Сварка латуни и бронзы
Латунями называют сплавы меди с цинком. В технике применяют простые латуни, представляющие собой сплавы меди с цинком, и сложные, которые легированы другими элементами.
Латуни принято маркировать буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди. Например, латунь Л68 содержит 68 % меди и 32 % цинка. В сложных латунях после буквы Л ставят буквы, условно обозначающие другие элементы: С —свинец, К —кремний, Мц —марганец, Ж — железо и т. д., и цифры, показывающие содержание в латуни меди и тех элементов, которыми легирована латунь. Например, латунь ЛМц58-2 содержит 58 % меди, 2 % марганца, остальное цинк.
Основной трудностью при сварке латуни является то, что в процессе сварки цинк испаряется и сгорает, в результате чего происходит снижение содержания цинка в металле шва и ухудшение его качества (пористость металла, понижение прочности). Кроме того, имеет место насыщение окружающего пространства вредными для здоровья человека парами цинка.
Ручная дуговая сварка латуни может производиться как угольным, так и металлическим электродом.
Сварка латуни малой толщины угольным электродом ведется с погружением конца электрода в расплавленный металл. При этом дуга не гаснет, так как между погруженным концом электрода и поверхностью расплавленного металла образуется полость, заполненная парами цинка. Такой концентрированный нагрев и способ ведения сварки значительно уменьшают выгорание цинка. При сварке латуни угольным электродом применяют такие же режимы и флюсы, что и при сварке меди. В качестве присадочного металла применяют прутки из латуни ЛК62-0.5, ЛМц40-4,5, ЛК80-3 или бронзы БрОМцА8-0,7-0,7.
Ручная дуговая сварка латуни плавящимся электродом выполняется различными электродами в зависимости от марки свариваемых латуней. Электродные стержни по химическому составу обычно берут близкими к свариваемому металлу. 11а стержни наносятся покрытия основного типа с большим содержанием активных раскислителей: алюминиевый порошок, графит, содержащий ферросилиций, и др. Сварка в большинстве случаев производится на постоянном токе обратной полярности возможно более короткой дугой без колебаний конца электрода.
Сварка стыковых соединений из латуни производится на прокаленной асбестовой подкладке при толщине металла до 4 мм без скоса кромок. При толщине металла от 4 до 10 мм производится V-образная, а при толщине выше 10 мм Х-образная подготовка кромок с раскрытием 60—70е.
Автоматическая сварка латуни под флюсом производится на обычных сварочных автоматах. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Электродную проволоку можно применить из латуни марки ЛК.80-3, из бронзы марки БрКМцЗ-1 или из меди марки Ml, М2, М3 диаметром 1—3 мм, флюса марок ОСЦ-45, АН-348А и АН-20. До сварки проволоку следует нагартовать. Режимы сварки подбираются в зависимости от толщины свариваемых деталей. Так, сварку стыкового соединения металла толщиной 6 мм на асбестовой или другой подкладке следует производить проволокой диаметром 2 мм при /св = 350-=-400 A, Un = 30^-33 В, иа_я = 18 м/ч. Возможна также полуавтоматическая сварка латуни под слоем флюса.
Сварка латуни в среде аргона или гелия выполняется вольфрамовым электродом постоянным током прямой полярности на режимах, аналогичных аргонодуговой сварке меди.
Сплавы меди с оловом, алюминием, никелем, бериллием и некоторыми другими элементами называют бронзал и. Бронзы принято маркировать буквами Бр с начальными буквами добавляемых к меди элементов, затем следуют цифры, показывающие содержание этих элементов в процентах. В зависимости от содержания легирующих элементов бронзы разделяют на деформируемые и литейные. К деформируемым, в частности, относятся сплавы с содержанием до 7—8 % олова — это оловянистые деформируемые бронзы, если в них содержится до 5—7 % алюминия — алюминиевые деформируемые бронзы. К литейным относятся сплавы с большим содержанием легирующего элемента.
Де(}нормируемые бронзы в изделиях толщиной до 4 мм сваривают всеми способами дуговой сварки без предварительного подогрева. Деформируемые бронзы больших толщин и литейные бронзы сваривают с подогревом. Чрезмерный подогрев вреден, в особенности при сварке оло - вянистых бронз, так как при их подогреве избыточное олово, не вошедшее в твердый раствор и располагающееся по границам зерен, расплавляется, что может явиться причиной разрушения детали даже под действием собственного веса.
При сварке угольным электродом в качестве присадочного металла применяют литые бронзовые стержни диаметром 5—10 мм того же состава, что и свариваемый металл. Флюсы для сварки оловянистых бронз изготовляют на борной основе—бура и борная кислота и др.; для сварки алюминиевых бронз — на основе хлористых и фтористых солей щелочных и щелочно-земельных металлов и криолита, удаляющих оксид алюминия либо препятствующих его образованию. Сварку выполняют постоянным током прямой полярности.
Сварку бронзы металлическим электродом производят электродами, имеющими стержень, близкий по составу к основному металлу, и различные толстые покрытия. Так, например, для сварки изделий из бронзы БрАМц9-2 и наплавки бронзы на уплотнительные поверхности некоторых марок сталей рекомендуются электроды, имеющие стержень из бронзы БрАМц9-2 и покрытие следующего состава: 83,0 % криолита, 5 % хлористого калия, 2,0 % алюминиевой пудры, 8,0 % ферромарганца, 2,0 % бентонита и натриевое жидкое стекло плотностью 1,38—1,40 (45,0—55,0 % к 100 % сухого состава покрытия). Коэффициент веса покрытия 0,12—0,13. Сварка производится постоянным током обратной полярности. Ток подбирается из расчета 30—40 А на 1 мм диаметра металлического стержня электрода.
Автоматическая сварка бронз плавящимся электродом под флюсом дает вполне удовлетворительные результаты. Сварка алюминиевых бронз БрАМц9-2, АЖМц 10-3-1,5 производится сварочной проволокой того же состава под флюсом АН-20, односторонним или двусторонним швом без скоса кромок при толщине металла до 10 мм; при большей толщине—со скосом кромок. Режим сварки подбирается в зависимости от толщины соединяемых деталей и диаметра сварочной проволоки. Сварка бронзы в среде аргона во многом подобна аргоно-дуговой сварке меди и латуни.