Автоматическая дуговая сварка латуни под флюсом

Автоматическая сварка латуни используется при изготовлении приборов для химической промышленности. Этот вид сварки рекомендуется для обычных марок латуни и для марки ЛК80-3. Автоматическая сварка позволяет получить высокую прочность сварного соединения даже при использовании медной проволоки. При этом, достигается равномерная и большая скорость сварки, что позволяет получить плотный сварной шов хорошей формы. Кроме того, автоматическая сварка, по сравнению с ручной, уменьшает время сварки до 10 раз.

Полуавтоматическая и автоматическая сварка латуни под флюсом отличается от автоматической сварки чёрных металлов, как режимами сварки, так и составом используемого флюса.

Подготовка изделий из латуни при автоматической сварке

Чаще всего с помощью автоматической сварки получают стыковые сварные швы. Но встречаются, также, тавровые и угловые швы, например, при приварке фланца к трубе. Наилучшее качество сварки достигается при вертикальном расположении трубы.

Сварка в стык при толщине свариваемой латуни 10-12мм производится без скоса кромок. Но, при этом, необходимо выполнить зачистку механическим способом и обеспечить зазор в стыке между свариваемыми деталями 3-4мм.

При сварке латуни толщиной более 6мм, необходимо выполнять скос кромок с суммарным углом раскрытия 60° с притуплением кромок. Величина притупления 3-4мм.

Сборку свариваемых деталей производят на металлических подкладках с формирующими канавками. При этом, подкладка должна быть плотно прижата к свариваемому изделию. При сварке без зазоров, в некоторых случаях допускается сварка без подкладок. Но, в этом случае, полный провар по всей толщине металла не достигается.

Флюсы, применяемые для автоматической сварки латуни

Для автоматической сварки латуни применяют флюсы, представленные в таблице:

Но, исходя из опытов института Е.О. Патона, для сварки латуни Л62 лучше всего подходит флюс марки АН-20, независимо от химического состава сварочной проволоки.

Исследователь и автор многих работ А.А. Алов установил, что при автоматической сварке латуни проволокой из меди марок М1 и М2, лучшие результаты получаются, если применять флюс МАТИ-53, разработанный самим исследователем. Данный флюс создан на основе другого распространённого флюса ОСЦ-45, переплавленного вместе с борной кислотой или со смесью буры и кальцинированной соды.

Флюс МАТИ-53 состоит на 77% из флюса ОСЦ-45, 7,69% борной кислоты и 15,4% кальцинированной соды. Преимущество данного флюса в том, что он обладает хорошими стабилизирующими показателями и пониженной вязкостью. Это позволяет сваривать латунь Л62 толщиной 3мм и это очень важно ввиду того, что автоматическая сварка латуни под флюсами других марок не позволяет получить высокое качество сварки для латуни, толщиной менее 6мм.

Однако, сложность изготовления флюса МАТИ-53 делает экономически нецелесообразным его применение при толщине свариваемых деталей от 6мм и более, даже при получении высокой прочности сварного соединения.

Исследователем Абрамовичем В.Р., проводившем исследования автоматической сварки латуни разных марок был разработан флюс ФЦ-10. В его состав входят 44-47% кремния (Si), до 3% оксида кальция (CaO), 19-21% оксида алюминия (Al2O3), 2-3% фторида кальция (CaF2), 28-30% оксида магния (MgO), до 15% оксида железа (FeO), до 0,1% фосфора (Р).

Присадочную проволоку можно применять различных марок и сваривать как обычные, так и легированные латуни. Размер зёрен флюса оказывает сильное влияние на полуавтоматическую и автоматическую сварку. Их величина должна быть 1-3мм и не содержать пыли. И эта величина не зависит от диаметра присадочной проволоки.

Технология автоматической сварки латуни

Присадочная проволока для автоматической сварки латунных изделий

При автоматической сварки латуни применяют и латунную, и бронзовую, и медную присадочную проволоку. Если допустить ошибку при выборе присадочной проволоки, то это может привести к появлению дефектов в сварных швах (например, если выбрать медно-никелевую проволоку МНЖ-5-1).

По результатам исследования Джеваги И.И., латуни (в том числе и содержащие свинец) марок Л62, ЛО62-1, ЛМц58-2, ЛС59-1, ЛМцЖ55-3-1, ЛМцС58-2-2, ЛМцОС58-2-2-2 хорошо свариваются проволокой Бр. ОЦ4-3 под флюсом АН-20 без образования горячих и холодных трещин при сварке.

Для сварки латуней различных марок рекомендуется проволока марки ЛК80-3 из-за небольшой стоимости и неплохих результатов сварки.

Диаметр присадочной проволоки выбирается в пределах 2-6мм, исходя из толщины свариваемой латуни. Хорошее качество сварки получается при использовании проволоки с диаметром 1,6-3,0мм. При этом, для полуавтоматической сварки рекомендуется применять проволоку с диаметром 1,6-2,0мм, а для автоматической сварки 1,9-3,0мм.

Режимы автоматической сварки латуни

При автоматической сварки латуни рекомендуется применение постоянного тока. Полярность тока может быт различной и зависит она от состава сварочной проволоки и флюса. Такая разноречивость в рекомендациях по выбору сварочного тока при сварке латуни разных марок объясняется тем, что на результаты сварки влияет множество факторов. И зачастую, причиной низкого качества сварки являются неудачно подобранные режимы сварки или состав флюса, но исследователи пытаются всё "списать" на неправильно выбранную полярность.

Например, в литературе можно встретить рекомендацию по применению сварочного тока прямой полярности при использовании проволоки ЛК80-3. Но многие авторы и исследователи считают это абсолютно неоправданным.

Подобрать режимы сварки можно по данным, полученным на практике. Эти данные, полученные для стыковой сварки латуни различной толщины, приведены в таблице:

Скорость подачи сварочной проволоки выбирается, исходя из скорости сварки. Если сварка производится без зазора, при толщине свариваемой латуни 6мм и более, то для первого шва рекомендуется выбрать нижнее значение плотности тока, а для второго шва (с другой стороны) - наибольшее значение плотности тока.

Для сварки угловых и тавровых соединений, сварочный ток устанавливают на 10-15% ниже, чем для соединения в стык. Делается это, чтобы исключить протекание расплавленного металла в случае, когда сварка выполняется без подкладок.

Техника сварки латуни

При автоматической сварке латуни толщиной 4-9мм, для обеспечения провара рекомендуется двухсторонняя сварка без разделки сварных кромок. Для сварки латуни, толщиной более 9мм, обязательно выполняют разделку сварных кромок с суммарным углом раскрытия 60-70°. Перед тем, как выполнить подварочный шов с обратной стороны, корень первого шва необходимо тщательно подрубить.

Сварку необходимо выполнять в нижнем положении или слегка наклонном положении стыка. В случае таврового соединения рекомендуется сварка "в лодочку" из-за большой жидкотекучести латуни. Для получения высокого качества сварки сварочную проволоку необходимо тщательно зачистить. Если для полного провара стыка необходим зазор между свариваемыми деталями, то необходимо применять медные или стальные подкладки.

В случае сваривания латунных изделий малых толщин предварительные прихватки, удерживающие стык, необходимо тщательно зачистить. Допускается их перекрытие сварным швом. При сварке латуни большой толщины, такие прихватки рекомендуется удалять по мере того, как сварной шов приближается к ним.

При этом, удаление прихваток сильно тормозит процесс сварки и часто прихватки не удаляют а тщательно зачищают. Если прихватки удалить невозможно, то располагать их следует из расчёта 3-4 прихватки на 1м сварного шва. Длина прихваток 20-25мм.

При сварке с зазором, подкладки с формирующими канавками позволяют выполнять односторонние швы, и это значительно сокращает время сварки. Однако, остаточные напряжения в сварных швах при этом получаются несколько выше.

Качество автоматической сварки латунных изделий

Прочность сварных соединений латуни обычно бывает 70-75% от прочности основного материала. Сварные соединения высокой прочности можно получить при сваривании латуни марки Л62 сварочной проволокой ЛК80-3. При этом высокая прочность соединения достигается независимо от марки применяемого флюса.

Прочность сварных соединения различных марок латуней, сваренных проволокой различных марок под разными флюсами, приведена в таблице:

В случае применения проволоки Бр. КМЦ3-1 часто при сварке образуются горячие трещины. Её не следует использовать для сварки листовой латуни. Однако, во многих случаях она позволяет получить высокую механическую прочность сварного соединения. В случае применения проволоки из бронзы, вокруг зёрен латуни формируются скопления отдельных нерастворимых элементов. При этом, содержание цинка в металле шва меньше, чем в свариваемых латунных деталях.

Дополнительные материалы по теме: