Сварка латуни требуется во многих отраслях промышленности и при ремонтных работах. Работа с латунью осложняется быстрым испарением цинка, который имеет низкую температуру плавления. Широко применяется несколько различных технологий сварки, и в большинстве из них в качестве присадочного материала используется латунный пруток.
Содержание
Преимущества
Создание неразъемных сварных соединений с использованием латунного прутка в качестве присадочного материала обладает следующими преимуществами:
- независимость от способа разогрева и расплавления кромок шва;
- формирование полноценного шовного материала сбалансированного состава;
- восполнении испарившегося из сварочной ванны цинка;
- доступная цена;
- возможность подобрать присадку под каждый состав свариваемых сплавов.
Эти факторы объясняют популярность применения сварочных технологий с использованием латунного прутка. И газовая, и аргонная сварка предполагают его участие.
Виды и правила их применения
Латунный прокат выпускается как прессовальной технологией, так и протяжкой. Сечение проката может быть в виде квадрата, круга, прямоугольника или шестигранника.
по степени твердости выпускают твердые, полутвердые и мягкие прутки.
Производитель отгружает латунный прокат в бухтах или в нарезке. Физико-механические свойства изделия определяются по техническим условиям, выставляемым потребителем.
Так, например, расшифровка обозначения прутка ДШГНП означает: латунный тянутый, шестигранный, нормальной точности изготовления, полутвердый.
Какое оборудование может использовать?
Следующие технологии используют латунный присадочный:
- электродуговая сварка под флюсом;
- газосварка;
- аргоновая сварка неплавящимся электродом.
В ходе электродуговой сварки под флюсом металл разогревается тепловой энергией, выделяемой при горении электрической дуги. Слой флюса, сгорая, создает защитную атмосферу. Применяются различные источники тока. К ним относятся:
Сварочные инверторы вытесняют морально устаревшие источники тока, отличающиеся большим весом и габаритами.
В ходе газовой сварки металл разогревается пламенем, образующимся при сгорании газа: ацетилена или пропана в атмосфере кислорода. Для сварки требуется баллоны с газом, редуктор для понижения и стабилизации давления, шланг и сварочная горелка.
При сварке в атмосфере аргона используется источник тока (инвертор или выпрямитель), баллон с инертным газом, сварочная горелка, в которую вставлен неплавящийся вольфрамовый электрод. Через эту же горелку подается защитный газ.
Во всех трех случаях присадочный пруток из латуни подается в рабочую зону и там плавится, входя в состав шовного материала.
Рабочие материалы
С помощью прутка из латуни сваривают детали из медно-цинковые сплавов различных пропорций. Кроме того, с помощью такого прутка соединяют также следующие пары:
- латунь и нержавейку
- латунь и высоколегированные сплавы;
- латунь и ниобий;
- латунь и титановые сплавы.
[stextbox id=’warning’]В последнем случае сварной шов получается весьма хрупким. Для его усиления применяют переходные вставки из титана, легированного молибденом.[/stextbox]
Характеристики и диаметры сортамента
Подбор типа используемого для присадки прутка основывается на его химическом составе и диаметре. Свойства выпускаемых проволок сведены в таблицу:
Химический состав различных марок сплавов , используемых для изготовления присадочного материала.
Чисто латунный прокат Л62 и Л68 используют наиболее часто. Эти присадки не компенсируют испарение и выгорание цинка, но легко доступны и недороги. При работе в защитной атмосфере они позволяют добиться приемлемого качества сварных соединений.
Чтобы получить лучшее качество шва с минимальными дефектами в виде пористости, используют присадки –раскислители. Они предотвращают выгорание цинка. К таким добавкам относятся: Al, Si, Ni, Mn. Для наиболее ответственных соединений используют добавки серебра, что заметно повышает себестоимость погонного метра шва. Добавка бора позволяет обходиться без использования флюса.
Присадка кремния снижает дымообразование и снижает выгорание цинка до 2%.
Состав ЛКН -56 отличается повышенным содержанием цинка, компенсирующим его испарение и выгорание. Он широко применяется при соединении латуни со сталью или чугуном.
Пруток из ЛС-59 с добавками олова и кремния оптимизирован для газовой сварки латуни ацетиленовыми горелками. Шов получается с повышенными антикоррозионными свойствами и могут эксплуатировать в химически активных средах.
Прутки выпускаются диаметром от 3 до 220 мм.
ГОСТы, ТУ и другие стандарты
Производство, контроль качества и методика приемных испытаний регламентируются ГОСТ 2060 2006 «Прутки латунные технические условия».
Газовая сварка латуни регламентируется ГОСТ 16130-90 и отраслевой стандарт ОСТ 26-04-2389-79
Электродуговой сварке с применением латунных присадочных прутков посвящен ГОСТ 16038-80
Сварка в защитной атмосфере аргона описывается ГОСТ 16130—72.
Предприятия, выпускающие изделия из латуни и других металлов, могут по согласованию с заказчиком использовать собственные технические условия для создания сварных соединений.
Сферы применения
Круглый латунный пруток для сварки используется везде, где встречаются сварные изделия из латуни. Сфера применения охватывает такие отрасли, как:
- станкостроение;
- автомобильная промышленность;
- аэрокосмическая промышленность;
- судостроение;
- точное приборостроение;
- производство вооружений;
- пищевое машиностроение;
- химическая промышленность;
- производство бытовой техники.
Применяется пруток для сварки и при производстве запорно-регулировочной арматуры для газов и жидкостей.
[stextbox id=’info’]Квадратный и шестигранный латунный пруток, изготовленный по ГОСТ 2060 применяется как конструкционный материал.[/stextbox]
Способы использования
Технология сварки латуни в целом похожа на сварку чисто медных деталей. Качество шва во многом зависит от правильно выполненных подготовительных операций.
Подготовка
Вне зависимости от используемого оборудования, зону шва необходимо тщательно зачистить и обезжирить. Благодаря низкой теплопроводности латуни при соединении заготовок не толще 1 см подогревать их нет необходимости. Более толстые детали разогревают до 340-360оС
Начиная с толщины в 6 мм, требуется разделка швов.
дальнейший ход работ зависит от выбранной технологии сварки.
Электродуговая
Работа идет постоянным током. Сварочная цепь состоит из следующих элементов:
- источник тока;
- держатель с электродом
- массовый провод с зажимом на заготовке;
- воздушный промежуток между кончиком электрода и заготовкой.
Когда в воздушном промежутке зажигается дуга, цепь замыкается и по ней начинает протекать ток. Тепло электродуги расплавляет заготовку и присадочный пруток и формирует сварочную ванну.
По мере перемещения дуги расплавленный металл застывает, формируя шовный материал. Для того, чтобы исключить контакт расплава сварочной ванны с содержащимся в воздухе кислородом и предотвратить образование окисной пленки, сварку проводят под флюсом. Сгорая в пламени дуги, флюсовый порошок выделяет защитный газ, вытесняющий воздух.
С тыльной стороны шва подкладывают пластину из асбеста, не дающую расплаву вытечь
Газовая
Газовая сварка обычно используется в труднодоступных местах, там, где невозможно организовать электроснабжение.
Ацетилен и кислород подаются из баллонов в горелку. Там они смешиваются, образуя горючую смесь. Пламя горелки разогревает и оплавляет кромки заготовок. В него вводится присадочный пруток, он также плавится и стекает в сварочную ванну. Зона шва также засыпается флюсом, образующим защитную атмосферу.
Шлаковые массы, возникающие при газовой сварке, по окончании шва смывают водой. Для повышения плотности и прочности шва его проковывают подвергают отжигу.
[stextbox id=’alert’]Потолочные швы следует проваривать с особой осторожностью, не допуская вытекания расплава из ванны. Для этого горелку используют на минимальной мощности.[/stextbox]
В среде аргона
Аргонодуговая сварка – один из самых популярных видов, применяемых для соединения латунных заготовок. Метод позволяет получит высокое качество соединения при большой производительности. Использование защитной аргоновой атмосферы избавляет от выгорания цинка, поскольку доступ кислороду к сварочной ванне надежно перекрыт. Аргонодуговая сварка позволяет сваривать заготовки большой толщины.
В ходе подготовки проводят механическую зачистку до появления металлического блеска, оксидную пленку на поверхности металла разрушают с помощью обработки азотной кислотой. Далее детали промывают и высушивают. Делают это незадолго до начала сварки, чтобы оксидная пленка не успела образоваться снова.
При сварке тонкостенных конструкций шов накладывают отдельными, примыкающими друг к другу валиками. Ведение шва сплошной линией существенно повышает риск прожога тонких заготовок.
В качестве электрода используют вольфрамовый стержень со специальными добавками. Тугоплавкий вольфрам не расходуется в процессе сварки и не входит в состав шовного материала. Для его формирования используется присадочный пруток. Сварщик держит горелку правой рукой, а левой подает в рабочую зону присадочный материал, ведя его вслед за дугой. Такая работа требует хорошей координации движений и наработки опыта.
Трудоемкость аргонодуговой сварки ниже, чем с использованием флюса, а качество шва- стабильнее.
В домашних условиях
При работе в домашних условиях чаше используется электродуговая и аргонодуговая сварка. Использование газовой сварки требует высокой квалификации сварщика, редко встречающейся среди домашних мастеров.
При сварке латуни цинк испаряется и выгорает. Молекулы цинка, реагирующие с кислородом воздуха, образуют окись цинка ZnO. Это вещество вредно для здоровья человека, как при дыхании, так и при попадании на кожу и слизистые оболочки. При организации рабочего места следует обеспечит мощную вытяжную вентиляцию, а во время работы использовать респиратор.
Минимальное образование окиси цинка происходит в ходе аргонодуговой сварки. Этот метод является предпочтительным для домашней мастерской.
Заключение
При сварке латуни в качестве присадочного материала используется латунный прутов. Различные марки прутка имеют в своем составе присадки, оптимизированные для тех или иных условий сварки. Основной риск при сварке — выгорание легкоплавкого цинка, приводящее к ухудшению качества шва, образованию пор и выделению вредного для здоровья оксида цинка. Применение флюса или защитного газа аргона позволяет свести эти негативные эффекты к минимуму.
