прессования;
• КР — поперечное сечение имеет форму круга;
• Н — изделие нормальной точности;
• Х — этот символ вставляют при отсутствии других данных, например, особых условий использования.

Изделия с аналогичной маркировкой относятся к сортовому бронзовому прокату, они выпускаются катаного, прессованного или тянутого типа. Применяются для изготовления элементов и узлов механизмов, при производстве бронзовых втулок, в авиастроении или космической промышленности.

Электроды марки Комсомолец-100 имеют специальное покрытие, используются для сварки деталей из меди или её сплавов. Для диаметра в 4 мм расход электродов составляет 1 кг на 1,6 кг наплавленного металла. Сварку надо проводить небольшими участками длиной не более 35 мм с последующим охлаждением до температуры в 60 °С, перед началом работ нужно прогреть металл до 300—700 градусов, что напрямую зависит от толщины заготовок.

Пруток БраЖ — это сплав бронзы с алюминием, к основным преимуществам относится повышенная жаропрочность, высокая стойкость к воздействию коррозии, довольно низкое относительное удлинение. Расшифровка марки пруток БраЖ9-4:

• Бр — основа сплава бронза;
• а — алюминий, который и придаёт стойкость против коррозии;
• Ж — железо, способствующее уменьшению зернистости;
• цифры 9 и 4 — это процентное содержание соответственно алюминия и железа.

Бронзовые прутки имеют плотность 7,6 г/см³, относительное удлинение — 15%. Изделия повышенной прочности производятся с диаметром 16—50 мм, а высокой точности — 16—30 мм, применяются в автомобильной промышленности и строительстве. В составе нет дорогостоящего олова, поэтому прутки марки БрАЖ9-4 относятся к недорогому металлу.

Сварочное оборудование

Бронза хорошо соединяется только при помощи аргонодуговой сварки, поэтому на производстве используют специальное оборудование для сварки под защитой инертного газа, в качестве которого используется аргон, потому что он намного дешевле. Наилучшими производственными и техническими показателями отличаются установки марки УДГУ-251-02, 351-02 и 501-02 и ВД-306Д с БУСП ТИГ и 506Д.

Чтобы производство конструкций из бронзы методом сварки отличалось высоким качеством и надёжностью, нужно использовать горелки, которые специально разработаны для аналогичного оборудования. Наибольшее количество положительных отзывов пользователей имеют изделия марки ГДС-500.

ГОСТы и технические условия эксплуатации

Прутки из бериллиевой бронзы согласно ГОСТ 15835-70 — данный стандарт распространяется на прессованные прутки круглого сечения, а также на тянутые аналоги квадрантного или шестигранного вида. Изделия применяются в приборостроении и машиностроении.

Пруток бронзовый ГОСТ 1628–78 — это полуфабрикат для изготовления:

• разных механизмов и газовой арматуры;
• клапанов универсального назначения;
• валов, шпинделей разной конфигурации для механизмов, работающих в сложных условиях;
• крепёжного материала;
• деталей различного назначения.

Такие бронзовые прутки используются предприятиями различных отраслей промышленности, например: судостроение, авиакосмическая индустрия, производство высокоточных приборов, электротехнического оборудования.

Какие материалы можно соединять?

Сварка бронзовых изделий отличается ограниченным нагревом и быстрым проведением работ, чтобы затвердевание соединения происходило сразу же после создания шва. В качестве присадки применяются прутки из бронзы с большим содержанием фтора. При использовании газосварки нужно предварительно разогреть детали до температуры в 450 ⁰C, металл прутков должен быть наиболее близок по химическому содержанию к соединяемым деталям.

Диаметр прутков для присадки варьируется в пределах 5—8 мм, для сварки бронзовых изделий с содержанием олова и кремния используют прутки марки CuSi3 или CuSi3Mn1. Для прочного соединения алюминиевой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 ГОСТ 18175-78 используют переменный ток и прутки марки БрАМц, хорошие показатели имеются у сварки методом TIG.

Если во время остывания шов треснул, то нужно прогреть деталь до 350 градусов. После сварки бронзовых деталей опытные исполнители проводят отжиг с температурой до 500 ^оС, чтобы снять внутреннее напряжение шовного соединения.

И. С. Бушманский, образование: колледж, специальность: мастер-сварщик, опыт работы с 2001 года: «При сварке оловосодержащей бронзы и нагреве деталей выше 550 ^оС, наблюдается выплавление олова, что приводит к образованию раковин и пор в структуре шва. Растрескивание шовного соединения происходит из-за неверного подбора присадочного материала».

Выводы

Прутки из бронзы, используемые в качестве присадки для аргонодугового метода сварки, несложно подобрать, т. к. модельный ряд не отличается изобилием. В продаже имеются несколько разновидностей, а выбор зависит от состава материала, который будет свариваться — присадки или электроды из бронзы должны состоять из аналогичных компонентов.