Сварка меди, латуни и бронзы

Сварка меди

Сварка меди затрудняется ее высокой теплопроводностью, большой жидкотекучестью, способностью сильно окисляться в нагретом  и особенно в расплавленном состоянии. Теплопроводность меди  почти в шесть раз  больше  теплопроводности стали и железа.

На свариваемость меди оказывает большое влияние примеси, входящие в ее состав (кислород, висмут, свинец, сера,  фосфор, сурьма, мышьяк);  особенно отрицательно влияет висмут. При нагревании и расплавлении медь, окисляясь, образует  закись меди Cu2О, которая , реагируя с водородом, растворенном в металле, вызывает склонность меди к водородной болезни (поверхностные трещины). Наилучшую свариваемость  имеет электролитическая медь, содержащая не более 0,05 % примесей. Медь сваривают  ручной  и автоматической дуговой сваркой, в среде защитных газов и газовой сваркой.

Дуговая сварка

Ручную дуговую сварку меди  выполняют металлическим или угольным электродом. В качестве электродных стержней для электродов ЗТ применяют проволоку  из меди М1, проволоку из кремнемарганцовой бронзы Бр. КМц3-1, литые стержни из латуни Л90 или оловянно-фосфористой бронзы Бр. ОФ4-0,25; для электродов «Комсомолец-100» -медная проволока М1. Для электродов используют  также медь М2 и М3.

На электродные стержни наносят специальные  покрытия, состав  которых приведен в табл.14. Сварку ведут на постоянном токе  обратной полярности. Режимы сварки металлическим  электродом  приведены в табл. 15.

При сварке угольным или графитовым электродом в качестве присадочных прутков применяют стержни из меди тех же марок, что и для  металлических электродов.  Для улучшения процесса сварки  меди угольной дугой  применяют специальные флюсы, которые перед сваркой наносят на присадочные прутки или подсыпают в разделку. Состав флюса для сварки меди угольным электродом  приведен в табл. 16; режим сварки в табл. 17.

Ручную дуговую сварку меди толщиной до 4 мм производят без  разделки кромок. Стыковые соединения собирают под сварку  без зазоров.

состав электродных покрытий

Угловые и тавровые соединения сваривают  в положении «в лодочку». Изделия толщиной более 5 мм  перед сваркой нужно нагреть до 200-300ᴼ С.

Автоматическую дуговую сварку меди под флюсом можно вести неплавящимся угольным или плавящимся металлическим электродом.  Для автоматической сварки меди применяют флюсы ОСЦ-45, АН-20 и АН-348А. Сварку угольным или графитовым электродом  выполняют с помощью автоматической  сварочной головки, которая передвигается вдоль шва с постоянной скоростью. Для сварки металла толщиной 4-8 мм угольный электрод берут  диаметром 20 мм.  Схема автоматической сварки меди угольным  электродом показана на рис 1.

схема автоматической сварки меди

Режимы автоматической сварки угольным электродом  под слоем флюса приведены в табл. 18.

режимы дуговой сварки меди, состав флюсов

Автоматическую сварку меди металлическим  электродом можно  выполнять  с помощью  обычных автоматов.

режимы сварки

Сварку ведут электродной проволокой  из меди М1,М2, М3 диаметром 1,6- 3 мм  на постоянном токе обратной полярности. При автоматической сварке меди  металлическим электродом применяют керамический флюс марки ЖМ-1,  который имеет следующий  состав , %: мрамор 28,0;полевой шпат 57,5; плавиковый шпат 8,0;  древесный уголь  2,2; борный шлак 3,5; алюминий 0,8.

Флюс ЖМ-1дает возможность выполнять автоматическую сварку  меди на переменном токе. При одностороннем шве сваривают на графитовой или  медной подкладке со сквозным проваром.  Листы толщиной до 8мм  сваривают без разделки кромок. При сварке более толстых листов применяют V-образную  раздел под углом  60ᴼ.  Листы толщиной 8-12 мм рекомендуется  сваривать с двух  сторон. Режимы автоматической сварки меди металлическим электродом  под слоем флюса приведены в таб. 19-21. Для более легкого зажигания дуги в начале сварки рекомендуется  под электродную проволоку подсыпать  латунную стружку.

Сварка в среде защитных газов

Медь можно сваривать неплавящимся  вольфрамовым или плавящимися  электродами в среде азота или аргона. Более распространенная сварка вольфрамовым электродом  на постоянном токе прямой поверхности, режимы сварки приведены в табл. 22.  В качестве присадочного металла  применяют  прутки из меди М1,М2,М3.

Сварку меди плавящимся электродом также ведут на постоянном токе  обратной полярности.  В качестве электродного материала  применяют проволоку марок М1, Бр. КМц-3-1  и Бр. ОЦ 4-3.

   Газовая сварка

   Этот вид меди  сварки наиболее распространен. В качестве присадочного материала при сварке  металла толщиной до 5 мм применяют прутки из меди М1,М2,М3. При сварке металлов большей толщины рекомендуется применять медную проволоку, содержащую 0,2 % Р и0,15 -0,30 %Si или  только 0,2-0,7 % Р.

состав флюса

Наиболее распространенные флюсы, применяемые при  газовой сварке меди, бронзы и латуни,  приведены в табл. 23. Режимы газовой сварки меди даны  в табл.24.

ориентировочные режимы газовой сварки меди

   Термическая обработка

   После сварки меди любым способом  сварные швы рекомендуется  подвергать проковке. При толщине свариваемых листов до 5 мм медь проковывают в холодном состоянии, при большой толщине – в горячем состоянии при 250-350 ᴼС. Проковку швов при  температурах свыше 400 ᴼС  производить нельзя, так как медь становится хрупкой  и могут  появиться  трещины. Для улучшения пластических  свойств  сварного соединения применяют отжиг, при этом  соединение нагревают до  500-600 ᴼС,  а затем охлаждают в воде.

 

Сварка латуни

   Основным затруднением при сварке латуни является испарение цинка, что приводит к пористости  металла шва. Латунь можно сваривать  ручной  и автоматической  дуговой сваркой, в среде защитных газов и газовой сваркой.

 Дуговая сварка латуни

Сварку ведут угольным или металлическим электродом. При сварке угольным электродом применяют такие же режимы и флюсы, что и при сварке меди. В качестве присадочного металла используют  прутки латуни ЛК 62-05 (60,5-63,4%Сu,  0,3-0,7% Si, остальное Zn) и ЛМЦ 40-4,5 (405 Zn, 4,5% Mn, остальное –Cu). Кроме того можно применять прутки из латуни марок ЛК-80-3, ЛМц  58-2, ЛМцЖ 55-3-1 или бронзы Бр. ОМцА 8-0,7 -0,7.

Ручную дуговую сварку металлическим электродом  применяют в основном  для металла толщиной более 5 мм. Сварку ведут на постоянном токе  прямой полярности. Электродные стержни берут такого же химического состава, что и присадочные прутки  при сварке угольной дугой. На электродные стержни наносят двухслойное покрытие, замешанное на жидком стекле. Состав первого  слоя  покрытий, %: марганцевая руда 30; титановый концентрат 30; ферромарганец 15; мел 20; сернокислый калий 6.

Толщина слоя покрытия 0,2-0,3 мм. После просушки на воздухе в течение 4-5 ч электроды  прокаливают при 180-200 ᴼС в течение 1,5 -2 ч.  Затем наносят второй слой покрытия  толщиной 0,8 -1,1 мм. Состав второго слоя: борный шлак, разведенный на жидком стекле. Ориентировочный режим сварки металлическим электродом:

Диаметр электрода, мм568
Сила тока, А250-280280-320350-400

 

режимы автоматической сварки латуни

Автоматическую дуговую сварку латуни металлическим плавящимся электродом  выполняют на обычных сварочных автоматах. Сварку ведут на постоянном токе  прямой полярности. Электродную проволоку можно применять  из латуни марок Бр.ОЦ 4-3, Бр. КМц-3-1 или из меди марок М1,М2, М3 диаметром 1,5-3 мм. Для сварки применяют флюсы ОСЦ-45 или АН-348А. Режимы автоматической сварки  латуни  приведены в табл. 25.

Сварка в среде защитных газов

Латунь можно сваривать в среде  аргона или гелия вольфрамовым электродом диаметром  1,4-4,8 мм  на постоянном токе прямой полярности.  Режимы сварки аналогичны  режимам  аргоннодуговой сварки  меди.  В качестве присадочного  металла применяют  прутки из латуни того же  химического состава,  что и сварочный металл, или прутки  из латуни ЛК 62-0,5 или бронзы Бр.ОЦ 4-3 и Бр. КМЦ 3-1.

   Газовая сварка латуни

Этот способ сварки латуни является самым распространенным.  Режимы сварки и флюсы те же, что и для сварки   меди. Наилучшие результаты получаются при применении проволоки ЛК 62-0,5. Для уменьшения испарения  цинка сварку латуни ведут окислительным пламенем  с избытком кислорода  до 30-40%.

Термическая обработка

   Изделия из латуни  толщиной более 10 мм  должны перед сваркой подогреваться до 300-500 ᴼС. После сварки швы подвергают проковке. Для улучшения  механических  свойств после проковки применяют отжиг при 600-700ᴼС с последующим медленным охлаждением.

Сварка бронзы

Бронзу сваривают  в основном при исправлении дефектов в литых изделиях. Сварку можно вести угольным или  металлическим электродом, а также газовым пламенем.

   Дуговая сварка бронзы

   При сварке угольным электродом в качестве присадочного металла  применяют  литые бронзовые  стержни диаметром  5-12 мм того же  химического состава, что и свариваемый металл.

состав электродных покрытий для сварки бронзы

При сварке металлическим электродом  на  электродные  стержни наносят  специальные покрытия. Состав некоторых  наиболее  распространенных электродных покрытий приведен в табл. 26.  Сварку металлическим электродом  выполняют  на постоянном токе обратной полярности,  а угольным – на постоянном токе прямой полярности. Массивные детали перед  сваркой рекомендуется подогревать  до 350-450 ᴼС.

  Газовая сварка

Наконечник горелки берут из расчета 100-150 л/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Пламя должно быть нормальным; присадочные прутки – близкими по химическому составу  к свариваемому металлу.  Для сварки алюминиевых бронз  можно использовать флюсы,  предназначенные для сварки алюминия;  для остальных бронз можно применять флюсы, предназначенные  для сварки меди.  Газовую сварку бронзы  рекомендуется  вести вести с предварительным нагревом  до 350-450 ᴼС.

Термическая обработка

   После дуговой или газовой сварки бронзовые детали рекомендуется  подвергать отжигу  при450-500 ᴼС . Проковку швов  можно делать только при сварке  катаной бронзы,  швы на литой бронзе не проковываются.