доступные технологии и их нюансы
Бронза среди материалов получила большую популярность. Но существенно портят всю картину сложности, возникающие во время проведения сварочных работ. Многие понимают, что бронза – это не химический элемент, а сплав, однако не каждый знает о том, что состав материала может быть различным.
В общем смысле под бронзами подразумевают сплавы меди, в которые добавлены такие легирующие элементы, как алюминий, олово, кремний или марганец.
Сразу отметим, что по ряду физических свойств бронза схожа с латунью. В частности, для этих материалов определены идентичные способы сварки. В металлургии же существует четкое разделение сплавов. Если в качестве основного элемента используется медь с цинком, то образованный сплав называется латунью.
Виды бронзы определяются, в зависимости от того, какой элемент используется для легирования. В простейшей классификации бронзы можно разделить на оловянные и безоловянные. Оловянная бронза в своем составе, помимо меди и олова, может иметь никель, фосфор, цинк. Считается, что именно добавление в сплав олова делает его более качественным.
Особенности
Нередко при варке оловянной бронзы наблюдается такое явление, как образование застывших капель. Происходит это по той причине, что легкоплавкие фракции всплывают на поверхность. Такие компоненты, как свинец и цинк, подлежат угару. Их температура кипения ниже, чем у меди, поэтому происходит процесс естественного испарения.
Следует контролировать тип пламени. Оно должно быть строго нормальным. В окислительном пламени выгорает олово, а науглероживающее пламя приводит к появлению пор. Расход ацетилена при газовой сварке должен составлять 70-120 литров в час на 1 мм толщины листа металла. Поверхность должна находиться в зоне восстановительного пламени, что составляет 7-10 мм. Только так можно снизить степень выгорания олова.
Детали из литой бронзы рекомендуется предварительно разогреть до температуры 450°C градусов. Присадочным материалом служит проволока БрОЦ4-3 или БрОФ6,5-0,15. Сложности сварки алюминиевой бронзы связаны с образованием оксидной пленки, которая имеет высокую температуру плавления. С ней можно бороться только при наличии специального флюса. В качестве последнего выступает вещество, содержащее фтористый натрий, хлористый натрий, хлористый барий и хлористый калий. Кремнистая бронза, в отличие от остальных видов сплавов, неплохо сваривается за счет присутствия таких элементов, как кремний и марганец.
Существуют особенности, характерные для любого сплава, содержащего медь. Об этих особенностях сварщик обязан знать, ведь он в обязательном порядке столкнется с определенными сложностями. Наличие в сплаве меди определяет его физические свойства. Теплопроводность бронзы, как и латуни, достаточно высокая, вследствие этого приходится учитывать интенсивную отдачу тепла. Быстрая кристаллизация сопровождается образованием трещин. Здесь оказывает влияние еще один фактор – высокий коэффициент теплового расширения. При кристаллизации металла происходит его «стягивание», в результате чего возникают внутренние напряжения.
Бронза широко применяется художниками и скульпторами при изготовлении бюстов или памятников. Из нее делают фурнитуру и элементы декора. Сварочные работы должны обеспечивать не только надежное соединение, но и эстетичный вид. Наличие в сплавах таких элементов, как цинк, олово или свинец во многом определяет особенности сварочных работ.
Выгорание перечисленных элементов обусловлено существенной разницей в температурах кипения. После плавления металла в сварной ванне происходит поглощение атмосферного кислорода. С ним вступают в реакцию легирующие элементы. На поверхности ванны образуется пленка. Параллельно с этим в металл попадает водород, и при кристаллизации остаются поры. Они существенно снижают качество сварного шва.
Мнение эксперта
Багров Виктор Сергеевич
Сварщик высшего 6-го разряда. Считается мастером своего дела, знает тонкости и нюансы профессии.
Необходимо строго соблюдать технологию сварки. Несоблюдение параметров приводит к появлению трещин и прочих дефектов.
Часть проблем удается решить, обеспечив защиту ванны инертным газом. Чаще всего используется аргон. Все вышеописанное указывает на то, что сварка бронзы является достаточно сложным процессом, поэтому сварщик обязан обладать определенными знаниями и опытом.
Подготовка к работе
На сегодняшний день сварка бронзы, как и прочих сплавов, содержащих медь, осуществляется тремя способами: ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка и газовая сварка. Подготовительные работы определены для каждого вида работ и не зависят от выбора способа сварки. Необходимость подготовки металлических поверхностей продиктована требованиями к сварочному шву.
Первым делом путем механической обработки необходимо сформировать кромки, которые будут прилегать друг к другу максимальной площадью. Затем наждачной бумагой или любым инструментом с абразивом придется отполировать торцы до появления характерного золотистого блеска. Данную процедуру нужно выполнять в любом случае, так как бронза быстро покрывается слоем окисла, который может препятствовать формированию качественного шва.
Если нет возможности провести механическую обработку, а кромки находятся в нормальном состоянии, то избавиться от окисла можно с помощью раствора азотной или соляной кислоты.
Ручная дуговая сварка
Сварка бронзы чаще всего необходима при проведении ремонтных работ, исправлении брака или при наплавке. Можно применять предварительный подогрев детали до 350-450°C градусов, однако следует помнить, что при высокой температуре прочность бронзы снижается. Ручная дуговая сварка ведется в нижнем положении. В качестве расходного материала применяются металлические или угольные электроды.
- При использовании металлического электрода выставляется постоянный сварочный ток обратной полярности.
- Угольные электроды требуют прямой полярности.
Возможна сварка и переменным током, однако для стабильной дуги сила тока должна быть существенно выше. Если при постоянном токе она выбирается исходя из расчета 40 А на 1 мм (диаметр электрода), то для переменного тока показатель возрастает до 80 А. Шов накладывается непрерывно, без поперечных движений электрода.
Литые детали из бронзы после сварки следует отжигать при температуре 500°C градусов. Прокат проковывается без разогрева. Фосфористая бронза подлежит дуговой сварке, но использовать рекомендуется электроды, в состав которых входит олово, фосфор и медь. Электроды для оловянной бронзы содержат цинк, олово, свинец, фосфор, никель, железо и медь. Алюминиевая бронза сваривается медными прутками, в которых присутствует алюминий, марганец и железо. Наплавка бронзы осуществляется бронзовыми электродами ОСЦ-5-3-20 или АЖ-9-4.
Аргонодуговая
Данный тип сварки принципиально схож с ручной дуговой сваркой. Отличие заключается лишь в том, что процесс происходит в среде защитного газа. Аргон тяжелее воздуха, поэтому он образует защитную зону, через которую к сварочной ванне не поступает атмосферный кислород. Аргонодуговая сварка может осуществляться неплавящимися вольфрамовыми электродами или плавящимися электродами, роль которых выполняют прутки.
Именно аргонодуговая сварка наиболее часто применяется при работе с бронзой и латунью. В особенности такое предпочтение отдается при толщине металла, превышающей 5 мм. Производительность сварки достаточно высокая, однако сам процесс требует от сварщика наличия определенной квалификации. Электрическая дуга, образованная между поверхностью металла и электродом, частично расплавляет кромки, после чего происходит соединение с образованием шва. Как было уже сказано выше, требуется предварительная подготовка кромок.
Существует ряд рекомендаций, позволяющий получить высококачественное соединение деталей из сплавов меди.
- Шов желательно формировать небольшими участками.
- При финализации процесса постепенно понижается напряжение, а затем дуга уводится в сторону.
- Для предотвращения испарения легирующих элементов применяют специальные присадки, содержащие кремний, алюминий или бор.
Сварка бронзы и латуни сопровождается выделением токсичный веществ, поэтому осуществляется с соблюдением всевозможных мер безопасности. Аргоновая сварка имеет ряд преимуществ перед остальными типами соединения.
- Получение эстетичного шва.
- Экономичность процесса.
- Не нужно очищать деталь от шлака.
- Для бронзы аргоновая сварка является наиболее предпочтительной.
- Аргоновой сваркой можно наплавлять детали, восстанавливая их прежнюю форму (например, при износе).
- Имеется возможность работать с тонколистовым металлом.
Газовая
Газовая сварка медных сплавов используется преимущественна для того, чтобы максимально снизить угар легирующих элементов. Сварочное пламя настраивается так, чтобы отчетливо выделялись три зоны. Поверхность металла должна находиться на границе второй и третьей зоны. Работа с кремнистой бронзой требует наличия окислительного пламени. Оно получается при горении смеси кислорода и ацетилена, если соотношение первого газа ко второму составляет 1,2. Бронза, содержащая алюминий, при сварке доставляет немало проблем, так как образуется пленка из оксида алюминия, сгущающая содержимое сварочной ванны.
При отсутствии предварительной и последующей термообработки шва качество и прочность соединения, полученного при помощи газовой сварки составляет 85% от прочности основного метала. Хороший результат можно получить только после проковки шва. Газовая сварка требует от мастера большого опыта. При низкой скорости ведения горелки в металле могут образовываться поры. Необходимо правильно подобрать мощность горелки, состав газа, исходя из типа бронзы и толщины заготовки.
специфика, подготовительные работы и технология процесса
При сварке бронзы необходимо учитывать множество особенностей. Например, оловянная бронза сваривается методом газовой сварки, а для алюминиевой и кремниевой бронзы используется дуговая или аргонодуговая сварка. Каждый вид сплава имеет свои особенности, но имеются и общие правила: при дуговой сварке устанавливается обратная полярность тока и соединяются заготовки не сплошным швом, а прерывистым.
Специфика сварки бронзы
Вся работа усложняется из-за большого количества примесей, содержащихся в бронзе. В процессе сварки некоторые вещества выгорают и создают пористый шов, что имеет весьма отрицательное влияние на качество полученного шва. Этого недостатка удаётся избежать, используя похожие по составу со свариваемым металлом сварочные прутки. При нагреве бронзы более 500 градусов значительно возрастает её хрупкость. Поэтому нужно не допускать резких механических воздействий, а также минимизировать необходимость перемещения изделия во избежание появления трещин.
Подготовительные работы и процесс
Сварке предшествуют подготовительные работы. Вначале подготавливаются свариваемые части. Необходимо провести очистку поверхности заготовок от остатков формовочной смеси, окалины и прочих отложений, если потребуется. Поверхность заготовки начищается до блеска с помощью металлической щётки. Кромки разделываются V-образной формой под углом 70-90 градусов.
Для места проведения работ нужно выбрать помещение с хорошей вентиляцией, так как во время сварки бронзы выделяются вредные испарения.
Под место будущего шва рекомендуется подкладывать графит или асбест. Все свариваемые элементы необходимо надёжно закрепить для предотвращения появления брака.
По краям соединяемых частей наносится флюс. Флюс можно использовать такой же, как и при сварке меди. Перед началом работы нужно выполнить предварительный нагрев примерно 300-350 градусов по Цельсию. К соединяемым деталям горелка подносится под углом 90 градусов. Чтобы избежать выгорания олова, нужно держать ядро огня на расстоянии 7-10 мм от места сварки деталей. В процессе сварки бронзы нужно перемешивать сварочную ванну присадочным прутком. Для того чтобы убрать возникающие окислы, периодически добавляется флюс. Далее проводят термообработку изделия и закаляют в холодном состоянии. Избавляются от остатков флюса при помощи серной или азотной кислоты.
К работе с бронзой допускаются только мастера высокого уровня, которые уже имеют опыт и знают специфику работы с данным металлом.
Сварка бронзы аргоном
В аргонодуговой сварке используют вольфрамовые электроды. Для работы с такими электродами применяют аппараты TIG. Сварка выполняется специальной горелкой, при этом электрод должен выступать на 2-5 миллиметров. Газ поступает через керамическое сопло, находящееся вокруг электрода. В качестве присадочного материала используются бронзовая проволока или бронзовые стержни диаметром 5-12 мм. Нужно внимательно выбирать присадочный материал: его химический состав должен совпадать со свариваемым материалом.
Если толщина свариваемых деталей находится в диапазоне от 1,4 до 2,5 мм, то можно не использовать присадочный материал, а соединение осуществляется с использованием постоянного тока с прямой полярностью.
Опытные сварщики советуют выбирать диаметр электрода по следующей таблице.
| Толщина металла (мм) | Диаметр электрода (мм) |
| 2 | 2-3 |
| 3 | 4 |
| 4 | 4-5 |
| 5 | 5-6 |
| 6 | 5-7 |
| 7-8 | 6-7 |
| 9-10 | 6-8 |
Сила тока рассчитывается в соотношении 30-40 А на 1 мм диаметра электрода. Также можно применять переменный ток, используя при этом осциллятор. В этом случае используется соотношение 75-80 А на 1 мм диаметра электрода. Для бронзы нужно приобретать аргон марки В.
Началу сварочных работ предшествует тщательная очистка заготовок с помощью щёток и химических растворов.
При проведении аргонодуговой сварки бронзы швы соединяются вплотную, чтобы не осталось зазора. Самыми прочными получаются швы, сделанные на отожжённой бронзе.
Нужно помнить, что при соединении металла толщиной свыше 1,8 мм велика вероятность возникновения единичных пор. Они образуются на участке перехода ото шва к основе. Это происходит по причине того, что в бронзе находится растворённый водород, поступающий из аргона. Влага может находиться как в аргоне, так и на поверхности свариваемых деталей. Кроме того, материал поглощает водород в процессе отжига бронзы газом. Технический газ, которым проводят обработку, в составе содержит 12% водорода.
На свариваемые детали подаётся электричество. Присадочную проволоку к сети подключать не нужно. В одну руку берётся горелка, в другую – проволока. За 20 секунд до начала работы нужно нажать на горелке кнопку включения газа.
Нужно удерживать дистанцию в 2 мм между горелкой и местом шва. Благодаря этому, образуется электрическая дуга между электродом и свариваемым частями. Сварщик перемещает горелку вдоль шва и равномерно подаёт проволоку.
Запрещается прикасаться к рабочему столу во время зажжения дуги. Для этих целей используется осциллятор, который подаёт импульс электроду с частотой от 150 кГц и напряжением не менее 2 000 В.
Сварка бронзы в домашних условиях
Сварка бронзы используется для того чтобы производить не только сваривание металла, но и для исправления дефектов литья и наплавки металла на детали. Бронза с высоким содержанием алюминия практически не поддается сварке с применением стандартных приемов в работе. Тугоплавкая окись алюминия практически не позволяет работать, сваривая металл.
Бронза сваривается с помощью угольных, не плавящихся вольфрамовых и металлических электродов. Сваривание бронзы производится быстро с ограниченным нагреванием основного металла и размера сварочной ванны, ускоряя затвердевание и охлаждение ванны. Как присадку используют прутки из бронзы с большим содержанием фтора, а флюсы с подогревом при угольной дуге не являются обязательными.
Отличные результаты достигаются за счет сваривания металлическими электродами с бронзовым отлитым стержнем. Газовое сваривание бронзы производят, предварительно подогревая свариваемую деталь до температуры 450 градусов по Цельсию. Для работы используются специальные присадочные прутки, которые наиболее близки или идентичны по составу к свариваемому металлу. Диаметр присадочных прутков колеблется в пределах 5 – 8 миллиметров. Бронза – это жидко текучий металл, поэтому ее сваривают только в нижнем положении сварного шва.
В работе с бронзой нужно быть внимательным, потому что при температуре от 550 до 650 градусов по Цельсию бронзовые детали становятся хрупкими и имеют низкую прочность. Флюс для сварки бронзы должен иметь такой состав: бур – 50%, борная кислота – 35% и 15% фосфористокислого натрия. После проведения сварочных работ, требуется произвести отжиг при температуре 450 – 500 градусов по Цельсию и в дальнейшем охлаждая детали в воде. Сварочный шов можно подковать при сваривании прокатной бронзы, а газовая сварка дает прочность 75 – 90% от прочностных качеств основного металла.
Сваривание стали и цветных металлов разительно отличается, потому что у цветных металлов есть свои свойства, которые отличаются от свойств стали и чугуна. Отличиями цветных металлов является высокая теплопроводность, высокая скорость вступления в реакцию с газами, которые содержатся в атмосфере. Для того чтобы исключить такие действия, необходимо правильно подобрать способ сварки и подготавливать детали к сварке по предоставленной инструкции.
Благодаря развитию современных технологий сваривания, работу с бронзой можно производить не только на предприятии, но и в обычных домашних условиях, под водой и даже в космосе. Процедура сваривания бронзы зависит от химических и физических свойств свариваемого металла. Для работы с бронзой применяется газовое сваривание, потому как его можно считать одним из несложных способов сварки металлов, соответствующих бронзе по свойствам и химическому составу.
Можно ли сварить медь со сталью? — Aргонодуговая сварка — TIG
weld.in.ua/forum/archive/index.php/t-90.htmlНиже по тексту.
Цитирую: «Сварка стали с медью и ее сплавами.
В равновесном состоянии при комнатной температуре медь растворяется в alfa — Fe в количестве до 0,3 %, a железо в меди в количестве до 0,2%. Хрупких — интерметаллидов не образуется. В связи с большими скоростями охлаждения при сварке в переходном слое образуется пересыщенный твердый раствор меди с железом, но при содержании до 2-2,5% Fe структурно-свободное железо не обнаруживается. Граница сплавления между сталью и медью — резкая, с включениями фазы, обогащенной железом различного размера. Со стороны стали, примыкающей ко шву, размер зерна
увеличивается в пределах зоны шириной 1,5-2,5 мм. Микротвердость зоны сплавления достигает 580-620 кгс/мм2.
Ухудшает взаимную растворимость железа и меди наличие в стали углерода, а улучшает марганец и кремний. Марганец снижает критическую точку А3 и расширяет область а-твердого раствора, в котором медь растворяется в значительно большем количестве, а кремний раскисляет сварочную ванну и упрочняет зерна твердого раствора.
Затруднения при сварке и наплавке меди на сталь связаны с ее физико-химическими свойствами, высоким сродством меди к кислороду, низкой температурой плавления меди, значительным поглощением жидкой медью газов, различными величинами коэффициентов теплопроводности, линейного расширения и т. д.
(Одним из основных возможных дефектов при сварке следует считать образование в стали под слоем меди трещин, заполненных медью или ее сплавами. Указанное явление объясняют расклинивающим действием жидкой меди, проникающей в микронадрывы в стали по границам зерен при одновременном действии термических напряжений растяжения.
В углеродистых и низколегированных сталях (СтЗ, 10ХСНД и т. п.) трещин мало и размеры их невелики, а в сталях, имеющих аустенитную структуру, в частности типа 18-8, количество и размеры трещин резко возрастают. Для сталей типа 18-8 эффективным барьером для упомянутых трещин является введение ферритной фазы. При содержании феррита свыше 30% в стали типа 18-8 проникновение меди в сталь не наблюдается; это объясняется тем, что феррит не смачивается медью и проникновения меди в микронадрывы не происходит.
Для уменьшения опасности образования указанных трещин рекомендуется вести сварку на минимальной погонной энергии в качестве присадочного металла применять никелевый сплав МНЖ 5-1 или бронзу БрАМц 9-2. Наличие никеля и алюминия снижает активность воздействия жидкого металла в микронадрывах на стали, что уменьшает опасность образования глубоких трещин в стали.
Медь, латунь и бронза успешно свариваются со сталью всеми способами сварки плавлением на тех же режимах, что и стальные детали соответствующих сечений, но дугу со стыка несколько смещают в сторону меди или ее сплавов.
Для сварки меди, бронз БрАМц 9-2, БрКМц 3-1, латуни Л90 со сталями типа СтЗсп; Ст4сп; 10; 09Г2 применяют: а) для ручной сварки — электроды с покрытием типа «Комсомолец»; б) для сварки под флюсом — флюсы ОСЦ-45, АН-26 и др. и проволоку марки Ml, М2 и БрКМц 3-1 и др.; в) для сварки в среде инертных защитных газов — проволоки марок БрКМц 3-1, БрАМц 9-2, МНЖ 5-1. В ряде случаев необходим предварительный подогрев изделия.
Сплав МНЖ 5-1 сваривается с углеродистыми и низколегированными сталями электродами со стержнем из сплава МНЖ 5-1 с покрытием ЗТ, а при сварке под флюсом ОСЦ-45 или в защитных газах — электродной проволокой марки МНЖ 5-1.
При сварке обеспечивается равнопрочность сварного соединения (по цветному металлу) при действии статической нагрузки. Сварные соединения обладают удовлетворительной пластичностью. Так, для соединения меди МЗр или сплава МНЖ 5-1 со сталью Ст4сп при ручной сварке угол изгиба составляет 40- 85 град., а при аргонодуговой 110-180 град.
Более высокое качество сварных соединений при аргонодуговой сварке сплавами МНЖ 5-1 объясняется тем, что в этом случае в металле шва содержание железа не превышает 8-10%, а при ручной сварке достигает 50-55%.
Оптимальные условия наплавки меди на сталь требуют, чтобы не было расплавления стали, чтобы она хорошо смачивалась (для этого ее темп
Сварка бронзы
Сварку бронзы применяют при ремонте, исправлении брака литья или механической обработки, а также при наплавке. Бронзовые детали можно сварить с предварительным подогревом до 350—400° С (крупных изделий 500—600° С) и без него. Прочность бронзы при высоких температурах снижается, поэтому деталь перед сваркой следует тщательно закреплять, чтобы не повредить ее в результате толчков и ударов.
После сварки литые бронзовые детали подвергают отжигу нагревом до 600—700° С с выдержкой при этой температуре 3—5 ч. Нагрев отливок с температуры 200°С производится со скоростью не более 100 град 1ч. Для ответственных отливок из высоко оловянистых бронз, подвергающихся знакопеременным нагрузкам и ударам, применяют отжиг при 750° С и последующую закалку при 600—650° С. Прокатанную бронзу проковывают в холодном состоянии для повышения плотности и прочности металла шва.
При быстром нагревании и последующем также быстром охлаждении оловянистых бронз на поверхности детали выделяются включения хрупкого сплава, богатого оловом, что резко снижает прочность детали и может явиться причиной ее разрушения.
Дуговая сварка бронз производится металлическим или угольным электродом в нижнем положении.
При сварке угольным электродом применяют постоянный ток прямой полярности; величина тока 25—35 а на 1 мм диаметра электрода, который берут равным от 5 до 12 мм (обычно 6—8 мм), напряжение дуги 40—45 в, длина дуги 20—26 мм. При сварке алюминиевых бронз следует применять флюсы, активные в отношении окиси алюминия Al2O3. Флюсом покрывают присадочный пруток, как обмазкой. Для удаления окислов из ванны электродом и прутком делают поперечные зигзагообразные движения. Рекомендуется применять предварительный подогрев до 300—350° С для повышения качества сварки.
Для сварки оловянистой бронзы берут прутки состава: 8% цинка, 3% олова, 6%свинца, 0,2% фосфора, 0,3% никеля, 0,3% железа, остальное — медь. Для других бронз используют пруток того же состава, что и основной металл. Временное сопротивление наплавленного металла при сварке угольным электродом составляет: оловянистых и кремнистых бронз — 35—40 кгс/см2, алюминиевых бронз — 40—45 кгс/см2.
Сварка бронз металлическим электродом находит широкое применение. Лучшие результаты дает сварка на постоянном токе обратной полярности; величина тока 30—40 а на 1 мм диаметра электрода. При использовании переменного тока для повышения устойчивости горения дуги повышают величину тока до 75—80 а на 1 мм диаметра электрода или применяют осциллятор.
Электродная проволока берется того же состава, что и основной металл. Для большинства марок литейных бронз, если это допускается требованиями в отношении прочности и коррозионной стойкости, применяют электроды из бронзы марки Бр.КМцЗ-1 (3% кремния, 1% марганца, остальное — медь). Сварку алюминиевых бронз выполняют электродами из бронз, содержащих 10% алюминия и 3—5% железа. При сварке алюминиевых бронз сложным легированием никелем или марганцем. Марганец уменьшает возможность появления трещин при сварке.
При сварке бронз применяют покрытия различных составов
Для сварки прокатанных никелевых бронз используют покрытие состава: ферромарганец — 28%, ферросилиций — 41%, полевой шпат — 28%, магнезия — 3%. Обычно никелевая бронза толщиной до 6 мм сваривается электродами диаметром 3,4 и 5 мм, током 25—35 а/мм диаметра электрода.
Сварку бронзы Бр.Мц5 производят медными электродами с покрытием «Комсомолец-100» при предварительном подогреве до 400—500° С.
Сварку бронз ведут без перерывов в один слой. Электрод держат почти перпендикулярно к поверхности металла. Для лучшего удаления газов электродом делают зигзагообразные движения. Для получения максимальной высоты наплавки ее ведут с предварительной за формовкой места наплавки при наклоне до 15 град к горизонтали. Режим уточняют путем сварки образцов. При сварке без подогрева применяют больший ток.
При правильном выполнении сварки бронз плавящимися металлическими электродами механические свойства металла шва получаются, примерно, равными (или несколько ниже) свойствам основного металла.
Для прокатанных бронз малой толщины наилучшие результаты дает сварка в аргоне неплавящимся вольфрамовым электродом.
Газовую сварку бронзы применяют при ремонте литых деталей и наплавке поверхностей трения. В случае необходимости сварку ведут с подогревом до 450° С для предупреждения появления трещин. Сварочное пламя должно быть восстановительным так как при окислительном пламени усиливается выгорание олова, кремния, алюминия. Пламя во избежание перегрева несколько удаляют от ванны (как при сварке латуни). В качестве присадочного прутка используют проволоку или стержни, близкие по составу к основному металлу. Учитываявыгорание олова при сварке, его содержание в прутке желательно иметь на 1—2% .больше, чем в основном металле; в качестве раскислителя в проволоку вводится до 0,4% кремния. Разделка кромок должна быть V-образная с углом раскрытия шва 60—90 град. При сквозных дефектах снизу ставят подкладку из асбеста или графита для предупреждения вытекания металла шва. Мощность пламени 100—150 дм61ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Применяют флюсы того же состава, что и для сварки меди и латуни. Сварку алюминиевых бронз ведут с флюсами, используемыми для газовой сварки алюминиевых сплавов. При газовой сварке алюминиевых бронз не всегда обеспечивается хорошее устойчивое качество сварного соединения вследствие влияния тугоплавкого окисла алюминия — А1203, для удаления которого требуется соответствующий флюс. Более устойчивые и качественные соединения получают при сварке угольным электродом и аргонодуговым способом.
Термическая обработка бронз после газовой сварки выполняется на режимах, применяемых для термообработки бронз тех же марок после дуговой сварки.
При газовой сварке бронз прочность сварного соединения получают равной 80—100% прочности основного металла.
Сварка бронзы
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
Сварка бронзы в основном применяется для исправления дефектных отливок из бронзы, ремонта деталей и наплавки. Бронзы с большим содержанием алюминия почти не поддаются сварке обычными приемами.
Например, по этой причине бронзу марки Бр. АЖ9-4 не удавалось заварить из-за тугоплавкой двуокиси алюминия.
Бронзу сваривают угольным, металлическим электродами, в среде аргона — вольфрамовым электродом по технологии, аналогичной сварке меди. Сварку бронзы нужно вести быстро, ограничивая нагрев основного металла и размеры ванны, ускоряя охлаждение и затвердевание ванны. В качестве присадки используют прутки из фосфористой бронзы, флюсы и подогрев при сварке угольной дугой не обязательны.
Хорошие результаты дает сварка металлическим электродом — литым бронзовым стержнем.
Газовая сварка бронзы выполняется с предварительным подогревом до 450°С, присадочные прутки диаметром 5— 8 мм, близкие по химическому составу к свариваемой бронзе. Бронзы очень жидкотекучие, поэтому их сваривают только в нижнем положении шва. При температуре 550—650°С бронзовые детали становятся чрезвычайно хрупкими и малопрочными. Газовое пламя сварочной горелки нормальное, флюс, например, такого состава: бура — 50%, борная кислота — 35%, кислый фосфористо-кислый натрий — 15%. После сварки литых деталей из оловянной или малокремниевой бронзы их отжигают при температуре 450—500°С и охлаждают в воде.
Сварной шов проковывают только при сварке прокатной бронзы, но не литой. Газовая сварка бронз дает прочность 75—90% от прочности основного металла.
Сварка бронзы аргоном
Аргонодуговая сварка бронзы производится в случае обнаружения дефектов литья или при образовании дефектов при наплавке и в других случаях. Бронзовые детали свариваются с предварительным подогревом приблизительно до 350 – 400 градусов по Цельсию. Крупные изделия подогреваются до 500 – 600 градусов. Прочность бронзы при высокой температуре значительно понижается, поэтому деталь перед свариванием нужно хорошо закреплять, чтобы во время сварочного процесса случайно ее не повредить.
После сваривания бронзовые детали подвергаются отжигу с подогревом до 700 градусов. Выдерживаются детали при такой температуре от 3 до 5 часов. Подогрев отливок начинается с температуры 200 градусов, и температура повышается приблизительно на 100 градусов в час. Для отливок, которые выполняют ответственные задачи, применяется температура до 750 градусов по Цельсию. Прокатанная бронза подвергается проковке в холодном состоянии. Делается это для повышения плотности и прочности металла сварочного шва.
При сваривании угольными электродами используется постоянный ток прямой полярности. Для сваривания оловянистой бронзы используют прутки, в составе которых 8% цинка, 3% олова, 0,2 фосфора, 0,3% никеля, 0,3% железа, 0,2% свинца. Остальным материалом является медь. Для бронз других видов используются прутки такого же состава, из которого состоит основной свариваемый металл.
Сваривание бронзы находит широкое применение. Наилучшие результаты сваривания дает сварка на постоянном токе обратной полярности. Величина сварочного тока составляет 30 – 40 Ампер на 1 миллиметр диаметра сварочного электрода. Если при сваривании используется переменный ток, то для того чтобы повысить устойчивость горения дуги, нужно повышать силу тока до 75 – 80 Ампер на 1 миллиметр диаметра электрода. Также в такой ситуации Вы можете воспользоваться осциллятором.
Сваривание бронзы ведут без перерыва в один слой. При сваривании электрод должен находиться практически перпендикулярно к поверхности металла. Для того чтобы лучше удалять газы с поверхности сварочного шва делаются зигзагообразные движения. Для того чтобы получить максимальную высоту напайки нужно вести дугу с предварительной формовкой места наплавки при наклоне до 15 градусов к горизонтальному положению. Если сваривание производится без подогрева, то для этой работы применяется больший сварочный ток.
Если сваривание бронзы производилось в соответствии с требованиями, то механические свойства сварочного шва получаются примерно такими же, как и свойства основного металла. Для прокатных бронз применяется сварка в аргоне с использованием неплавящихся электродов, например вольфрамовых.
Нередко бронзу сваривают газовой сваркой. В таком случае сваривание ведется с подогревом детали до 450-и градусов по Цельсию. Сварочное пламя обязательно должно быть восстановительным, потому что если оно будет иметь окислительные свойства, то содержание олова, алюминия и кремния сильно сократиться.