Сварка цветных металлов (меди, латуни, бронзы)

В связи с тем, что теплопроводность меди в 6 раз больше теплопроводности железа, сварка меди отличается от сварки железа, также как и от сварки других металлов. Медь приобретает хрупкость при температуре 500–600°C, прочность меди снижается при температуре 700-800°C настолько, что уже при мягких ударах образуются трещины. Температура плавления меди - 1083°С. От наличия в металле различных примесей, например, висмута, свинца, сурьмы, мышьяка, зависит свариваемость меди.

Чистая электролитическая медь обладает наилучшей свариваемостью. Пузырьки паров воды и углекислого газа, которые выделяются при охлаждении в объеме металла, не растворяются в меди. Эти газы создают большое внутреннее давление и приводят к образованию мелких трещин. Водородная болезнь меди - это название данного явления.

РЕКОМЕНДАЦИИ

Флюсы, которые наносят на разделку шва и на присадочные прутки, применяют для предохранения от окисления и улучшения процесса сварки. Существуют флюсы следующих составов:

• прокаленная бура - 68%, кислый фосфорнокислый натрий - 15%, кремниевая кислота - 15%, древесный уголь - 2%;
• прокаленная бура - 50%, кислый фосфорнокислый натрий - 15%, кремниевая кислота - 15%, древесный уголь - 20%;
• прокаленная бура с добавкой 4 - 6% металлического магния.

Если толщина листа до 4 мм, то его можно сваривать с отбортовкой без присадочного металла, а если - более 4 мм, то со скосом кромок под углом 35-45°. Чтобы предупредить протекание расплавленного металла шва, сборка под сварку должна обеспечивать минимальный зазор: до 0,5 мм. Следует сделать формовку по концам шва. Сварку меди следует производить только в нижнем положении или при небольших углах наклона газовой горелки.

При сварке меди рекомендуется использовать подкладки из графита, асбеста или керамики.

ПОДГОТОВКА ФЛЮСА

В качестве флюса используется бура. Бура, поставляемая промышленностью, увеличивает газовую пористость сварного шва. Чтобы осуществить прокалку буры, необходимо выполнить следующие операции:
- наполнить фарфоровый или шамотный тигель бурой (1/3 по высоте) и поместить в печь, нагретую до 400 - 500°C (бура считается прокаленной только после выпучивания, а затем оседания буры на дно тигля);
- полученную массу превратить в порошок и поместить в герметично закрывающуюся посуду.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ МЕДИ

1. Собрать соединение для сварки (медь М IP) (см. рис.14).
2. Зачистить кромки от окалины, ржавчины и других загрязнении на ширину 30 мм от центра разделки.
3. Подготовить присадочную проволоку из меди, содержащую до 0.2% массы фосфора. Диаметр проволоки выбирается в пределах 0.5-0.75 толщины свариваемого металла.
4. Подготовить прокаленную буру.
5. Установить на источнике питания режим 4 (5) и напряжение на горелке 160-180В.
6. Сварить детали (рис. 15). Сварка меди ведётся на подъем за один проход без перерывов. Поддерживать угол наклона газовой горелки к свариваемому изделию 40-50°, а присадочной проволоки 30-40°. Расстояние от сопла до свариваемой поверхности 4-8 мм. Флюс вводить непосредственно в зону сварки совком или ложкой и периодически добавлять его концом присадочной проволоки или предварительно нанести на свариваемые кромки проволоку в виде пасты.
7. Удалить остатки флюса промывкой 2% раствором азотной кислоты (можно серной).
8. Проковать металл шва в холодном состоянии для улучшения механических свойств. Металл толщиной более 4 мм проковывают в нагретом до 500-600°C состоянии.
9. Для получения соединения с большей вязкостью металла сварного шва и околошовной зоны образец нагреть до 500-600°C и быстро охладить в воде.

Рис. 14 - 15. Сбор соединения, сварка меди

СВАРКА ЛАТУНИ

Сплав меди с цинком называется латунь. Её сваривают аналогично меди. При сварке латуни возникают определенного рода затруднения, в частности, кипение и интенсивное испарение цинка, пары которого в воздухе образуют ядовитые оксиды. Сварка латуни протекает с применением присадочных прутков из латуни ЛМц58-2, прокаленная бура используется в качестве флюса. Применяют такие прутки из латуни марки ЛК, которые содержат, кроме меди и цинка, кремний.

ПОРЯДОК РАБОТ

1. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска.
2. Оксиды удаляют травлением с помощью 10% водного раствора азотной кислоты, с последующей промывкой горячей полой и протиркой насухо.
3. Газовая горелка устанавливается под углом 70-80° , а присадочный пруток под углом 80° к соплу газовой горелки. Сварка латуни производится быстро, без перерывов в один проход, чтобы не допускать интенсивного окисления. Расстояние от сопла до свариваемых деталей 7-10 мм.
4. После сварки латуни шов проковывают.

Проковку шва проводят в холодном состоянии, если латунь содержит меди более 60%, швы проковывают при температуре 600-650°C с последующим медленным охлаждением, если - меди менее 60%. При сварке латуни следует использовать кремнистую латунную проволоку ЛК-62-05 (ЛО-60-1). Диаметр проволоки должен рассчитываться по формуле: 0=(S-M) mm, где S-толщина свариваемого металла.

 

СВАРКА БРОНЗЫ

Свои особенности также имеет и сварка бронзы: после сварки образуется пористый шов, так как бронза имеет различные примеси, которые при сварке выгорают. Бронза - сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, цинком и свинцом.

При сварке бронзы свариваемые кромки подготавливают так же, как при сварке меди. Сварка бронзы производится достаточно быстро, за один проход и без перерывов. Существует несколько видов сварки бронзы:
- сварка бронзы с превалирующим оловянным составом, которая ведётся с использованием присадочных прутков марок БрОФ6.5-0,15 и БрОЦ4-3 (флюс - прокаленная бура);
- сварка бронзы с превалирующим алюминиевым составом, которая протекает с применением в качестве присадки сварочной проволоки БрАЖМцЮ-3-1,5 (состав флюса: 12- 16% фтористого натрия, 20% хлористого натрия, 20% хлористого бария, остальное хлористый калий);
- сварка бронзы с превалирующим свинцовым составом, которая происходит с употреблением прутков из сплава, содержащего 21% свинца, 8% олова, 1,5% цинка, остальное медь.

При сварке специальных бронз используют прутки по составу близкие к свариваемым деталям.

 

19.07.2011