Способы сварки латуни в домашних условиях аргоном, электродуговой и газовая

Сварка алюминия полуавтоматом как правильно, можно ли в среде аргона, MIG, проволока

Сварка алюминия полуавтоматом надежный и экономичный способ создания неразъемных соединений деталей из алюминиевых сплавов. Ряд физико-химических особенностей металла осложняет работу с ним, поэтому при подготовке и сварке необходимо строго следовать требованиям техпроцесса.

  1. Особые свойства
  2. Требования к оборудованию
  3. Задачи сварщика при работе
  4. Технологические особенности
  5. Настройки оборудования
  6. Постоянным током обратной полярности
  7. Аппараты-полуавтоматы
  8. Как использовать?
  9. Проволока
  10. Горелка
  11. Механизм подачи проволоки
  12. Положение газовой горелки
  13. Скорость ведения
  14. Выпуклые швы
  15. Меры предосторожности
  16. Возможные сложности
  17. Плюсы и минусы
  18. Заключение

Особые свойства

Основная особенность металла возникновение на его поверхности слоя оксида, обладающего высокой температурой плавления, втрое большей, чем у самого металла. Если этот слой не удалить механической или химической зачисткой, сварить заготовки будет невозможно.

Оксидный слой образуется в виде пленки и на поверхности расплава, поэтому сварочную ванну нужно защищать от контакта с воздухом.

Еще одна особенность алюминия его высокая теплопроводность. Для полноценного проплавления приходится использовать большие сварочные токи, это повышает риск прожога. Перед свариванием толстостенных заготовок их следует подогреть.

Требования к оборудованию

Можно ли полуавтоматом варить алюминий? Технически можно варить алюминий любыми классами сварочного оборудования. На практике в производственных условиях чаще используют импульсные источники тока.

В домашней мастерской удобнее пользоваться инверторным полуавтоматом, работающим в атмосфере защитных газов (TIG). Работать таким устройством можно и без газа, при этом придется применять флюсосодержащую сварочную проволоку либо деталь должна вариться под слоем флюсового порошка. К оборудованию предъявляются следующие требования:

  • наконечник, подающий алюминиевую проволоку в рабочую зону, должен иметь запас по диаметру, чтобы она не застряла, расширившись при нагреве,
  • длина рукава, подающего проволоку, напряжение и газ, ограничена тремя метрами, рекомендуется использовать тефлон,
  • подающий механизм вместо V-образных роликов требуется оснастить U- образными, не зажимающими мягкую проволоку,

Задачи сварщика при работе

Сварщику придется решать одновременно ряд задач:

  • пробить оксидный слой импульсным разрядом,
  • поддерживать протяженность электродуги в пределах 12-15мм,
  • учитывать высокую степень расширения алюминия при нагреве.

Чтобы при остывании и усадке заготовки не деформировались и не появлялись дефекты, начинать шов надо сильным током, разрушающем оксидный слой, а завершать – плавно снижаемым, не допуская больших температурных перепадов.

Технологические особенности

Как правильно варить алюминий полуавтоматом? В качестве защитной среды применяют аргон, гелий и их смеси. Углекислый газ не подходит. Не применяются также смеси с добавлением углекислоты. Если соединение не является особо ответственным, допустимо варить без газовой среды, с флюсосодержащей, или самозащитной проволокой.

При выборе TIG метода дуга поддерживается неплавким вольфрамовым электродом, проволока используется как присадочный материал. Дуга разжигается высокочастотным импульсом.

При MIG методе плавящиеся электроды служат присадочным материалом. Сварка идет на обратной полярности.

Настройки оборудования

Для правильной настройки и выбора режимов необходимо учитывать следующее:

  • режимы выбираются исходя из толщины заготовки, состава сплава, способа разделки кромок, выбранных сварочных материалов, справочные таблицы приведены в ГОСТе,
  • следует проверить исправность вытяжной вентиляции, чтобы удалять образующуюся копоть,
  • наконечники подбираются с запасом на тепловое расширение проволоки,
  • тщательная зачистка проводится непосредственно перед сваркой,

Во время работы, особенно с тонколистовыми заготовками, необходимо следить за режимом теплоотвода. Это позволит избежать перегрева деталей и связанных с ним дефектов.

Постоянным током обратной полярности

В ходе работы по технологии MIG электродуга плавит присадочный материал. Ионизированные капли расплава притягиваются имеющей противоположный потенциал поверхностью расплава. При этом они теряют свой заряд и выделяют энергию. Это разрушает слой оксидов, возникающий на поверхности расплава. После остывания расплав кристаллизуется, формируя шовный материал.

Аппараты-полуавтоматы

Выбирая сварочный полуавтомат для сварки деталей из алюминия, необходимо уделять внимание следующим характеристикам:

  1. Мощность. Для сварки алюминия требуется мощность от 6 квт.
  2. Режимы. Должен поддерживать режим работы импульсами (Pulse), TIG и MIG.
  3. Напряжение. Бытовые аппараты работают от сети 220 вольт. Если толщина превышает 3 мм, лучше остановиться на трехфазном питании 380 вольт.

Для заготовок большой толщины лучше выбрать аппарат, оснащенный системой охлаждения горелки.

Как использовать?

Следует обеспечить следующие параметры и характеристики:

Проволока

Выбирая алюминиевую проволоку для сварки полуавтоматом, необходимо учитывать такие моменты, как:

  • химический состав должен быть близок к составу материала заготовок, это обеспечит близкие температуры плавления,
  • диаметр от 0,8 до 1,6 мм.

Так, для сплавов с долей кремния менее 5% используют марку ER4043 и ER5356

Рабочие режимы для сплавов с низким содержанием кремния.

Горелка

Шланг должен иметь тефлоновый тракт подачи проволоки и длину не более 3 метров.

Наконечник подбирается с запасом до +0,4 мм относительно диаметра проволоки.

При работе токами сильнее 200А потребуется система водяного охлаждения горелки.

Механизм подачи проволоки

Чтобы мягкая алюминиевая проволока не заламывалась и не застревала, следует использовать систему подачи с четырьмя роликами. Профиль роликов должен быть U образный. Механизм нуждается в тонкой регулировке силы натяжения и прижима после каждой смены диаметра проволоки.

Положение газовой горелки

При сварке аргоном сварочным полуавтоматом горелка должна быть наклонена на 10-20о. Зазор между соплом и заготовкой нужно поддерживать в районе 10-15 мм, если отвести горелку дальше, вырастет расход аргона. Ведут горелку справа налево, или движением руки «от себя», от ванны. Это позволяет очищать поверхность шва и снижать загрязнение его шлаками.

Читайте также:  Новый кабриолет-внедорожник Volkswagen T-Cross Breeze

Скорость ведения

Алюминий следует сваривать быстрым движением горелки, высокотемпературной электродугой. Это позволяет избежать прожогов при высоких значениях рабочего тока, необходимого для прогрева детали.

Выпуклые швы

Соединение алюминиевых заготовок подвержено риску образования трещин из-за высокого коэффициента расширения материала. Если на шве образовался кратер, он служит точной концентрации напряжений и началом для трещин. Образующиеся в ходе сварки кратеры необходимо заваривать до образования выпуклости, усиливающей шов. Для этого следует провести горелку в обратном направлении, не гася дугу.

Меры предосторожности

При выполнении работ следует соблюдать следующие меры безопасности:

  • использовать средства индивидуальной защиты от брызг металла и ультрафиолетового излучения сварочной дуги: плотную несгораемую одежду и обувь, маску сварщика с адаптивным светофильтром, спилковые краги,
  • защищать органы дыхания респиратором либо индивидуальным дыхательным аппаратом с подачей чистого воздуха из баллона или от магистрали,
  • перед началом работы проверять исправность оборудования, отсутствие механических повреждений, нарушения изоляции и утечки газа.

Возможные сложности

К сложностям, с которыми можно столкнуться при сварке алюминия, относятся:

  • недостаточный прогрев толстостенных заготовок, ведущий к неполному проплавлению кромок,
  • образование оксидного слоя при некачественной или преждевременной зачистке,
  • возникновение трещин из-за перегрева заготовки и последующей усадки,
  • сложность определения температуры заготовки «на глаз», поскольку алюминий не меняет цвет при нагреве,

Опытные сварщики дают один общий совет: точное соблюдение режимов сварки и технологических требований поможет избежать этих проблем.

Плюсы и минусы

Технология полуавтоматической сварки характеризуется следующими преимуществами:

  • прочность и долговечность соединения,
  • экономный расход сварочных материалов и энергетических ресурсов,
  • компактность оборудования.

Свойственен методу и ряд недостатков:

  • высокая стоимость оборудования,
  • механизм подачи боится запыленных помещений,
  • сложности работы при отрицательных температурах.

Заключение

Полуавтоматическая сварка алюминия позволяет получать прочный и долговечный шов и экономить ресурсы. Она не требует высокой квалификации сварщика, однако требования технологии необходимо строго соблюдать. Доступна технология и для домашних мастерских.

Как выполняется сварка латуни, какие существуют технологии

Латунь не является чистым химическим элементом, это сплав, состоящий из цинка и меди. Нормы по количественному содержанию металлов в сплаве не существует, поэтому их процентное соотношение варьируется от 20% до 30% для каждого элемента. Зачастую в латуни можно обнаружить и некоторые другие элементы. Многокомпонентный состав подразумевает наличие олова, свинца, никеля, марганца или железа. Многие отождествляют понятия латуни и бронзы. С точки зрения металлургии это два разных сплава, у которых наблюдаются отличия как по физическим, так и по химическим свойствам.

В промышленном отношении все сплавы латуни подразделяются на два вида:

  1. Однофазный сплав – сплав, в котором цинк присутствует в количестве, не превышающем 35%. Его еще называют сплавом «альфа». По физическим свойствам альфа отличается пластичностью. Изделия можно деформировать, не нагревая их предварительно.
  2. Двухфазный сплав содержит гораздо больше цинка. Его доля может достигать 60%. Этот сплав называется «альфа-бета», он имеет прочную структуру. Изделия из двухфазной латуни отличаются своей прочностью. Чтобы изменить форму, необходимо повышать температуру изделия или увеличивать внешнее давление.

Особенности

Латунь поддается сварке, однако этот процесс считается технологически сложным. Входящие в ее состав компоненты в виде цинка и меди отличаются по физико-химическим свойствам, следовательно, по-разному себя ведут в одинаковых условиях. Несмотря на это сварка, в принципе, возможна. Если узнать все особенности поведения металлов, то можно осуществить сварку тривиальными способами, причем в домашних условиях. По своей технологии процесс похож на сварку меди.

Можно выделить несколько традиционных препятствий, с которыми сталкивается каждый сварщик при проведении сварочного процесса. Основной проблемой является большой разрыв между температурами плавления металлов, входящих в состав сплава латуни.

Если для меди температура плавления составляет 1080°C градусов, то цинк плавится уже при 420°C, а при 905°C градусах цинк начинает кипеть (при нормальном давлении).

В результате действия электрической дуги цинк плавится и закипает. Из места формирования шва он постепенно испаряется и выгорает.

Цинк в процессе сварки реагирует с кислородом. Образовавшийся оксид в виде пленки покрывает деталь. Она образуется именно в зоне шва, но именно эта пленка препятствует нормальному сплавлению. Помимо этого, в латуни при нагревании быстро начинают появляться поры и трещины. Они обусловлены тем, что при повышении температуры начинается процесс поглощения водорода. В расплавленном металле он образует пузыри. В итоге пористая структура шва негативно сказывается на его прочности.

Если подытожить представленную теорию, можно выделить три основные проблемы, характерные для сварки латуни:

  1. испарение и выгорание металла (цинка);
  2. образование пор и трещин;
  3. образование оксида цинка (белой пленки).

Подготовка

Теплопроводность сплава меди и цинка гораздо ниже, нежели у составляющих элементов, поэтому для сварки нет необходимости предварительно разогревать заготовки. Если же толщина материала внушительная, то можно ограничиться локальным нагревом.

Стыки заготовок обрабатываются несколькими способами, исходя из толщины листа металла. При толщине до 1,5 мм делают по кромке отбортовку. Высота бортика должна достигать удвоенной толщины листа. При толщине заготовки от 1,5 мм до 6 мм поверхности не обрабатывают, а при сварке между кромками обеспечивают зазор 1-2 мм. Применение подкладок требует увеличения зазора до 3 мм. Кромки большей толщины разделывают под углом 30-45°C градусов.

Для того, чтобы провести качественную сварку любого сплава, необходимо учитывать свойства каждого составляющего элемента. Сварка латуни напоминает сварку меди, однако наличие цинка вносит в алгоритм некоторые коррективы. Принято выделять три способа сварки латуни:

  1. электродуговая сварка;
  2. аргонодуговая сварка;
  3. газовая (газопламенная) сварка.
Читайте также:  Какой бензин лучше заливать в Хендай Солярис 92 или 95

Электродуговая сварка

Электродуговую сварку осуществляют инверторными аппаратами, работающими в режиме MMA. Для этого используют специальные электроды. От их типа зависит способ сварки. Различают сварку латунными или угольными электродами. Сварка латунными электродами ведется постоянным током прямой полярности. Для работы характерна короткая дуга при силе тока в 250 А, этот параметр приведен для электродов диаметром 5 мм. С такими показателями скорость наложения шва достигает 30 см в минуту. После наложения шва его подвергают ковке и разогреву до 600°C градусов.

Сварка угольными электродами предполагает использование графитированного расходного материала (толстопокрытых электродов). Они состоят из латунной проволоки, которая содержит в своем составе такие элементы, как марганец, железо, алюминий и кремний. Для изготовления покрытия применяются смеси жидкого стекла с сухими примесями. К наиболее популярным относят марганцевую руду, ферромарганец, меловую крошку, алюминий и графит.

При пользовании угольными электродами применяют присадку, покрытую специальными флюсами. Такая сварка ведется при вышеуказанных параметрах, однако они уже подходят для электродов сечением 10 мм. Можно выделить ряд обязательных условий, необходимых для получения прочного шва при ведении электродуговой сварки:

  • Заготовки толщиной от 6 мм следует локально нагревать перед наложением шва.
  • Тонкие листы свариваются за одни проход. при наложении нескольких слоев на заготовке в области шва начнут появляться трещины.
  • Ограничение по толщине для одного прохода составляет 3 мм.
  • Снизу или с внутренней стороны шва помещают подкладку из асбеста. Она нужно, чтобы предотвратить вытекание металла.

Аргоновая

Аргоновая или аргонодуговая сварка – это разновидность дуговой сварки, которая обладает определенными особенностями. Сварка ведется неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа, роль которого выполняет аргон. Если бы инверторы, работающие в режиме TIG, были так же распространены, как и инверторы MMA, то аргонодуговую сварку латуни можно было бы назвать самым популярным способом соединения. Тем более, что именно такой способ сварки обеспечивает высокое качество.

Прибегают к аргонно-дуговому способу при сварке достаточно массивных заготовок. Сначала выполняется подготовка поверхностей. Она сводится к зачистке кромок до характерного блеска. Латунь быстро окисляется, поэтому нередко приходится бороться со слоем окисла. Для этого кромки обрабатывают азотной кислотой, после чего заготовку следует промыть и высушить.

При сварке необходимо получить длинную дугу. Сплошной шов исключается, так как в процессе его наложения может произойти сквозное прогорание металла. Шов формируется из отдельных валиков.

Сварка латуни характерна постепенным понижением напряжения. При использовании вольфрамового неплавящегося электрода применяется присадка. Оптимальным вариантом для материала присадки служит бронза или фосфор. Из этих элементов делается специальный прутик, который одним концом вносится в зону формирования шва. Но при ведении аргоновой сварки допускается еще применение плавящихся электродов. Так или иначе, процесс сопровождается характерным потрескиванием, которое возникает при испарении цинка.

Достоинства аргонно-дуговой сварки можно сформулировать подробнее.

  • Данный метод считается наименее затратным. На приобретение угольных или латунных электродов, к которым еще полагается флюс, потребуются немалые средства.
  • Высокие показатели качества в сочетании с относительной безопасностью переносит данный способ в разряд передовых.
  • Высокая скорость формирования шва.
  • Внешний вид шва получается эстетичным. Не стоит забывать, что множество изделий из латуни являются элементами декора, поэтому аккуратный шов – залог качественной работы мастера.
  • Выделяющиеся газы, в том числе и соединения цинка, считаются ядовитыми. В процессе сварки они выдуваются аргоном и не могут причинить сварщику большого вреда.
  • Отсутствие шлаковой корки, которую впоследствии приходилось бы сбивать или счищать.
  • Аргон препятствует быстрому окислению на обработанных кромках.

Газовая

Газовая сварка латуни применяется в исключительных случаях. В основном ее ведут при отсутствии электричества или при невозможности вести электродуговую сварку. Сформированный шов получается достаточно прочным и качественным, но такой метод сопровождается интенсивным испарением цинка. Препятствием этого процесса может служить лишь окислительное пламя. В результате реакции соединения с кислородом образуется пленка на поверхности, которая предотвращает выход газа наружу.

При газовой сварке происходит сгорание в специальной горелке горючего газа. Его роль выполняет ацетилен, водород, природный газ, пары бензина или керосина. Наибольшей популярностью пользуется смесь ацетилена и кислорода, так как она имеет высокий показатель теплоты сгорания. Мощность пламени напрямую влияет на качество шва, поэтому перед выполнением работ необходимо настроить параметры сварки. Технология газовой сварки подразумевает разогрев в пламени присадочного материала. Прутик с присадкой всегда должен находиться в зоне высокой температуры, а сам шов накладывается с максимальной скоростью.

Проволока, играющая роль присадочного материала, не требует применения дополнительного флюса. Обычно используется кремнистая латунная проволока, она дает плотный и прочный шов. Избыточные шлаки необходимо смыть водой. Затем шов подлежит проковке, отжигу и медленному охлаждению. При ведении работ на вертикальной поверхности следует помнить о текучести металла.

Особенности сварки латуни в домашних условиях

Работа с цветными металлами, такими как латунь, всегда сопряжена с рядом трудностей. Это связано с тем, что физические свойства латуни могут изменяться под воздействием высокой температуры. Многие начинающие сварщики, впервые столкнувшись со сваркой латуни и не знающие всех особенностей, получают неудовлетворительный результат и больше не хотят работать с цветными металлами.

Читайте также:  Не заводится Шевроле Ланос причины, стартер крутит, нет искры

Они считают, что такой сложный по свойствам металл можно сварить только дорогостоящими методами, такими как контактная сварка латуни. Но это не так! Мы готовы доказать, что сварка латуни возможна даже в домашних условиях. В данной статье мы расскажем, как выполняется полуавтоматическая сварка аргоном и проволокой, поскольку такой комплект оборудования наверняка есть у многих домашних умельцев и работа с ним не так уж сложна.

Общая информация

Латунь — широко применяемый металл, в составе которого в большом количестве присутствует медь и цинк. При этом содержание цинка может достигать 50%. Благодаря цинку латунь приобретает улучшенные эксплуатационные характеристики, а себестоимость металла уменьшается.

Латунь изготавливают в промышленных индукционных печах, используя не только медные и цинковые заготовки, в составе могут присутствовать и другие металлы. Например, олово, алюминий, кремний и свинец. Все эти металлы обладают легирующими свойствами и улучшают характеристики латуни. Благодаря им цинк меньше испаряется, улучшаются антикоррозийные свойства, металл легче поддается нарезке. Словом, легирующие металлы придают латуни множество положительных качеств, тогда как в основе всегда остается цинк и медь.

Но, какими бы положительными свойствами не обладали легирующие добавки, у латуни все же есть свои особенности, из-за которых процесс сварки затрудняется. О них, и о технологии сварки латуни мы поговорим далее.

Особенности

Сварка латуни в домашних условиях и на предприятии всегда связана с некоторыми трудностями. У новичков часто получаются непрочные пористые швы, которые не проходят никакой контроль качества. Все дело в особенностях латуни как металла, именно они способствуют ухудшению качества.

Самая главная особенность — это активное испарение цинка во время сварки. Дело в том, что цинк плавится при относительно низкой температуре (около 400 градусов по Цельсию). Из-за этого образуются летучие вещества, которые вступают в контакт с кислородом. В таких случаях на поверхности сварного соединения образуется видимый белый порошкообразный налет. Он способствует ухудшению качества шва. Чтобы избежать этих проблем нужно правильно подобрать оптимальный режим сварки.

Технология сварки

Перед сваркой детали нужно подготовить. Кто-то рекомендует прокаливать заготовки, но мы считаем, что эта процедура излишняя. Мы рекомендуем подогревать только места стыков, и то в случае, если детали крупные и толстые. Что касается кромок, то их нужно разделывать на любых деталях. А вот зачистка необходима только деталям, толщина которых больше 5 миллиметров. Естественно, вне зависимости от толщины металла, с его поверхности нужно убрать грязь, краску и очаги коррозии.

Сварка латуни полуавтоматом выполняется с применением присадочной проволоки и защитного газа. Проволока должна быть изготовлена из латуни. В качестве газа рекомендуем использовать аргон, его можно легко найти в специализированных магазинах. При этом не обязательно покупать большие баллоны, в продаже имеются более компактные варианты по 10-15 литров, они легко поместятся в багажник и их можно перенести самому.

Вставьте проволоку в горелку и только после этого включайте полуавтомат. Установите на полуавтомате постоянный ток и прямую полярность. Проволока латунная сварочная будет подаваться в автоматическом режиме, но если вы уже имеете некоторый опыт ручной подачи проволоки, то можете делать это самостоятельно. В процессе работы следите за тем, чтобы проволока плавилась равномерно и полностью заполняла стык. Дуга должна быть длинной, чтобы уменьшить вероятность образования прожогов на поверхности металла.

Во время сварки вы будете слышать сильный треск. Не беспокойтесь, это абсолютно нормально, подобный звук образуется при испарении цинка. Ведите горелку ровно, не отклоняясь в стороны. После выполнения шва не нужно резко отводить горелку в сторону и отключать подачу газа. Отведите горелку плавно и пусть газ подается в сварочную зону еще секунд 10. После этого прекратите подачу газа.

Техника безопасности

В большинстве случаев сварка латуни относительно безопасна, даже в бытовых условиях, например, в гараже. Но учитывайте, что при плавлении выделяются пары цинка, а это уже может быть опасно для дыхательных путей, так что используйте респираторы. Не забывайте о других обязательных средствах защиты: одежде из плотной ткани, ботинок, не проводящих электричество, защитных перчаток и маске. Держите рядом огнетушитель.

Кстати, технике безопасности мы посвятили множество статей, вы можете ознакомиться с ними тут, тут, и тут. Чем лучше вы знаете правила и умеете применять их на практике, тем выше вероятность, что в критической ситуации вы сможете сохранить себе здоровье и жизнь.

Вместо заключения

Как вы понимаете, технология сварки латуни не так уж сложна, как может показаться на первый взгляд, но она все же имеет ряд особенностей. У новичков часто не получается правильно выполнить сварку, из-за чего они делают вывод, что работа с латунью им не по плечу. Не стоит отчаиваться! Все, что вам нужно, это полуавтомат, латунная проволока для сварки и баллон с аргоном.

К тому же, домашняя сварка не предполагает высочайшего качества швов, вам не нужно соблюдать ГОСТы и беспокоиться о недостатках своей работы. Это дает возможность свободно практиковаться, без переживаний за конечный результат. А вы когда-нибудь работали с латунью? Расскажите о своем положительном (или отрицательном) опыте в комментариях к этой статье.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector