Газовая сварка меди, латуни, бронзы

Таблица 9. Флюсы для  газовой сварки меди и ее сплавов.

Компоненты	Состав флюс, % по массе
	1	2	3	4	5	6
Бура………………………………………… Борная кислота……………………………. Фосфорнокислый натрий………………… Хлористый натрий………………………... Углекислый калий………………………...	50 35 15 – –	75 25 – – –	50 50 – – –	56 – – 22 22	100 – – – –	– 100 – – –

 

Таблица 10. Ориентировочные  режимы газовой сварки меди.

Толщина металла, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм	Номер наконечника сварочной горелки	Толщина металла, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм	Номер наконечника сварочной горелки
До 1,5 1,5-2,5 2,5-4	1,5 2 3	1 2 3	4-8 8-15 Более 15	5 6 8	4-5 6 6-7
Примечание: При слишком малой толщине металла (менее 1 мм) рекомендуется применять малые сварочные горелки с наконечниками № 00 и 0.

 

Термообработка. После сварки меди любым способом сварные швы рекомендуется подвергать проковке. При толщине свариваемых листов до 5 мм медь проковывают в холодном состоянии, при большей толщине – в горячем состоянии при температуре 250-300^оС. Проковку швов при температурах выше 400^оС 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^оС, а затем охлаждают в воде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава II. Технология сварки.

2.1. Технология сварки меди.

Основные  трудности при сварке меди обусловлены  ее высокой теплопроводностью, низкой стойкостью к образованию трещин, повышенной склонностью к образованию  газовых включений.

Ацетиленокислородную  сварку меди производят нормальным пламенем при соотношении смеси β=1,1-1,2. Мощность пламени устанавливается  из расчете V_a=(150-200)^.S. Нижний предел рекомендуется для меди толщиной до 10 мм сварку желательно производить одновременно двумя горелками: подогревающей мощностью V_a=(150-200)^.S и сварочной мощностью V_a=100^.S.

В качестве присадочного материала применяют  специальную проволоку марки  МСр-1 (ГОСТ 16130–72) или обычную медную марок МО и М1. Диаметр присадочной  проволоки выбирают в зависимости  от толщины свариваемых деталей (таблица 11).

Сварку  производят с применением флюсов (таблица 12) в виде порошка, пасты  или в парообразном состоянии.

Таблица 11. Выбор диаметра присадочной проволоки для сварки меди.

Толщина меди, мм	До 1,5	1,5-2,5	2,5-4	4-8	8-15	Более 15
Диаметр присадочной проволоки, мм	1,5	2	3	4-5	6	8

 

Таблица 12. Состав флюсов для сварки меди.

Компонент	Состав флюса (по массе), %
	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8
Бура прокаленная ………………….. Борная кислота …………………….. Поваренная соль …………………… Кислый фосфорнокислый натрий ... Кварцевый песок …………………... Древесный уголь …………………... Углекислый калий (поташ) ………..	100 – – – – – –	– 100 – – – – –	50 50 – – – – –	75 25 – – – – –	50 35 – 15 – – –	50 – – 15 15 20 –	70 10 20 – – – –	56 – 22 – – – 22

При сварке применяют в основном стыковые соединения. Подготовка кромок под сварку стыковых соединений приведена в таблице 13.

Сварку  ведут только в один слой. Листовую медь толщиной до 5 мм сваривают левым  способом, а при больших толщинах – правым.

После сварки рекомендуется проковка шва. При  толщине листов до 4 мм проковка производится в холодном состоянии, а при больших  толщинах – в горячем при температуре 500-600^оС. Для придания сварному соединению более высокой вязкости после проковки шов и прилегающую к нему зону основного металла нагревают до температуры 550-600^оС и быстро охлаждают в воде.

Оборудование для  сварки меди

 

 

Таблица 13. Подготовка кромок при стыковой сварке меди.

 

2.2. Технология сварки латуни.

Латунь  представляет собой медно-цинковые сплавы. Она подразделяется на простую, т.е. сплавы меди с цинком (например, Л96, Л80, Л68, Л62, Л59 и др.), и специальную, в которую кроме цинка в  небольших количествах входят алюминий, никель, железо, олово, свинец, кремний, марганец и т.д. (например, ЛЖМц 59-1-1, ЛК 80-3, ЛМц 58-2, ЛО 90-1, ЛО 62-1 и др.).

Трудности при сварке латуни состоят в активном поглощении газов сварочной ванной, склонности к образованию пор  и трещин. А также в испарении  цинка при его кипении.

Ацетиленокислородную  сварку латуни производят окислительным  пламенем при соотношении смеси  β=1,3-1,4. Некоторый избыток кислорода  в этом случае создает на поверхности  расплавленного металла пленку окислов, которая уменьшает испарение  цинка. С этой же целью в состав некоторых присадочных материалов вводят небольшое количество кремния, который, окисляясь, создает тугоплавкую  окисную пленку, предохраняющую цинк от испарения.

Мощность  пламени устанавливается из расчета  V_a=(100-120)^.S. В качестве присадочного материала применяют проволоку или прутки по                  ГОСТ 16130-72.

Диаметр присадочного материала выбирают в  зависимости от толщины свариваемого металла (таблица 14). Сварку производят с применением флюсов (таблица 15). Подготовку кромок под сварку производят так же, как и при сварке меди (таблица 13).

 

Таблица 14. Выбор диаметра присадочного материала для сварки латуни.

Толщина свариваемой латуни, мм	1-2	2-3	4-5	6-7	8-10
Диаметр присадочного материала, мм	2	3	5	7	9

 

 

 

Таблица 15. Составы  флюсов для сварки латуни.

Компонент	Состав флюса (по массе), %
	№1	№2	№3	Марка БМ-1
Бура прокаленная ……………………... Борная кислота ………………………... Фосфорнокислый натрий …………….. Метилборат …………………………… Метиловый спирт ……………………..	100 – – – –	50 35 15 – –	20 80 – – –	– – – 75 25

 

Сварку  ведут в основном левым способом в нижнем положении шва, но опытные  сварщики могут выполнять и на вертикальной плоскости. Использование  кремнистого присадочного материала, особенно в сочетании с флюсом БМ-1, позволяет сваривать латунь во всех пространственных положениях шва. Это возможно благодаря образованию  на поверхности сварочной ванны  вязкой шлаковой пленки. При этом сварку ведут на пониженной мощности пламени  из расчета V_a=(35-40)^.S, а диаметр присадочного материала выбирают на 1 мм меньше, чем при сварке в нижнем положении.

Остающиеся  подкладки изготавливают из меди, а съемные из нержавеющей стали. При толщине металла выше 6 мм применяют многослойную сварку, где  каждый последующий шов накладывается  после тщательной зачистки предыдущего. После сварки рекомендуется холодная или горячая проковка шва алюминиевым  молотком. Для снятия остаточных напряжений можно применять низкотемпературный отжиг при температуре 270-300^оС.

Пропано-бутано-кислородная  сварка латуни производится пламенем мощностью V_r=(60-75)^.S. Соотношение кислорода и сжиженного газа составляет β=3,5-4. Техника сварки такая же, как и при сварке ацетиленом.

Керосинно-кислородная  сварка латуни производится пламенем мощностью 140-250 г/ч на 1 мм толщины  свариваемого металла. Соотношение  кислорода и керосина в смеси  составляет 1,8:2 м³/кг.

2.3. Технология сварки бронзы.

Бронзой называют сплавы меди с любыми металлами  кроме цинка. Бронза подразделяется на две основные группы:

1.Оловянистая,  в которой основным легирующим  компонентом является олово (например, марки Бр ОФ 6,5-0,4; Бр ОЦ 4-3; Бр  ОЦС 4-4-4 и др.).

2.Безоловянистая (специальная), содержащая алюминий, кремний, бериллий, никель, хром, марганец, железо и т.д. Из специальных  бронз наибольшее применение  имеют алюминиевые (Бр А 7, Бр  АЖ 3-4, Бр АЖМц 10-3-1,5 и др.) и кремнистые (Бр КМц 3-1, Бр КН 0,5-2 и др.). Применяются  также бериллиевые, марганцовистые, никелевые, хромистые и другие  бронзы.

Оловянистая (оловянная) бронза. Сварку ведут строго нормальным пламенем, так как при избытке в пламени кислорода выгорает олово, а при избытке ацетилена увеличивается пористость наплавленного металла. Мощность пламени устанавливается из расчета V_a=(100-150)^.S.  В бронзовом литье чаще всего приходится заваривать раковины, поры, недоливы и трещины. Разделка кромок рекомендуется под углом 60-90^о. при сквозных дефектах сварку производят на подкладках из асбеста или графита. Бронза очень жидкотекучая, а поэтому сварка возможна только в нижнем положении шва.

В качестве присадочного материала применяют  бронзовые тянутые, прессованные или  литые в металлический кокиль прутки, близкие по составу основному  металлу. Фосфор при сварке бронз  является хорошим раскислителем,  а поэтому в ряде случаев в  качестве присадочного материала рекомендуется  фосфористая бронза марки Бр ОФ 6,5-0,4. Флюсы при сварке применяют те же, что и при сварке меди (таблица 12).

После сварки рекомендуется отжиг при температуре 600-700^оС. Для особо ответственных отливок, работающих при ударных и знакопеременных нагрузках, следует применять отжиг при температуре 750^оС и закалку при 600-650^оС.

Глава III. Выбор пламени для сварки.

Мощность  сварочного пламени при сварке меди толщиной до 4 мм выбирают из расчета  расхода ацетилена 150-175 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, при толщине до 8-10 мм мощность увеличивают до 175-225 дм³/ч. При больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелками – одной ведется подогрев, а другой – сварка. Для уменьшения теплоотвода сварку выполняют на асбестовой подкладке. Для компенсации больших потерь тепла за счет отвода в околошовную зону применяют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Подогревают кромки одной или несколькими горелками.

Пламя для  сварки меди выбирается строго нормальным, так как окислительное пламя  вызывает сильное окисление, а при  науглероживающем пламени появляются поры и трещины. Пламя должно быть мягким и направлять его следует  под большим, чем при сварке стали  углом. Сварка проводится восстановительной  зоной, расстояние от конца ядра до свариваемого металла – 3-6 мм. В процессе сварки нагретый металл должен быть все  время защищен пламенем. Сварка выполняется  как левым, так и правым способом, однако наиболее предпочтителен при  сварке меди правый способ. Сварка ведется  с максимальной скоростью без  перерывов.