
- •Частина і. Маркірування, зварюваність, матеріали, технологія і техніка зварювання і наплавлення кольорових металів і сплавів.
- •1. Алюміній і алюмінієві слави
- •Електричне контактне зварювання алюмінія і його сплавів
- •2. Магнієві сплави
- •3. Титан і титанові сплави
- •4. Мідь і її сплави
- •4.2 Латуні
- •4.3 Алюмінієві бронзи
- •4.4 Олов’янисті, кремнемарганцеві та інші бронзи
- •4.5 Мідно-нікелеві сплави
- •4.6 Особливості виготовлення трубопроводів з міді і мідно-нікелевих сплавів
- •5. Нікель та його сплави*
- •6. Свинець
- •7. Кольорові метали у складі композитних матеріалів
- •8. Різнорідні зварні з’єднання
- •Частина іі.
- •9. Термічне різання кольорових металів.
- •Частина ііі.
- •10. Обладнання для зварювання і різання кольорових металів
- •10.1. Обладнання для зварювання і наплавлення кольорових металів і сплавів
- •10.2 Обладнання для термічного різання
- •Частина IV.
- •11. Охорона праці і техніка безпеки при виробництві конструкцій з кольорових металів і сплавів
- •Список використаної літератури
4.2 Латуні
Латуні – це сплави міді з цинком. Завдяки високим механічним і технологічним властивостям латуні є найбільш поширеними з мідних сплавів. При вмісті цинку до 39% - це однофазні α – латуні, при більшому вмісті – це двофазні α + β чи β – латуні. Згідно з ДСТУ ГОСТ 15527: 2005 "Сплави мідно-цинкові (латуні) оброблювані тиском" їхне маркірування виглядає так: Л70 (Cu – 69,0 – 72,0%; Zn – решта), ЛАЖ 66 – 1 – 1 (Cu – 58,0 – 61%; Fe – 0,75 – 1,50%; Al – 0,70 – 1,5%; Zn – решта), ЛМц 58 – 2 (Cu – 57,0 – 60,0%; Mn – 1,0 – 2,0%; Zn – решта). З них виготовляють листи, труби, прути, з яких, у свою чергу, виробляють ємності, теплообмінні апарати, трубопроводи і т.і.
Згідно з ГОСТ 17711 - 93 "Сплави мідно-цинкові (латуні) ливарні" їхнє маркірування таке, наприклад: ЛЦ40Мц 1,5 (Cu – 57,0 – 60,0%; Mn – 1,0 – 2,0%; Zn – решта), ЛЦ40Мц3Ж (Cu – 53,0 – 58,0%; Fe – 0,5 – 1,5%; Mn – 3,0 – 4,0%; Zn – решта), ЛЦ16К4 (Cu – 78,0 – 81,0%; Si – 3,0 – 4,5%; Zn – решта). Це більш складні за вмістом легуючих елементів сплави, з яких виготовляють гребні гвинти, деталі тробопровідної арматури, інші фасонні вироби.
Усі труднощі, які супроводжують зварювання міді, залишаються чинними і для латуней, але значна кількість цих сплавів відрізняється, як кількістю легуючих елементів, так і їх масовою часткою, вимагає індивідуальних підходів в кожному конкретному випадку. Загальним фактором, погіршуючим зварюваність латуней, є випарювання цинка (температура плавлення більшості сплавів близька до 900ºС, в той час як температура кипіння чистого цинка становить 905ºС). Тому при застосуванні більшості способів зварювання, якщо не прийняти необхідних мір, втрати цього елемента можуть сягати 25%, змінюється склад метала, його структурний стан і властивості, і при цьому значно погіршуються умови праці зварника. При зварюванні багатопрохідних швів неможливо розрахувати склад наплавленого метала і урахувати вплив термічної обробки попередніх валиків шва, яка діє при накладанні подальших валиків. В останньому разі можливі поліморфні перетворення у твердому стані – розпад твердих розчинів з виділенням нових фаз і появи евтектик, що іноді приводить до крихкості зварних швів. Для зменшення випарювання цинка необхідно застосовувати присадні дроти, вміщуючі кремній і алюміній, які утворюють на поверхні зварювальної ванни шар із щільної плівки, яка в значній мірі перешкоджає втратам цинка. При охолодженні після зварювання з'являються напруження розтягання, як у зварному шві, так і в зоні термічного впливу, і виникає небезпека корозійного розтріскування в них. У шві це явище можна попередити шляхом відповідного легування і зменшення вмісту цинка, а в основному металі – термічною обробкою, загальною чи місцевою. Нею знімаються напруження розтягання і утворюється в металі рівноважна структура, а при невеликому обсязі зварювання замість термічної обробки можна використати пошарову проковку швів. При загальній термічній обробці посадку в піч виконують при Т = 200ºС, після чого її підвищують із швидкістю не більше 120 ºС/год до 350 - 400ºС, потім витримують при цій температурі протягом 2 – 8 год в залежності від товщини стінкивиробу, після чого він охолоджується разом з піччю до 200ºС із швидкістю не більше 50 ºС/год, а далі - на спокійному повітрі.
При місцевій термічній обробці нагрівання ведеться із швидкістю 80 - 100 ºС/год до 350 - 400 ºС, виріб витримується при цій температурі не менше 2 год, потім охолоджується до 150 - 180 ºС зі швидкістю не більше 50 ºС/год, а далі вже на спокійному повітрі або під асбестом.
Газове зварювання латуней застосовується при виготовленні металоконструкцій товщиною 0,5 – 2,5 мм і тільки при неможливості використати дугові способи, а при ремонтних роботах і для більших товщин. Додаткові труднощі виникають у зв'язку з активним поглинанням газів рідкою зварювальною ванною, підвищеною схильністю метала шва і зони термічного вливу до тріщиноутворення і значна деформація вироба.
Підготовка кромок для стикових з'єднань товщиною 2 – 5 мм виконується без розчищення, шви зварюються з одного боку, для товщин 6 – 15 мм – застосовується V – подібне розчищення, для 16 – 25 мм – Х – подібне; притуплення і зазор по 2 – 4 мм в залежності від товщини.
Склади присадних дротів і флюсів вибираються з урахуванням подолання труднощів згідно з данними табл. 4.23.
Таблиця 4.23 – Присадні матеріали і флюси для газового зварювання латуней
Марка латуні |
Товщина метала, мм |
Присадний метал і його склад |
Марка флюса |
Призначення |
Л63, Л68 |
3- 4 |
Л63 (48% Zn без кремнія і бора) |
Прогартована бура |
Однобічне зварювання простих латуней |
3 – 4 |
ЛК 62 – 05 (48% Zn з 0,5% Si) |
БМ – 1, прогартована бура |
Багатошарове зварюваня простих латуней без вигорання цинка |
|
2 |
ЛКБО 62–02–004–05 самофлюсуючийся дріт (38% Zn;0,2% Si; 0,04% В і 0,05% Sn) |
Без флюса |
Одношарове зварювання простих латуней з одержанням високих механічних властивостей метала шва без вигорання цинка |
|
ЛО63, Л63 |
1 – 3 |
ЛОК 59–1–03 (40% Zn; 0,05% Sn;0,3% Si) |
Прогартована бура |
Зварювання труб, ємностей, сосудів з латуні однобічним швом підвищеної корозійної стійкості без вигорання цинка. |
Зварювання ведеться окислювальним ацетиленокисневим полум'ям для зменшення розчинення водню в рідкому металі і зниження інтенсивності випарюваня цинку, питома потужність полум'я становить 100 – 120 л/год на 1 мм товщини зварюваного метала при співвідношені β = 1,3 – 1,4. Діаметр присадного дроту вибирається в залежності від товщини метала:
Товщина латуні, мм 1 – 2 2 – 3 4 – 5 6 – 7 8 – 10
Діаметр присадки, мм 2 3 5 7 9
Техніка газового зварювання латуні передбачає такі ж самі маніпуляції, що і при зварюванні міді, але з деякими відмінностями. Відстань від ядра полум'я до поверхні зварювальної ванни збільшене до 5 – 12 мм, а саме полум'я направляється на кінець присадного прута. Зварювання треба виконувати як найшвидше і за один прохід, виключаючи багаторазовий нагрів зварюваного метала. Зварювання ведеться, в основному у нижньому положенні лівим способом, при виконанні вертикальних і стельових швів питома потужність полум'я зменшується до 30 – 40 л/год на 1 мм товщини, а діаметр присадного дроту зменшують на 1 мм порівняно з нижнім положенням.
Зварювання у стельовому положенні ведеться правим способом, щоб тиском полум'я підтримувати зварювальну ванну і попередити її витікання. При товщині метала більше 3 мм процес ведеться з попереднім підігрівом і з виконанням підварювального шва або на підкладках з нержавіючої сталі. При товщинах більше 6 мм виконується багатошарове зварювання, при цьому кожний подальший шов накладається після ретельного зачищення попереднього. Після зварювання рекомендується гаряче ( Т = 650ºС - для латуней з вмістом цинка більше 40%) або холодне (для латуней з вмістом цинка менше 40%) проковування алюмінієвим молотком. Для зняття залишкових напружень застосовується низькотемпературний відпал 270 - 300ºС. При зварюванні легованими прутками якість зварних з'єднань вище, ніж при застосуванні нелегованих, а із збільшенням товщини зварюваного метала якість зварних з'єднань знижується.
Заварювання дефектів латунного литва (усадкові і газові раковини, шлакові включення, тріщини, пористість і т.і.) виконується з присадними дротами того ж самого складу діаметром 6 – 8 мм і флюсами згідно табл. 4.1 у нижньому положенні пальником з наконечником №3 для відливок із стінкою до 10 мм і наконечниками №4 і №5 для відливок товщиною більше 10 мм. Місця заварки після охолодження деталей зачищають пневматичним зубилом. Ознакою нормального процеса зварювання є відсутність видимої пари цинка і наявність на зварювальній ванні захисної плівки сірого кольору.
Газополуменеве наплавлення застосовується переважно для латуней, бо дугові способи сприяють швидкому випарюванню цинка. Наплавляються латуні на ущільнювальні поверхні арматури із сталі та чавуна, щоб запобігти утворення тріщин в сталі. Для наплавлення застосовується більшість з виробляємих латуней, окрім кремнистих, які не забезпечують міцне з'єднання латуні зі сталлю внаслідок утворення крихкого прошарку на границі сплавлення. Як флюси, вживаються ті ж самі композиції, що і для зварювання латуней, вони, окрім газоподібного БМ – 1, вводяться вручну.
Потужність полум'я (номер наконечника), як і діаметр присадного прута, визначається висотою наплавленого шара:
Товщина шара, мм 3 – 4 5 – 6 6 – 7
Діаметр прута, мм 4 – 6 8 – 10 10 – 12
Номер наконечника 4 5 6
Поверхня деталі перед наплавленням обробляється механічним способом; при налавленні з використанням порошкоподібного флюсу сталева деталь підігрівається до темератури 900 - 950ºС, а великогабаритні деталі піддаються підігріву до 500ºС за допомогою пальників. На поверхню, підлягаючу наплавленню, наноситься вручну флюс і наплавляється перший шар у вигляді полуди товщиною 0,3 – 0,5 мм, а подальші шари наносяться до отримання необхідної висоти валика. Наплавлення ведеться лівим способом у нижньому положенні безперервно, або окремими ділянками зворотноступінчастими валиками з перекриттям попередньої ділянки в місці стика на довжину 15 – 20 мм. При наплавленні прямолінійних валиків допускається нахил наплавленої поверхні під кутом 8-15º до горизонту для збільшення висоти наплавленого шару. При наплавленні кільцевих швів кут нахилу поверхні не повинен перевищувати 40º до горизонту. Кут нахилу пальника до горизонту становить 45º. Після наплавлення кожний валик піддається проковці при Т = 750 - 800ºС. При наплавленні з газоподібним флюсом спочатку підігрівається деталь полум'ям із флюсом до температури змочування (≈700ºС), після чого наплавляється перший шар за схемою на рис. 4.3 із зануренням кінця прутка у рідку ванну. Другий і подальші шари наплавляються таким же чином. Газофлюсове наплавлення латуні можна виконувати як на сталь, так і на чавун.
Рисунок 4.3 – Схема процеса газофлюсового наплавлення латуні:
1 – наплавляєма деталь, 2 – шар полуди, 3 – рідка ванна, 4 – наплавлений метал
Ручне дугове зварювання графітовим електродом застосовується при виготовленні конструкцій із свинцовистих латуней і зварюванні дефектів литва з багатьох марок латуней.
Основні типи зварних швів ті ж самі, що і для міді з деякими відмінностями. Так, при товщині латуні 3 - 6 мм стикові шви зварюються однобічними швами без розчищення і відбортовки кромок; при двобічному зварюванні те ж саме можливо і для товщин 12 – 14 мм. При товщині метала 7 – 12 мм виконується і однобічний шов з V – подібним розчищенням, а при товщині 12 – 20 мм двобічним швом з Х – подібним розчищенням. Сумарний кут розчищення кромок становить 70±5º, номінальний зазор в стику при зварюванні "на вазі" становить 0 - 0,5 мм, а при використнні підкладок 1 – 4 мм в залежності від товщини метала. Розміри зазорів в таврових і кутових з'єднаннях 0 – 1,5 мм в залежності від товщини. При застосуванні залишаючихся підкладок використовується латунь тієї ж марки, а зйомні виготовляють із графіта чи сталі з формуючими канавками. На початку і в кінці шва для попередження витікання рідкого металу встановлюються графітові формуючі пластини, а саме збирання рекомендується виконувати за допомогою ковзних кріплень. Шви по ширині мають перекривати розчищення на 1 – 2 мм на бік, а їхнє підсилення має становити 2 - 4 мм в залежності від товщини метала.
Зварювальні матеріали вибираються в залежності від складуй основного метала згідно з рекомендаціями табл. 4.24, а параметри режима згідно табл. 4.25.
Таблиця 4.24 – Марки присадних прутків і флюсів при ручному зварюванні латуней графітовим електродом
Марка латуні |
Марка матеріала прутка |
Марка флюса |
Л63; Л68; ЛО 62 – 1; ЛС 59 – 1; ЛЦ16К4 |
ЛЦ16К4 |
Плавлена бура |
Л90 |
ЛЦ16К4 |
Борний шлак |
ЛМц 58 – 2 |
ЛМц 58 – 2 |
12,5% NaCl; 50% KCl; 35% криоліт; 2,5% древесне вугілля |
ЛЦ40Мц3Ж |
ЛЦ40Мц3Ж |
- |
Таблиця 4.25 – Орієнтовні параметри режима ручного зварювання стикових з'єднань латуні графітовим електродом
Тип шва і вид з'єднання |
Товщина метала, мм |
Діаметр, мм |
Iзв, А |
Число валиків |
|
Електрода |
Присадного прутка |
||||
Однобічний без розчищення кромок на зйомній підкладці |
3 |
6 |
6 |
180 – 200 |
1 |
Двобічний без розчищення кромок "на вазі" |
6 |
10 |
6 |
250 – 270 |
1 + 1 |
12 |
12 |
8 |
300 – 350 |
||
Однобічний з розчищенням двох кромок на залишаючійся підкладці |
18 |
10* |
6* |
300 – 350 |
6 |
12** |
8* |
350 – 380 |
|||
З двома симетричними розчищеннями двох кромок |
10* |
6* |
300 – 350 |
3 + 3 |
|
12** |
8* |
350 – 380 |
Примітка: * Кореневі валики шва,
** Подальші валики шва
Перед зварюванням метал товщиною більше 12 – 15 мм на початку шва попередньо підігрівається до температури 250 - 300ºС, зварювальна дуга запалюється на заходних планках або на зварюваних кромках, після чого в неї вводиться кінець присадного дроту. Зварювання (заварювання) у всіх випадках виконується гранично короткою дугою (не більше 4 мм), при цьому електрод періодично занурюється у ванну рідкого метала або навіть постійно тримається в ній. Не можна подовжувати дугу і виводити її на основний метал, бо це призводить до значного випарювання цинка і до погіршення якості шва і умов праці зварника. Сам процес треба вести швидко. Треба уникати зайвих коливань і обривів дуги, а при вимушених перервах подальше зварювання починається з переплавлення кінця раніше виконаної ділянки шва. Якщо в процесі зварювання з'являється деформація, то необхідно чередувати накладення валиків з двох боків шва або проковування.
Для попередження корозійного розтріскування основного метала виконується термічна обробка - відпал.
Ручне дугове зварювання латуней покритими електродами. Основні типи швів і конструктивні елементи зварюваних кромок застосовуються такі, як і у попередньому разі, хоча для цього виду зварювання можливо виконання швів при нахилі їх вісі до горизонту під кутом 75-80º, тобто майже вертикально. Відомості про електроди для прихватки і зварювання наведені в табл. 4.26
Таблиця 4.26 – Електродні стрижні і покриття для ручного дугового зварювання латуней
-
Марки
Латуні
Електродного стрижня
Покриття
Л63; ЛО 62 – 1; Л68; ЛЦ16К4; ЛЦ40Мц3Ж
ЛЦ16К4 або ЛЦ40Мц3Ж
ЗТ або ОБ – 5
Л63;ЛМц 58 – 2; Л90;
ЛЖМц 59 – 1 – 1
Бр КМц 3 – 1 або ЛЦ16К4
ЗТ
Л90; ЛМц 58 – 2
БрАМц 9 - 2
Бр 1/ЛИИВТ
Необхідно мати на увазі, що в прутках з латуні ЛЦ16К4 треба обмежувати вміст кремнія до 3,5%, а свинцю - до 0,1%, щоб запобігти утворенню тріщин у швах. Зварювання і заварення дефектів литва латунних сплавів ведеться на постійному струмі зворотної полярності на параметрах режима, наведених в табл. 4.27.
При зварюванні метала товщиною більше 12 – 15 мм необхідне попереднє підігрівання до Т = 250 - 300ºС. Зварювання треба вести гранично короткою дугою, запалювання при обриві дуги виконується на раніше виконаній ділянці шва.
Таблиця 4.27 – Орієнтовні параметри режима зварювання латуней вручну покритими електродами
Тип шва і вид з'єднання |
Товщина метала, мм |
dе, мм |
Iзв, А |
Число валиків |
Однобічний без розчищення кромок на зйомній підкладці |
4 |
4 – 5 |
140 – 160 |
1 |
Двобічний з розчищенням двох кромок |
10 |
5 – 6 |
220 – 240* 200 – 220** |
3 + 2 |
Двобічний з двома симетричними розчищеннями обох кромок |
18 |
5 – 6 |
220 – 240* 200 – 220** |
3 + 4 |
Примітки: 1. Напруга на дузі 18 – 20В
2. * Зварювання кореневого шва з другого боку,
** Зварювання інших швів.
При зварюванні стикових і кутових швів в положенні, близькому до вертикального, перші шари доцільно виконувати зверху – вниз. При великих розмірах вирублених дефектних ділянок на литві спочатку наплавляються кромки, а вже потім вся ділянка. Якщо у виробі утворюється деформація, проковується кожний валик холодного шва за виключенням верхнього шара. Воно виконується пневматичним молотком, бойок якого має закруглення, до появи на металі шва м'ятин від ударів. Термічна обробка виконується , як було рекомендовано раніше. Механічні властивості зварних з'єднань, виконаних цим сособом зварювання, поступаються аналогічним показникам, одержаним при інших дугових способах зварювання, в чому полягає одна з причин обмеженого його використання.
Ручне дугове зварювання латуні вольфрамовим електродом в аргоні застосовується для стикових з'єднань товщиною 1 – 10 мм, таврових – 3 – 12 мм і з'єднань внапустку – 2 – 5 мм. Завдяки можливості локального введення тепла в латунь утворюється мала ванна рідкого метала і, відовідно, випарюваня цинка значно зменшується. Загальні вимоги до підготовки кромок до зварювання і до збирання такі самі, що і для міді.
Для прихватки і зварювання деталей з латуней Л90 і ЛМц 58–2 застосовуються присадні дроти з бронзи БрКМц 3–1 і БрАМц 9–2, латуней Л63, Л68, ЛО 62–1, ЛЖМц 59–1–1, ЛС 59 – 1 та інші – дріт БрКМц 3 – 1, латуні ЛАМш 77 – 2 – 0,05, - дріт Бр АМц 9 – 2, для зварювання латуні Л63 з латунню ЛМц 58 – 2 і ЛС 59 – 1 – дріт БрКМц 3 – 1.
При зварюванні дефектів литва в латуні ЛЦ 40 Мц 3Ж1 і в латунях, вміщуючих алюмінієвий склад застосовувати або прутки з основного метала або з бронзи БрАЖМц 10 – 3 – 1,5; в латунях ЛЦ40С і ЛЦ16К4 – дріт БрКМц 3 – 1, в латуні ЛЦ40Мц1,5 – дріт БрАМц 9 – 2 або БрКМц 3 – 1.
У всіх випадках прихватку і зварювання треба виконувати з присадним металом однієї марки. Зварювання багатьох латуней виконується постійним струмом прямої полярності, але при зварюванні сплавів з алюмінієм чи при використанні присадних дротів з ним застосовується змінний струм; інші параметри режима наведені в табл. 4.28.
Таблиця 4.28 – Орієнтовні параметри режима зварювання латуней вручну вольфрамовим електродом
-
Тип шва
Товщина метала, мм
dwе,
мм
dприс,
мм
Iзв,
А
Стиковий по відбортовці
Стиковий на підкладці
Кутовий у тавровому з'єднанні
1 – 2
3 – 4
3
3 – 4
4 – 5
4 – 5
1 – 1,5
2 – 2,5
3
120 – 130
180 – 200
220 – 240
Примітки: 1. Напруга на дузі 10 – 12 В.
2. Витрата аргона 5 - 10 л/хв
Параметри режима зварювання дефектів литва залежать не тільки від товщини метала, але і габаритів і конфігурації виробу. Техніка зварювання передбачає виконання корневих валиків з присадним дротом для зменшеня випарювання цинка. При товщині метала більше 5 мм слід нагрівати виріб до Т = 200 - 300ºС, все інше – як і для зварювання міді. Міцність і інші властивості не гірші за ці показники для основного метала.
Механізоване дугове зварювання плавким електродом в захисних газах дозволяє одержати властивості метала шва і зварного з'єднання на рівні основного метала і навіть вищі.
Ця технологія відпрацьована для всіх видів з'єднань товщиною 3 – 20 мм. Основні параметри збирання зварюваних деталей такі ж самі, що і для міді. Залишаючися підкладки виготовляють з латуні тієї ж марки, а зйомні підкладки – флюсові, керамічні, графітові. Для зварювання латуней Л90 і Л63 рекомендований дріт марки МНЖКТ 5 –1 – 0,2 – 0,2; для латуней Л63, ЛМц 58–2, ЛЦ40Мц1,5, ЛЦ40Мц3Ж1, ЛЦ30А5Мц2Ж2 необхідно застосовувати дріт марки БрАМц 9 – 2.
При заварюванні дефектів литва необхідно додержуватися таких правил:
Дефектні ділянки з тріщинами, раковинами, зашлаковуваннями, порами і т.і. вирубаються до чистого метала, поверхні мають бути без гострих кутів і заусенців.
Кінці крізних тріщин перед вирубкою треба засвердлювати наскрізь свердлом діаметром 8 – 12 мм, а нескрізних – на 2 - 3 мм глибще основи тріщини.
Після вирубки дефектних ділянок з порами, шлаковими раковинами в металі треба виконати розчищення під кутом не менше 35º до поверхні з плавним переходом в основу.
Поверхні, ремонтуємі наплавленням, необхідно зачищати до металевого блиску. При зварюванні і заплавленні дефектів на виробах з товщиною стінки більше 12 – 15 мм необхідне попереднє підігрівання до Т = 250 - 300ºС.
При напівавтоматичному зварюванні дротом діаметром 2 мм величина зварюваного струму лежить у межах від 180 до 325 А; при автоматичному зварюванні дротом 3 мм цей параметр лежить у межах 240 – 350А; напруга на дузі складає 21 – 24 В. Техніка зварювання така ж сама, що і для міді, але швидкість зварювання має бути якомога більшою для зниження випарювання цинка. Для попередження корозійного розтріскування потрібно проведення термічної обробки або проковки шва.
Автоматичне зварювання латуней під флюсом виконується для всіх видів з'єднань товщиною 4 – 20 мм. За один прохід можна зварити метал без розчищення кромок товщиною до 12 мм, при більших товщинах роблять V або Х – подібне розчищення. Величина зазорів в стикових з'єднаннях становить 0 – 0,5 мм, в інших 0 – 1 мм. Кути скоса кромок складають 30±3º на один бік, притуплення 4 – 6 мм в залежності від товщини метала. Застосовуються західні і вихідні планки розміром 60×60 мм тієї ж товщини, як і зварювані деталі. Прихватки виконуються дротами тих же марок, що і зварювання. Довжини прихватки при товщині латуні 4 – 10 мм складає 25 – 35 мм, а при більших товщинах - 30 – 40 мм; відстань між прихватками 400 – 500 мм. Латуні добре зварюються під флюсами АН – 20, ФЦ – 10 в поєднанні із зварювальними дротами з бронз БрКМц 3 – 1, БрОЦ 4 – 3 і БрАМц 9 – 2 відповідно.
Існують рекомендації щодо зварювання латуней марок Л63 і ЛО 62 – 1 мідним дротом під флюсами АНФ – 5 та МАТИ – 53 (77% ОСЦ – 45, 8% борна кислота і 15% Na2CO3), але механічні властивості таких швів мають більш низькі показники.
Виліт електрода вибирається в залежності від його діаметра:
Діаметр дроту, мм 2 3 4 5 6
Виліт, мм 20 – 30 30 – 35 35 – 40 40 – 50 45 – 55
Зварювання ведеться на постійному струмі зворотної полярності на параметрах режима наведених в табл 4.29, 4.30.
Таблиця 4.29 – Орієнтовні параметри режима двобічного зварювання стикових з'єднань латуні Л63 під флюсом АН – 20 дротом марки Бр ОЦ 4 - 3
Вид з'єднання |
Товщина метала, мм |
Номер прохода |
dе, мм |
Iзв, А |
Uд, В |
Vзв, м/год |
Без розчищення кромок |
4 |
1* |
1,5 |
180 – 200 |
24 – 26 |
20 |
1 2 |
140 – 160 |
25 |
||||
1 2 |
2,0 |
120 – 140 |
25 |
|||
1 2 |
2,5 |
180 – 200 |
||||
6 |
1 2 |
2,0 |
240 – 260 280 – 300 |
34 – 36 |
30 |
|
1 2 |
2,5 |
260 – 280 280 – 300 |
30 – 32 |
25 |
||
8 |
1* |
1,5 |
360 – 380 |
26 – 28 |
20 |
|
1 2 |
260 – 300 320 – 340 |
28 – 30
|
22 |
|||
24 |
||||||
1 2 |
2,0 |
280 – 300 340 – 360 |
34 – 36
|
30 |
||
1 2 |
4,0 |
350 – 400 450 – 500 |
36 – 38
|
32 |
||
30 |
||||||
1 2 |
5,0 |
400 – 450 450 – 500 |
40 |
|||
35 |
||||||
10 |
1 2 |
2,0 |
400 – 450 450 – 500 |
36 – 38 35 – 37 |
30 |
|
1 2 |
5,0 |
550 – 600 600 – 650 |
36 – 38 |
32 |
||
12 |
1 2 |
2,0 |
450 – 500 450 – 500 |
36 – 38 35 – 37 |
30 |
|
1* |
450 – 475 |
30 – 32
|
25 |
|||
1 2 |
360 – 375 400 – 425 |
25 |
||||
28 |
||||||
1 2 |
5,0 |
600 – 650 650 – 700 |
36 – 38
|
32 |
||
З двома симетричними розчищеннями двох кромок |
14 |
1 2 |
600 – 650 700 – 750 |
30 |
||
16 |
1 2 |
650 – 700 700 – 750 |
28 |
|||
18 |
1 2 |
3,0 |
650 – 700 700 – 750 |
32 – 34 |
30 |
|
1 2 |
5,0 |
750 – 800 800 – 850 |
36 – 38
|
28 |
||
20 |
1 2 |
750 – 800 800 – 850 |
25 |
Примітка: * Однобічне зварювання.
Таблиця 4.30 – Орієнтовні параметри режима автоматичного зварювання кутових швів, таврових з'єднань з латуні Л63 під флюсом АН – 20 дротом марки Бр ОЦ 4 – 3 діаметром 2 мм
-
Катет шва,
мм
Iзв,
А
Vзв,
м/год
Катет шва,
мм
Iзв,
А
Vзв,
м/год
6 – 7
8 – 9
300 – 350
300 – 350
28 – 30
24 – 26
10 – 11
12 – 13
350 – 400
350 – 400
20 – 22
18 – 20
Примітка: Напруга на дузі 30 – 33 В.
При товщині метала 4 - 6 мм стикові з'єднання зварюються без розчищення кромок однобічними швами на флюсовій подушці або двобічними швами "на вазі". При товщині 8 – 12 мм більш доцільне зварювання без розчищення двобічними швами "на вазі"; для товщин 14 – 20 мм краще виконувати з'єднання з двома симетричними розчищеннями двох кромок і двобічні шви "на вазі" ( "на вазі" у всіх випадках виконується перший шов).
Зварювання таврових з'єднань виконується без розчищення кромок "човником". Після зварювання виконується термічна обробка по раніше визначеному режиму.
Електричне контактне зварювання латуні, як і бронзи завдяки меншим значенням електроопорів виконується струмами на 25 – 30 % при потужності на 50% більшими порівняно з аналогічними параметрами зварювання низьковуглецевих сталей.
Орієнтовні параметри режима точкового зварювання латуні Л63, найбільш поширеного конструкційного сплаву міді, з цинком наведено в табл. 1.44, 1.46, 4.31.
Таблиця 4.31 - Орієнтовні параметри режима точкового зварювання латуні Л63
Товщина, мм |
Радіус сфери електрода, мм |
Зусилля на електродах, даН |
Струм зварювання, кА |
Тривалість зварювання, с |
Споживана потужність кВ·А |
0,5 1,0 1,5 3,0 |
50 50 70 150 |
130 180 260 400 |
15 18 27 39 |
0,1 0,2 0,2 0,35 |
68 95 167 290 |
Параметри режима стикового зварювання латуней опором і оплавленням наведені в табл. 1.55, 1.56, 1.60.
Зварювання латуні марки Л60 товщиною 6 мм в твердій фазі виконується тертям з перемішуванням на параметрах режима: n = 900 – 1250 об/хв, α = 2 – 3º; Vзв = 50 –70 мм/хв. Робочий інструмент виготовлений із жароміцного сплава на основі вольфрама мав просту форму з діаметром заплечика 25 мм. Зварний шов, одержаний без дефектів, мав підвищенну на 15 – 20% твердість порівняно з основним металом.
Дифузійне зварювання латуні марки Л63 внаслідок випарювання цинка протікає з утвореням пор, із вздуттям поверхні і викиду з пор продуктів реакції взаємодії цинка з міддю при температурі на 150ºС нижче теператури плавлення сплава Л63.
Тому цей вид зварювання треба виконувати при тиску захисної газової атмосфери, який перевищує на 10 – 20 кПа парціальний тиск пари цинка.