Сварка латуни технология сварки аргоном, полуавтоматом, газовая

Сварка латуни аргоном в домашних условиях

Латунь является сплавом меди, содержащим цинк. Последний отличается более низкой температурой плавления и создает проблемы при соединении деталей: быстро начинает испаряться и взаимодействовать с кислородом. Сварка латуни аргоном — оптимальный метод создания металлоконструкций, снижающий вероятность появления дефектов шва.

Сварочные характеристики латуни

Решив заниматься сваркой деталей из этого сплава в домашних условиях, мастер должен ознакомиться со свойствами материала.

К особенностям латуни относятся:

  1. Вспомогательный металл (доля цинка у некоторых разновидностей сплава достигает 40%) при нагреве до 980 °С начинает кипеть и выгорать (температура плавления меди составляет 1080 °С, цинка — 420 °С). В области сварочной ванны собираются токсичные пары. Детали покрываются светлым налетом, мешающим нагреву.
  2. Расплав вступает в реакцию с водородом. В шве появляются пустоты и трещины. Соединение приобретает низкую прочность.
  3. Для получения качественного шва края защищают от перегрева. Для этого используют шлаковую или флюсовую обработку. Кроме того, локализуют водород, чтобы он не контактировал с расплавом. Для этого усиливают приток кислорода или насыщают рабочую зону инертным газом, замедляющим окисление.

Выбор присадки и электродов

Для аргоновой сварки латуни используют 2 типа стержней и присадочной проволоки:

  1. Угольные (графитовые). Они поддерживают устойчивую дугу, необходимую за закрытия зазора между соединяемыми элементами. Присадочный материал при сварке тонкостенных элементов не используют. Для соединения толстых заготовок применяют многокомпонентную проволоку из меди и цинка, покрытую бурой или иным флюсом.
  2. Латунные с концентрацией цинка до 40%. В состав электрода включают алюминий, марганец и другие легирующие добавки. Во время сварки такие стержни формируют наплавочный материал. Их используют в сочетании с проволокой КМЦ 3-1 или ЛК 80-3. Стержни этой марки содержат борный шлак, марганец, концентрат титана.

При выборе электродов учитывают химические и физические свойства деталей.

Перед сваркой стержни прогревают при температуре 200 °С в течение получаса.

Преимущества аргонодуговой сварки

К положительным сторонам рассматриваемого метода относятся:

  1. Отсутствие необходимости чрезмерного нагрева стыков. Это препятствует закипанию и выгоранию цинка, из-за которых деформируется шов.
  2. Инертность аргона. Он отличается от воздуха большей плотностью. Поэтому при своевременном начале подачи газа цинк не будет вступать в реакцию с кислородом.
  3. Высокая мощность дуги. Она обеспечивает достаточную скорость работы. Полученный шов отличается высоким качеством.

Несмотря на множество тонкостей, сварочный процесс не вызывает затруднений. Обучиться ему может и начинающий сварщик.

Как подготовить латунь

При выборе любого способа сварка деталей требует тщательной подготовки.

При работе с латунными элементами выполняют следующие действия:

  1. Очищают кромки от плотного оксидного налета. Для этого используют новые металлические щетки, не оставляющие на поверхностях частиц стали. На этапе заключительной обработки понадобится шлифовальная машина или наждачная бумага. Некоторые сварщики используют напильник.
  2. Разделывают заготовки. При толщине детали 1,5-6 мм этот этап пропускают. Тонкостенные изделия отбортовывают, выравнивая стыки. Толстые детали притупляют, выполняя Х-образную разделку для 2-стороннего провара соединения.
  3. Сопоставляют детали. При толщине более 1,5 мм зазор между деталями должен составлять 2 мм. Если уменьшить этот параметр, края будут нагреваться неравномерно, в шве появятся трещины. Для утолщения диффузного слоя расстояние между элементами увеличивают. От правильности установки зависит качество работ.

Технология сварки в газовой среде

После фиксации деталей в правильном положении приступают к основному этапу.

При выполнении работ учитывают следующие технологические особенности:

  1. Электрод размещают как можно ближе к поверхности свариваемых деталей. Слишком длинная дуга формирует непрочный шов, короткая помогает поддерживать оптимальную температуру в сварочной ванне.
  2. Электрод равномерно ведут вдоль линии соединения. Отсутствие разнонаправленных движений делает шов более эстетичным. Мастер должен обладать навыками, помогающими проваривать металл на нужную глубину.
  3. Присадочная проволока и электрод должны постоянно находиться в аргоновом облаке. Расходный материал подают с равномерной скоростью.
  4. Правильно выбирают угол подачи проволоки. Она должна размещаться перед горелкой.
  5. Газ подают непрерывно, начинают процесс за 10-15 секунд до появления дуги, заканчивают через 7-10 секунд после ее исчезновения.
  6. Электрод ведут вдоль шва медленно. При повышении скорости работы возрастает вероятность непровара. Необязательно проходить дважды при соединении тонких деталей.
  7. Кратер заваривают, постепенно снижая мощность дуги. Этот параметр регулируют реостатом.

Меры предосторожности

При использовании аргонодуговой технологии сварки сплава меди и цинка соблюдают следующие требования безопасности:

  1. Правильно организуют сварочный пост. Нельзя вести работы возле горючих материалов и жидкостей. На рабочем месте не должны присутствовать посторонние предметы, способные мешать при сварке.
  2. Обеспечивают постоянное проветривание рабочей зоны. При необходимости устанавливают систему принудительного отведения продуктов горения. Перед началом сварки убеждаются в работоспособности оборудования.
  3. Регулярно проходят инструктаж по технике безопасности. При работе на производственных площадках сдают соответствующие экзамены.
  4. При электросварке отказываются от использования редукторов и переходников для подключения нескольких аппаратов.
  5. Используют средства индивидуальной защиты. Пары цинка ядовиты, предотвратить их попадание в дыхательные пути помогает респиратор. Обязательным условием является ношение сварочной маски.

Инструкция для домашних условий

В быту изделия из латуни можно сварить с помощью паяльной лампы. В качестве флюса, защищающего сварочную ванну от воздействия кислорода, используют недорогой борат натрия.

Нередко для пайки латуни готовят медно-серебряные припои. При использовании электродугового оборудования работу желательно вести в хорошо проветриваемом гараже или на улице.

При этом особенно тщательно подбирают средства индивидуальной защиты. Нельзя применять самодельные маски и брезентовые рукавицы. Перед началом работы тренируются на ненужных латунных деталях.

Читайте также:  Метиловый спирт, этиловый спирт, как отличить метиловый от этилового, метанол, этанол - Экспресс газ

Другие варианты сварки

Для соединения латунных деталей могут использоваться и такие способы:

  1. Электродуговая сварка. Процесс ведется под постоянным током обратной полярности. Сварочная дуга имеет минимальную длину, что замедляет выгорание цинка. Перед началом работы детали нагревают до 300 °С. После завершения процесса требуется проковка стыка. Температуру заготовок снижают постепенно, принудительное охлаждение недопустимо.
  2. Газовая сварка. Помогает сформировать качественный прочный шов. Недостатком считают быстрое испарение цинка. Использование окислительного пламени горелки решает эту проблему. Оно должно содержать больше кислорода, чем водорода. Под влиянием такой смеси на поверхности появляется пленка, не пропускающая воздух.

Металлоконструкции, не испытывающие высоких нагрузок, можно заваривать любым способом.

Как паять латунь: как выбрать флюс, припой и подходящий инструмент

Сплав меди с цинком, известный с давних времен, широко применяется и в наше время. Латунь обладает высокой прочностью, стойка к коррозии, пластична. Благодаря таким свойствам из нее изготавливают детали механизмов, элементы конструкций, вынужденных постоянно контактировать с агрессивными средами. Несмотря на надежность материала, в латунных изделиях иногда появляются разнообразные дефекты, требующие ремонта, — изломы, отверстия, трещины. Одним из способов восстановления элементов является пайка. Процесс этот не отличается большой сложностью, однако имеет свои особенности, поэтому крайне важно знать, как паять латунь. Знакомство с технологией пайки позволит успешно проводить такие работы даже в домашних условиях.

В чем особенности технологии?

Этот метод получения неразъемных соединений не настолько популярен, как сварка. Причина — более низкий показатель прочности пайки. Швы образуются благодаря расплавлению присадочного материала, называемого припоем. Самое главное отличие пайки — температура плавления, которая должна быть ниже, чем у соединяемых элементов. Они не меняют агрегатного состояния, что дает возможность надежного скрепления разнородных материалов.

Низкотемпературное воздействие на спаиваемую поверхность сделало пайку незаменимой, а в некоторых случаях единственно возможной: например, когда требуется получить неразъемное соединение разнородных металлов. Целостность обрабатываемых деталей — главное преимущество такой технологической операции, так как она позволяет работать с самыми мельчайшими элементами, не опасаясь за их деформацию или изменение структуры.

Пайка особенно актуальна в электронике, где приходится работать с миниатюрными, очень хрупкими микросхемами, и электрике, когда возникает необходимость в соединении либо наращивании проводников.

Классификация латунных сплавов

Латунь бывает двойной либо многокомпонентной. В первом случае в состав входит только медь и цинк, повышающий твердость сплава. В роли других компонентов, улучшающих его физические, химические характеристики, выступают алюминий, железо, кремний, марганец, никель, олово, свинец и другие элементы. По этой причине необходимо заранее точно узнать состав латуни, это поможет определить способ, а также специфику пайки.

Латунь классифицируется по химическому составу:

  1. Двухкомпонентная (двойная, простая). Она состоит только из меди и цинка. Процентное соотношение этих компонентов может быть различным. Эти составы маркируются буквой «Л» и числом, всегда указывающим количество меди. Например, Л90 содержит от 88 до 91% меди, на долю цинка приходится 8,8-12%. Примеси есть, но их количество минимально — около 0,2%.
  2. Многокомпонентная (специальная). Эта латунь имеет большое количество ингредиентов, повышающих коррозионную стойкость сплава, его прочность, твердость. Его маркируют по-другому: к букве «Л» добавляют еще одну, означающую легирующий элемент, появляется еще одна цифра — процентное содержание легирующего металла. Например, ЛА77-2 — латунь алюминиевая, она содержит 77% меди, около 2% алюминия, а остальное — цинк. Все подобные сплавы называют в «честь» легирующего элемента: железистая, кремнистая, никелевая, марганцовистая, свинцовистая и т. д.

Латунь идет на изготовление различных изделий. По степени обработки эти сплавы делят на:

  • деформируемые, из них производят болты, гайки, детали автомобилей, латунные ленты, листы, проволоку, патрубки, трубы;
  • литейные (арматура, втулки, детали приборов, подшипники, штуцера гидросистемы автомобилей).

По процентному содержания цинка латуни разделяют на:

  1. Красную (томпак), имеющую в составе 5-10% этого компонента. Такие сплавы идеальны для ювелирных украшений, статуэток и подобных художественных изделий.
  2. Желтую, здесь процент цинка составляет 21-36%.

Причина популярности латуни — ее долговечность, надежность, устойчивость к перепадам температур, к механическим воздействиям. Поэтому детали, изготовленные из этого сплава, широко используют в системах водоснабжения, обустройстве канализации, в машино- и приборостроении. Латунные изделия имеют длительный срок службы, однако это справедливо лишь в том случае, если не нарушаются их правила эксплуатации.

Эффективность и препятствия

Есть несколько технологий, позволяющих без труда сваривать детали или изделия из латуни, однако они не отличаются простотой, обещают ощутимые затраты, требуют от мастера определенных навыков работы. Пайка — альтернатива, которая проще технологически, а значит, этот вариант подходит и для домашнего мастера, так как нет необходимости в высокой квалификации исполнителя.

Если содержание цинка в сплаве не слишком высоко, то на пути к цели не возникает непреодолимых препятствий: справиться с поставленной задачей позволяет простая пайка с использованием обычной канифоли. Когда процентное содержание данного металла в латуни превышает цифру 15, необходимы специальные флюсы.

Причина — сильное испарение во время пайки меди и цинка, оно приводит к образованию на материале крепкой оксидной пленки, а ее удалить довольно сложно. Поэтому без специальных припоев и нейтрализующих флюсов идеального результата добиться не получится.

Выбор оптимальных материалов

Прежде чем искать оптимальный вариант для пайки латуни, необходимо установить ее марку. Только в этом случае можно гарантировать приемлемый результат операции.

Читайте также:  Как правильно приклеить кромку на ЛДСП столешницу своими руками

Выбор подходящего припоя

Это материал, обычно сплав, которым спаивают элементы. Главная его особенность — температура плавления, обязанная быть ниже, чем у соединяемых металлов. Типичные примеры сплава — олово со свинцом, чистое олово. Однако качество, механическая прочность такого сцепления и внешний вид очень далеки от идеала. Причины низкого качества — поры, появляющиеся в результате испарения цинка. Чтобы обеспечить надежный контакт, температура плавления материала обязана быть значительно ниже латунной, а припой должен обладать отличной адгезией с этим сплавом.

  1. Для пайки латуни, содержащей большое количество меди, лучше брать составы, относящиеся к медно-цинковым припоям, так как в результате присадки цинка снижается температура плавления данных сплавов. Например, припои ПМЦ54 и ПМЦ-48 плавятся при температуре 880°, ПМЦ-36 — при 800-825°.
  2. Для таких же сплавов можно пользоваться серебряными припоями — марки от ПСр12 до ПСр72. Если в латуни большее содержание цинка, то рекомендованы аналогичные припои, однако не ниже ПСр40.
  3. Относительно недороги медно-фосфорные припои — МФ-1, МФ-2, МФ-3. Они пластичны, но обладают хорошей электропроводностью. Если механические и вибрационные нагрузки будут велики, то лучше приобрести припои с серебром.
  4. Если необходимо гарантировать особую прочность, то выбирают твердые медные сплавы: например, универсальный L-CuP6.

Последняя марка припоя имеет диапазон температур — 710-880. Она предназначена для работы с бронзой, красной бронзой, латунью, а также медью, при монтаже труб, радиаторов, системы отопления. При использовании серебряных или фосфорных припоев надо учитывать, что латунь интенсивно растворяется, поэтому время обработки (нагрева и пайки) необходимо сократить.

Флюсы: самодельные или готовые

Флюсы очищают поверхность металлов от жира, а также предотвращают образование оксидной пленки. Их тоже подбирают в зависимости от состава сплавов. Для соединений меди достаточно одной лишь канифоли, однако для латуни уже необходимо более агрессивное средство. Самый простой вариант флюса для пайки латуни — смесь буры с борной кислотой (1:1). Ее заливают водой (5 мм на 1 г), кипятят, помешивая, потом остужают. Однако лучшими характеристиками обладают «профессионалы» — покупные составы.

  1. Флюс Бура. Он известен очень давно, однако с тех пор не растерял своих поклонников. Причина популярности — его качественная работа.
  2. Не менее эффективны другие марки: ПВ-209 (от 700 до 900°), ПВ-209Х (от 650 до 850°).

Популярные импортные марки — немецкие порошки FELDER Cu-Rosil, Chemet FLISIL-NS-Pulver, флюс-паста Chemet FLISIL-NS-Paste. На рынке существует множество флюсов, предназначенных и для пайки латуни — как импортных, так и отечественных, поэтому с выбором проблем не возникнет.

Два метода пайки латуни

Как уже было замечено, самая большая сложность в работе с латунью — образование при нагреве сплава оксидной пленки, с которой канифоль (даже в компании со спиртом) справиться не в состоянии.

Использование паяльника

Для пайки этого сплава необходим мощный аппарат — как минимум 500 Вт, максимум — 1000 Вт. Связано это требование с высокой температурой плавления — как сплава, так и припоев. Однако исключения есть: это латунные сплавы, имеющие более низкую температуру плавления (большой процент меди). Лучший вариант — паяльная станция, дающая возможность регулировать нагрев жала паяльника. Оптимальный параметр — 350°. Это оборудование позволит избежать перегрева зоны паяния.

Если в сплаве преобладает медь, то в этом случае можно использовать инструмент скромной мощности — 100 Вт. В роли флюса используют ортофосфорную либо паяльную кислоту: перед пайкой поверхности латунных изделий тщательно обрабатывают. В качестве припоя используют ПОС-60 (олово-свинец).

Пайка латуни с помощью газовой горелки и паяльника

Пайка является одним из способов соединения двух деталей, при котором плавится только соединяющий материал, а поверхности самих элементов полностью сохраняются. С помощью такого способа можно соединять разнородные материалы, довольно мелкие элементы, хрупкие микросхемы, соединять или нарастать провода, крепить пластины из твердых сплавов, осуществлять антикоррозийную обработку.

Чаще всего делать сплавку приходиться по латуни, которая является сплавом цинка и меди. Поэтому перед началом работ паяльником следует изучить особенности применения этого материала.

Пайка латуни – некоторые особенности

Чаще всего пайка латуни выполняется газовой горелкой, а в качестве припоя применяется бура, олово или другие аналогичные материалы. В домашних условиях для такой работы можно использовать паяльник или специальный графитовый электрод.

В принципе пайка латуни напоминает обработку чугуна, меди, стали. Однако она имеет свои тонкости и особенности, которые обязательно необходимо учитывать.

Для пайки латуни очень важно подобрать флюс. В процессе соединения с поверхности обрабатываемого сплава должна быть удалена оксидная пленка. Обыкновенный канифольно-спиртовый флюс этого сделать не способен, поэтому необходимо использовать более активные компоненты, содержащие в своей основе хлористый цинк.

Припой для пайки латуни следует подбирать особенно тщательно. Для работы со сплавом, в котором большое содержание меди, отлично подойдут медно-фосфорные и серебряные компоненты. Можно использовать и саму латунь, но при этом нужно учитывать, что ее температура плавления в качестве припоя должна быть ниже, чем у основного сплава. Довольно часто латунь соединяют с помощью твердого припоя, например, L — CuP 6. Такие соединения получаются очень прочными.

Процесс пайки латуни

Для максимальной эффективности работ необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

  • газовую горелку;
  • медь;
  • графитовый тигель;
  • серебро;
  • асбестовое основание;
  • борную кислоту.

В некоторых случаях может понадобиться бронза.

Читайте также:  Проверить права на лишение по базе ГИБДД онлайн по паспорту и фамилии

Подготовка припоя

В первую очередь необходимо подготовить тенол, в состав которого будет входить две части серебра и одна часть меди. Для этого с помощью газовой горелки медь и серебро необходимо будет расплавить и отвесить нужное количество материала. Далее, сплавы помещаются в тигель и греются все той же газовой горелкой.

Расплавленные медь и серебро перемешиваются с помощью проволочки, и тигель ставится в холодную воду. Застывший припой расплющивается и нарезается. Затем крупным напильником из него натирается стружка.

Размеры графитового тигеля должны быть примерно 20х20 миллиметров. Изготовить его можно из графитовых углей (контактные троллейбусные элементы).

Подготовка флюса

Для этого берется 20 грамм порошка буры и 20 грамм порошка борной кислоты. Ингредиенты тщательно перемешиваются и заливаются 250 миллилитрами воды. Затем полученная смесь подвергается кипячению и остужается.

Для соединения латунных деталей можно применить и готовые составы. Среди отечественных хорошо зарекомендовали себя флюсы:

  • ПВ-209Х;
  • ПВ-209;
  • Бура.

Из импортных можно отметить флюс-пасты немецкого производителя Chemet.

Припой и флюс готовы, теперь можно приступать непосредственно к пайке. Для этого подготовленные детали необходимо аккуратно положить на основание из асбеста и приступать к процессу пайки.

  1. Поверхность соединяемых деталей обработать флюсом и очень аккуратно посыпать стружкой припоя.
  2. Теперь спаиваемые элементы нужно потихоньку греть. Делать это следует медленно и осторожно, чтобы они не перегрелись и не деформировались.
  3. Сначала нагреть надо чуть-чуть, чтобы припой немного расплавился и схватил детали. Потом примерно до 700 градусов. Припой будет затекать в щели и крепко спаивать элементы. На этом этапе особое внимание надо уделить температуре плавления. Разница плавления латунных деталей и припоя составляет всего 50 градусов, поэтому надо следить за тем, чтобы не перегреть обрабатываемые материалы. В противном случае можно получить один большой слиток.
  4. Полученный в результате шов должен иметь один цвет со спаиваемым материалом. Происходит это из-за диффузии основного металла в припой.
  5. Последний этап – это очистка полученного изделия от остатков флюса в виде наплывов и стекловидных капель. Чтобы от них избавиться, изделие нужно промыть в трехпроцентной горячей серной кислоте. Для этого элементы следует опустить в нее на короткое время и затем тщательно промыть проточной водой. Нагреть серную кислоту можно в пробирке из кварцевого стекла, поместив ее на газовую плиту. Чтобы самим не взаимодействовать с кислотой, обработанные детали перед очисткой рекомендуется на что-нибудь подвязать.

Если сравнивать такой метод пайки с соединением элементов при помощи олова, то простотой он не отличается. Но время будет потрачено не зря, так как соединение будет иметь повышенную надежность и прочность.

Латунь – пайка паяльником

Латунь и медь или латунь и материалы, содержащие медь, можно соединять низкотемпературной пайкой с помощью паяльника мощностью в 100 Вт.

В качестве припоя необходимо использовать оловянно-свинцовый сплав ПОС60 или выше. Флюсом может послужить ортофосфорная или паяльная кислота.

Перед работой с латунью следует удалить окисную пленку и обезжирить поверхность. Пайка должна производиться при хорошем разогреве паяльника.

Кроме этого, перед пайкой необходимо уделять тщательное внимание обработке поверхности флюсом, которая проводится непосредственно перед поднесением разогретого паяльника с припоем.

С помощью паяльника можно соединять латуни с применением припоев из серебра (ПСр40 и выше). Однако мощность паяльника должна быть от 0,5 до 1 кВт, а температура разогрева — от 500С. Флюс рекомендуется использовать на основе буры или можно применить концентрированную ортофосфорную кислоту.

Таким способом можно заливать различные образовавшиеся в латунных массивных изделиях (радиаторах) дефекты.

Пайка латунью

Сплавы из латуни в качестве припоя довольно часто применяются в строительстве при работе с большинством металлов. С их помощью можно соединять детали из меди, стали и даже чугуна.

Так, например, чугунные элементы достаточно трудно сварить, так как для этого необходим специальный электрод, флюс и серьезный разогрев. В то же время их достаточно легко можно соединить с помощью латунного припоя.

Очень распространен способ пайки латунью при соединении труб встык, где очень важно, чтобы постоянным оставалось их внутреннее сечение. После применения такого метода внешние габариты остаются практически неизменными, внутреннее сечение сохраняется, а стык надежно герметизируется.

С помощью латунного припоя можно соединять различные детали систем охлаждения в электронных приборах, медные трубки жидкой системы охлаждения в мощных серверах.

Однако следует иметь в виду, что латунные швы по прочности уступают сварному соединению, поэтому относиться к ним следует бережно.

В некоторых случаях применяется лужение или пайка латунью стали. Ее используют для нанесения на поверхность деталей из стали антикоррозийного покрытия. Лужение чаще всего подходит для обработки небольших единичных изделий, в промышленных масштабах оно практически не применяется.

При соединении деталей из низколегированных и углеродистых сталей иногда используется твердая пайка, где латунный припой должен иметь температуру плавления выше 450 градусов.

В процессе пайки латунных сплавов следует иметь в виду, что могут выделяться ядовитые для человека пары цинка. Поэтому в помещении, где будут проводиться работы, должна быть хорошая вентиляция.

При наличии всех необходимых материалов и инструментов и строгом соблюдении рекомендаций, результаты пайки латуни будут самыми положительными. Всю работу можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, которая стоит весьма недешево.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector