Наиболее часто в домашнем хозяйстве возникает не­обходимость в сварке деталей (изделий) из цветных ме­таллов, поэтому начнем с описания технологии именно этих работ. На первом месте по статистике стоят работы с металлами и сплавами медной группы (медь, латунь, бронза). За ними следуют алюминий и его сплавы.

Работы с медью. Первое, что надо помнить — медь сильно окисляется. Образующийся оксид снижает пла­стичность и механическую прочность сварного шва. По­мимо всего, появляются мелкие трещины в расплав­ленном металле (упомянутая «водородная болезнь»). Это й объясняет необходимость обязательного использова­ния флюсов при работах с медью. Роль флюсов заключа­ется в растворении образующихся оксидов. Оксиды трансформируются в легкоплавкие шлаки. А чтобы за­писи меди (Си20) не образовывались в металле шва, Необходимы присадки (марганец, кремний). Для указан­ных целей рекомендуется и использование меди с по­ниженным содержанием кислорода (до 0,01%).

! Флюсы и присадочные металлы даны в таблицах.

Флюсы для газовой сварки меди № флюса Состав, % Бура прокален­ ная Борная кислота Калий фосфор­ нокислый Квар­ цевый песок Древес­ ный уголь Пова­ ренная соль Углекис­лый калий (поташ) і 100 — — — — — — 2 — 100 — — — — 3 50 50 — — — — — 4 75 25 — — —- — — 5 50 35 15 — — — 6 50 — 15 15 20 — — 7 70 10 — — — 20 — S 56 - — — — 22 22

Назначение	Марка меди	Состав
Для ответственных конструкций неболь­шой толщины	М-1	Медь чистая электролитическая
Для ответственных конструкций	МСр-1	Медьс 0,8—1,2% серебра
То же	МНЖ-5-1	Медь с раскислителем — 0,2% фосфора
Тоже	МНЖК. Т-5- 1-0,2-0,2	Медьс раскислителем — 0,2% фосфора и 0,3% кремния, 0,2% марганца
Для слабонагружен - ных конструкций	М-0	Медь для раскислигелей

Дополнительные трудности возникают при газовой сварке меди из-за ее уникальных теплофизических свойств. Медь обладает высокой теплоемкостью и тепло­проводностью (в 6—7 раз выше, чем у стали), повы­шенным коэффициентом линейного расширения при нагревании (в 1,5 раза выше, чем у стали).

Эти свойства обусловливают большую, чем при свар­ке стали, зону термического влияния и приводят к по­явлению значительных тепловых деформаций, которые могут вызывать при охлаждении сварного шва значи­тельные напряжения.

Некоторыми технологическими приемами можно устранить нежелательные последствия при сварке меди. К примеру, сварку можно вести на увеличенных скоро­стях. Это уменьшит время соприкосновения пламени с жидким металлом. Для этого надо предварительно подо­греть свариваемые кромки. Наконечник для сварки меди всегда будет на 1—2 номера больше, чем наконечник для сварки стали. Это общее правило, и его надо знать без обращения к специальным источникам. Разрушить оксидные прослойки: после сварки можно путем про­ковки шва в горячем состоянии. Обычно медь сваривает­ся в виде стыковых и угловых соединений. Сварка впри­тык (тавровое соединение) и сварка в кромку приме-

няется только при ремонте. Внахлестку медь не свари­вается. И последнее — медь сваривается только в один слой. При накладывании второго слоя большая вероят­ность появления трещин. При сварке меди надо соблю­дать технологическую последовательность операций. В противном случае полученный сварной шов не будет со­ответствовать предъявляемым требованиям. Опишем все стадии процесса сварки.

Первое — подготовка свариваемых деталей. Для этого надо зачистить как кромки свариваемых изделий (дета­лей) , так и прилегающую к ним поверхность металла. Очищать можно как механическим, так и химическим путем. Затем надо собрать свариваемые детали, закре­пить их (лучше всего в кондукторе) и сделать прихватки. Прихватки — это короткие швы (не более 5 мм) с ин­тервалом между ними в 70—100 мм. Если свариваются детали, имеющие значительную толщину, то длина прихваток составит не менее 20 мм при интервале меж­ду ними в 400—500 мм.

Второе — установка свариваемой детали (сваривае­мых деталей). Свариваемые детали надо располагать под углом 7—10° к горизонтальной плоскости, чтобы лучше заполнялись зазоры кромок (разделка кромок).

Третье — установка режима сварки. Мощность горел­ки регулируется, исходя из следующего расчета — 155— 175 л/ч ацетилена на 1мм свариваемой толщины (при толщине 3—4 мм). Если толщина больше, порядка 8— 10 мм — 175—225 л/ч на 1 мм толщины. Пламя должно быть нормальным, мягким.

Четвертое — сам процесс сварки. Свариваемые кром­ки нагреваются, на них в виде пасты наносится флюс. Флюсом покрывается и присадочный пруток.

Расплавить присадочный пруток, расположив его над местом сварки близко от сварочной ванны для умень­шения ее оксидирования.

Установить горелку под утлом наклона к сваривае­мому изделию 30—40°, присадочной проволоки — 30— 40°, расположить ядро пламени на расстоянии 6—10 мм от расплавленного металла и выполнить сварку восстановительной зоной пламени в один проход снизу

вверх: левым способом при толщине листов до 5 мм, а при большей толщине — правым способом.

Во время сварки периодически добавлять флюс непо­средственно в зону сварки на кончике присадочной про­волоки, непрерывно перемешивая жидкий металл при­садкой, извлекая ее возможно реже из ванночки.

Пятое — завершение процесса сварки.

После сварки шов проковать: при толщине листов до 4 мм — в холодном состоянии, при больших толщинах — при температуре до 500°С; принять меры предосто­рожности против резкого охлаждения сварного соеди­нения под воздействием сквозняков или притока холод­ного воздуха. Очистить шов 2% раствором серной или азотной кислоты и промыть водой для удаления остат­ков флюса.

Работы с латунью. Латунь, как уже упоминалось, это сплав меди с цинком (цинка может быть до 55%). Если речь идет о специальных латунях, то это означает, что в сплав включаются дополнительно различные легиру­ющие добавки (свинец, никель, олово). Как и медь, ла­тунь является трудносвариваемым сплавом. Основные трудности процесса — это выгорание цинка и поглоще­ние газов расплавленным металлом. Последствия — об­разование пор и снижение механической прочности соединения. К тому же, сплав с содержанием цинка бо­лее 20% очень часто растрескивается после деформации в холодном состоянии. Чтобы добиться устранения это­го, применяются особые технологические приемы. По­пытаемся объяснить это в доходчивой форме. Обратимся к таблице.

Обработка сварных соединений из латуни после свар­ки производится так же, как при сварке меди. Однако в отличие от меди, температура проковки латуни зависит не от толщины свариваемой детали, а от содержания цинка в основном металле. Холодную проковку латуней алюминиевым молотком или лневмомолотком приме­няют для латуней, содержащих менее 40% цинка.

Латуни, содержащие более 40% цинка, подвергают проковке при температуре 650?С, что соответствует на­греву металла до темно-красного цвета,

Дефект	Методы устранения	Результат
1	2	3
Образование трещин	Производить многослой­ную сварку методом сту­пенчатой и обратносту­пенчатой сварки Легировать шов кремнием и бором применением со - ответствуюших марок при­садочного металла (ЛК62- 0,5 и ЛКБО) Подвергать сварное соеди­нение после сварки низко­температурному отжигу При температуре 270—300"С	Уменьшение горячелом - кости латуни Уменьшение горячелом - кости латуни в интервале температур 200—600"С Снятие остаточных напря­жений, возникающих при изготовлении сварныхкон - струкций Предохранение латуни от коррозионного растекания
Выгорание цинка •	Использовать присадочные проволоки типов ЛК и ЛКБО, содержащие добав­ки кремния и бора Выполнять сварку левым способом Вести сварку окислитель­ным пламенем с соотно­шением кислорода к аце­тилену 1,3—1,4 Применять специальные флюсы на основе бористых соединений с добавками кремния, алюминия, оло­ва и т. д. Нагревать металл не ядром пламени, а с расположе­нием его на расстоянии 7 — 10 мм от сварочной ванны	На поверхности сварочной ванны образуется пленка шлакового покрова, кото­рая затрудняет испарение цинка, 'но не является пре­пятствием для выделения газов из расплава Уменьшается перегрев ме­талла шва, а следователь­но, и испарение цинка, так как пламя не направ­лено на сваренную часть шва На поверхности расплав­ленного металла образует­ся пленка оксцдов, кото­рая уменьшает угар цинка На поверхности жидкой ванны образуется защит­ная пленка, предохраня­ющая металл от испарения цинка Уменьшается перегрев жидкого металла и испаре­ние из него цинка

1	2	3
Образование пор	Применять присадочные металлы и флюсы на основе бористых соединений Производить сварку окис­лительным пламенем	На поверхности расплав­ленного металла образу­ется шлаковый покров, который не является пре­пятствием для выделения водорода и других газов из расплава при кристалли­зации шва Избыточный кислород связывает свободный водо­род пламени и способст­вует уплотнению металла шва

Не следует забывать, что пары цинка, содержащиеся в латуни, ядовиты и это требует принятия мер для за­щиты органов дыхания. Лучше всего применять респи­ратор или постараться обеспечить бездымный техноло­гический процесс. В заключение данной темы — о порошкообразных флюсах, применяемых при сварке ла­туни:

флюс № 1 состоит исключительно из прокаленной буры;

флюс № 3 состоит из 80% борной кислоты и 20% прокаленной буры;

флюс № 200 состоит из 70% борной кислоты, 21% прокаленной буры и 9% фтористого кальция.

Работы с бронзой. Бронза — это сплав меди с оловом (оловянные бронзы) алюминием (алюминиевые брон­зы), кремнием (кремнистые бронзы) и т. д. В состав брон­зы могут входить и другие элементы.

Процесс газовой сварки применим преимуществен­но для оловянной бронзы, алюминиевые и кремнистые бронзы свариваются в основном дуговой или аргоноду­говой сваркой.

Есть необходимость подробнее остановиться на су­ществующих марках различных бронз и изложить в виде таблицы способы их сварки.

Группа	Марка	Применение	Способы сварки
Оловянные брон­зы с содержанием олова до 20%	БрОЦ8-4 БрОЩО-2 БрОЦС6-6-3	Фасонное литье и арматура	Газовая сварка
Алюминиевые бронзы. Состав — алюминий до 10%, легированный марганцем, желе­зом, никелем	БрАМ 10-3-7-5 БрАЖ9-4 БрАЖН-10-4-4 БрАЖН-11-б-б	Фасонное литье и арматура	Йз-за понижен­ной сваривае­мости сварку луч­ше вести уголь­ным электродом. Газовая сварка применяется редко
Кремнистые брон­зы, кремнемар- ганцовистые, брон­зы легир ова иные кремнием и мар­ганцем, с добав­кой железа, никеля идр.	БрКМцЗ-1	Применяются в химической и пищевой про­мышленности (возможно при­менение и в дру­гих отраслях).	Хорошая сва­риваемость. Хо­рошо соединя­ются дуговой сварной. Газовая сварка приме­няется крайне редко

Практика показывает, что хорошее знание техноло­гических подробностей всегда дает хороший результат при выполнении сварочных работ. В быту и в объеме ра­бот небольших сварочных мастерских большое место занимают оловянные бронзы. Поэтому есть необходи­мость глубже вникнуть в вопрос газовой сварки оловян­ных бронз.

Первое, что мы делаем, готовясь к сварке — готовим соединяемые детали. Это очистка поверхности от окали­ны, от остатков формовочной смеси (если таковые име­ются), других отложений. Зачистку надо проводить ме­таллической щеткой до появления блеска металла. Затем следует этап разделит кромок V-образного профиля под 70—90°. После этого, учитывая вредность испарений оло­вянных бронз, закрепить соединяемые детали в зоне действия вытяжной вентиляции в нижнем положении, т. к. бронза обладает большой текучестью в расплавлен­ном состоянии. Под будущий шов необходимо подвести подкладки из графита или асбеста. Сварку производить лучше всего ацетиленом, но можно применить и га-

зы-заменители (бутан, пропан). На горелке отрегулиро­вать мягкое нормальное пламя из расчета 70—120 лит­ров в час на 1 мм свариваемой толщины. На кромки деталей и на присадочный металл нанести флюс. Флюсы используются те же, что и при сварке меди. Если металл холодный, подогреть его до температуры'250—300°С. За­тем располагаем мундштук горелки под прямым углом к поверхности металла и расплавляем соединяемые кром­ки и присадочный материал. Ядро пламени горелки должно находиться на расстоянии 7—10 мм от уровня расплавленного металла (сварочной ванны). Это необхо­димо для того, чтобы сварочная ванна не перегрелась и не началось выгорание олова. Хорошо перемешивать сва­рочную ванну присадочным прутком и периодически до­бавлять в жидкий металл флюс, который будет удалять образующиеся окислы. В качестве присадочного материа­ла при сварке оловянных бронз надо использовать про­волоку БрОФб,5-0,4 или БрОЦ4-3 с добавкой фосфора. Если таковых нет под рукой, можно использовать брон­зовые полоски, но только обязательно той же марки, что и свариваемый металл.

По окончании сварочных работ произвести термооб­работку детали (изделия) и удалить остатки флюса пу­тем промывки шва 2% раствором серной или азотной кислоты.

Работы с алюминием и его сплавами. Уже упомина­лось, что сварка алюминия затруднена из-за того, что на расплавленном участке сразу образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Для устранения этого явления используется присадочная проволока со специальными флюсами, которые растворяют пленку, преобразуя ее в шлак.

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: дефор­мируемые и литейные.

Наиболее распространенные деформируемые спла­вы — это сплавы алюминия с марганцем (АМц) и маг­нием (АМг), а также термоупрочняемые сплавы с ме­дью типов Д1 и Д6 (дюралюминий). Из литейных спла­вов чаще всего применяются различные виды силумина (сплава алюминия с кремнием) типов Ал2. Ал4 и Ал9.

В последние годы сварка деформируемых алюминиег вых сплавов производится преимущественно дуговыми методами и, в частности, аргонодуговой сваркой. Газо­вая сварка используется при отсутствии такой возмож­ности.

Литейные алюминиевые сплавы хорошо поддаются газовой сварке и этот метод, наравне с аргонодуговой сваркой, широко применяется при заварке дефектов ли­тья и при ремонте.

Еще одна особенность, которую проявляют алюми­ниевые сплавы при сварке — это наличие высокого ко­эффициента линейного расширения (почти в два раза боль­ше, чем у низкоуглеродистой стали). Следствием явля­ется то, что возникающие при сварке напряжения и деформации при сочетаний с чрезмерно быстрым охлаж­дением ведут к появлению трещин. Поэтому всякое от­клонение от правильного режима сварки и охлаждения может привести к браку всего изделия. Итак, еще раз о правильном режиме охлаждения:

Укрыть отливку асбестом или засыпать песком и обес­печить после сварки медленное ее охлаждение, не ос­тавляя ее на сквозняке или в холодном помещении. Про­извести проковку отливки, совмещая ее с отжигом при температуре 300—350°С и с выдержкой в печи в течение 2—5 ч для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств сварного соединения

Наконец, при сварке алюминиевых сплавов необхо­димо учитывать их склонность к порообразованию из-за растворения водорода, содержащегося в пламени. Для уменьшения вероятности возникновения пористости не­обходимо уменьшить скорость сварки и использовать предварительный подогрев свариваемых деталей.

При газовой сварке алюминия и его сплавов чаще всего применяют ацетилен, но может быть применен и водород (для толщин до 1,2 мм), пропан-бутан (для тол­щин до 3 мм) и другие газы-заменители.

Сварка должна производиться мягким (при давлении кислорода 0,15—0,2 МПа) нормальным пламенем. Ис­пользование пламени с избытком ацетилена приводит к увеличению пористости сварного соединения, а при-

менение окислительного пламени недопустимо, так как оно благоприятствует образованию оксида алюминия.

Основной вид соединений алюминия и его сплавов при газовой сварке — стыковой. Разделка кромок может быть самая различная. Нахлесточные и тавровые соеди­нения не рекомендуются, т. к. из них трудно устранять флюсы и шлаки.

Если свариваются пластины, то начало сварки надо производить, отступив от края на 80 мм. Сварочный про­цесс при этом вести обратноступенчатым методом. Это значит, что пропущенный участок надо сваривать в об­ратном направлении.

Если деталь достигает толщины 10 Мм и более, надо прогреть ее перед сваркой до температуры 300°С.

Заканчивая тему газовой сварки алюминия и его сплавов рекомендуем внимательно ознакомиться с тре­мя таблицами по режиму сварки, по применяемым при­садочным материалам, по степени свариваемости газом.

Таблица режимов сварки сплавов алюминия Способ сварки Толщина детали Номер наконеч­ ника горелки Диаметр присадоч­ной про­волоки Давление кислорода (МПа) Расход ацетилена (литр в час) Правый 5,0-10,0 3-5 4,0—6,0 0,25-0,3 400—700 10,0-15,0 3-6 5,0—8,0 0,3—0,35 700—1200 15,0-25,0 5-6 5,0-8,0 0,35—0,4 900—1200 более 2'5,0 5-6 8,0-10,0 0,4-0,6 900—1200 Левый до 1,5 0-1 1,5-2,5 0,15 50-100 -- »- 1,5—3,0 1-2 2,5-3,0 0,2 . 100—200 3,0-5,0 2-3 3,0-4,0 0,2 200-400

Свариваемые материалы	Основное назначение присадки	Марка присадки
При сочетании сплавов АМциАМгЗ, а также сплавов АМгЗ с алюми­нием А13	Для сварки деформиру­емых сплавов	Св-АмгЗ
Чистый алюминий типов А1, А2, АЗ	Для сварки чистого алю­миния	Св-АГ
Чистый алюминий тшіов А1, А2, АЗ	То же	Св-АВ00
Деформируемые сплавы системы	Для сварки деформиру­емых сплавов	Св-АМг5
Тоже	То же	Св-АМгб
Тоже.	Тоже	Св-АМг7 Св-АКЗ
Литейные алюминиевые сплавы системы	Для сварки литейных сплавов	СВ-АК5
То же	То же	Св-АКЮ СВ-АК12

Степень свариваемости газом алюминия и его сплавов Группа Марка Характеристика свариваемости Литейные сплавы Алюминиево-кремнистые (типа Ал2 Удовлетворительная силумин) с содержанием от 4 Ал4 Удовлетворительная до 13% кремния Ал9 Удовлетворительная Деформируемые сплавы Алюминиево-марганцевые с АМц Хорошая содержанием от 1 до 1,6 % марганца Алюминиево-магниевые с АМг1 Удовлетворительная содержанием от 2 до 6% магния АМгЗ Хорошая АМг5 Удовлетворительная АМгб Удовлетворительная Алюминиево-медные (липа Д1 Плохая дюраяюмина) Діб Плохая Термоупрочняемые сплавы АВ Плохая АК. Плохая В95 Плохая