При обработке цветных металлов часто возникают трудности, так как при высоких температурах их физические свойства изменяются. Особого внимания заслуживает сварка латуни, при которой происходит активное испарение цинка. Несмотря на имеющиеся сложности, с данным сплавом вполне реально работать и в бытовых условиях.
Основные свойства материала и получение
Прежде чем будет подробно рассмотрена сварка латуни, необходимо ознакомиться с характеристиками самого материала. В состав сплава входят два базовых металла – медь и цинк. Содержание последнего из них может варьироваться в пределах 5-45 процентов. Его вводят не только для улучшения физических свойств, но и для удешевления конечного продукта.
Из латуни изготавливается большое количество изделий. К таковым относятся всевозможные втулки, переходники, трубы и различные элементы декора. При их производстве могут добавляться легирующие элементы, влияющие на качественные характеристики:
- олово позволяет повысить показатели устойчивости к коррозии:
- алюминий в какой-то мере уменьшает летучесть цинка;
- кремний улучшает свариваемость при небольшой потере прочности;
- свинец дает возможность получать менее твердые изделия для удобной обработки методом разрезания.
В качестве исходного сырья для изготовления сплава выступают цинковые и медные заготовки, а также некоторые виды других металлов. В отдельных случаях могут применяться отходы собственного производства. Плавка осуществляется в помещениях с вытяжной вентиляцией посредством индукционных печей.
Сложности при создании неразъемных соединений
Чтобы сварка латуни в домашних условиях была выполнена качественно и безопасно, необходимо знать о проблемных моментах. Неразъемные соединения, полученные путем местного нагрева, будут надежными только при соблюдении особых требований. В ходе работ нельзя забывать о мерах безопасности, так как при термическом воздействии выделяются опасные испарения.
Основная проблема кроется в активном выгорании цинка, что связано с его невысокой температурой плавления (всего 419 градусов). Большая часть вещества при выполнении работ улетучивается. Некоторая часть при этом вступает во взаимодействие с кислородом, образуя белый порошок, который впоследствии покрывает участки рядом со швом.
Меры предосторожности при осуществлении работ
Самостоятельная сварка латуни не должна привести к формированию опасных условий для человеческого организма. В связи с повышенной активностью выделения летучих соединений следует при работах применять респираторы. Даже при использовании специальных технологических приемов выгорание цинка колеблется в диапазоне от 25 до 30 процентов.
Не допускается осуществлять сварочные мероприятия рядом с материалами и веществами, воспламеняющимися очень быстро. В непосредственной близости от рабочего места не должно быть бензина, деревянной стружки, пакли или газовых баллонов. Обязательным условием является наличие вентиляции в помещении.
Мероприятия по подготовке элементов
Когда осуществляется сварка латуни небольшой толщины, выполнять предварительный подогрев нет необходимости. При соединении массивных элементов рекомендуется производить местную термическую обработку. Подготовка кромок может не выполняться для изделий толщиной 1,5-6 мм.
Если элементы имеют большее сечение, то в любом случае потребуется V-образная разделка швов. Она отличается простотой, но не является оптимальной. Лучше всего осуществлять X-образную разделку, при которой угол раскрытия составит 30-45 градусов с каждой стороны.
Виды и сравнение применяемых технологий
Во многих случаях производится сварка латуни аргоном. Технология соединения частей в инертной среде считается наиболее перспективной, так как позволяет добиться высокой скорости проведения работ. Из других преимуществ данного варианта следует выделить:
- возможность получения швов с четкой геометрией и чистотой;
- однородность структуры в местах неразъемных соединений;
- надежность стыков;
- экономичность из-за применения недорогих вольфрамовых электродов.
Другой технологией является газовая сварка. Она не предполагает использование источника электрической энергии, что в некоторых случаях очень оправдано. При ее применении можно в достаточно широких пределах регулировать мощность выходящего пламени. При правильном подборе присадочных материалов образуются высококачественные швы.
Сварка латуни аргоном: описание процесса
Среда из защитных газов предоставляет возможность несколько сгладить негативные эффекты. Сварка бронзы и латуни при таком варианте проходит с использованием постоянного тока, имеющего прямую полярность. В связи с большой долей вероятности прожога рекомендуется обрабатывать место стыковки посредством длинной дуги.
Электрод вставляется в горелку, представляющую собой токопроводящий механизм. После этого осуществляется включение агрегата. Сама операция сопровождается повышенным треском, который появляется из-за выделения цинковых паров. Присадочная проволока внедряется внутрь шва вручную.
Части совмещаются отдельными валиками, а не по технологии сплошной варки. При заделывании кратера желательно немного снизить напряжение дуги. На завершающей стадии ее нужно убрать в сторону. Рабочее напряжение должно уменьшаться не сразу, а постепенно.
Использование газового оборудования
В зонах с отсутствием электрического источника электродуговая технология не может быть применена. Однако в этом случае вполне допустима газовая сварка латуни. При ее использовании получаются прочные соединения, однако для работ требуются довольно опасные вещества, которые совместно с кислородом образуют взрывные смеси.
При работах избежать чрезмерного испарения цинка удается путем применения окислительного пламени в рабочей горелке. Кислорода должно быть гораздо больше, чем водорода. При обработке стыка на поверхности появляется оксидная пленка, позволяющая в некоторой степени защитить окружающее пространство от выделений цинка.
При сварке присадочную проволоку рекомендуется размещать под углом от 15 до 30 градусов к боковым кромкам. Следует избегать поперечных колебаний при осуществлении операции. Горелка должна находиться под углом от 70 до 80 градусов к заготовке.
Присадочный материал укладывается над расплавленной ванной непосредственно в пламя горелки. Нельзя погружать используемый пруток во внутреннюю часть шва. При проходке желательно придерживаться определенной скорости. Обычно она составляет 15-25 см в минуту.
Если соединяются заготовки большой толщины, то их следует располагать под углом от 10 до 15 градусов к горизонту. Сварка при этом осуществляется на подъем. Как правило, потолочные швы в таком случае не выполняются, так как материал является жидкотекучим.
Сварка с другими металлами и сплавами
Иногда требуется соединить латунь с другими разнородными материалами. В этом случае необходимо знать об особенностях проведения подобных работ. При совмещении со сталью могут возникать некоторые трудности, что связано с различными физико-химическими характеристиками двух сплавов.
Распространенным дефектом при сварке считается появление трещин на стальной поверхности непосредственно под слоем латуни. Для снижения риска образования подобных изъянов рекомендуется использовать никелевый сплав. Лучше всего подходит аргонодуговая технология, выполняемая при помощи вольфрамовых электродов.
Совмещение титана с медными сплавами может приводить к образованию хрупких химических связей. Лучший эффект достигается при применении промежуточных вставок. Они изготавливаются из титанового сплава, легированного ниобием или молибденом. В отдельных случаях допускается использование комбинированных сплавов.
По физическим свойствам ниобий во многом схож с титаном, поэтому он удовлетворительно сваривается с латунью. Однако операция должна проводиться в инертной среде. Часто используются специальные камеры, в которой атмосфера полностью контролируется.
Завершающая часть
Следует отметить, что технология сварки латуни имеет свои особенности, которые должны учитываться при создании неразъемных соединений в домашних условиях без привлечения специалистов. При изучении всех тонкостей процесса вполне реально добиться качественного соединения заготовок. Что касается выбора методики, то она в большей степени зависит от наличия конкретного оборудования и условий проведения работ.
