Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 121. Сварка латуни

Особенности сварки латуни были изложены в главе XV. В настоящее время, несмотря на относительно низкую производительность, газовая сварка латунных изделий все еще применяется в промышленности.

Для борьбы с испарением цинка при газовой сварке латуни применяют сварочное пламя с большим избытком кислорода, достигающим 30—40% против его нормального количества в восстановительном пламени. При сварке латуни в горелку подается от 1,3 до 1,4 м3 кислорода на 1 м3 ацетилена. Избыток кислорода окисляет часть цинка, окись которого образует пленку на поверхности сварочной ванны, защищающую нижележащие слои расплавленного металла от дальнейшего испарения цинка при сварке. Кроме того, избыток кислорода окисляет свободный водород в зоне сварки, препятствуя поглощению его расплавленным металлом, что также приводит к снижению испарения цинка и уменьшает пористость шва. Мощность сварочного пламени должна составлять 100 л/час ацетилена на 1 мм толщины основного металла. Скос кромок зависит от толщины свариваемого металла (см. табл. 66). Перед сваркой кромки зачищают до металлического блеска, а при наличии на них слоя окалины травят в 10%-ном растворе азотной кислоты с последующей промывкой водой и протирают насухо.

В качестве присадочного прутка применяется латунная проволока J1K-62-05, состоящая из 60,5 4-63,5% меди, 0,3-0,7% кремния, остальное — цинк. Состав этой проволоки разработан ВНИИАвтогеном с целью улучшения процесса сварки латуни, что достигается введением в проволоку кремния в качестве раскислителя, уменьшающего окисление и испарение цинка. При сварке этой проволокой получается плотный беспористый шов с минимальным выделением паров цинка.

Для повышения производительности сварки, если используется проволока J1K-62-05, мощность горелки можно увеличить до 150 л/час ацетилена на 1 мм толщины металла (без заметного увеличения потерь цинка на испарение). В качестве флюса применяется бура или один из составов, используемых при сварке чугуна латунью (см. § 6).

При сварке латуни наилучшие результаты дает разработанный ВНИИАвтогеном газообразный флюс, состоящий из паров летучей бороорганической жидкости БМ-1. Эта жидкость представляет собой смесь метанола (СН3ОН) с 55—70% метилбората В (СН30)3. Перед поступлением в горелку ацетилен пропускается через эту жидкость, заполняющую специальный сосуд — флюсопитатель, где он насыщается парами жидкости и далее идет в горелку. Пары флюса попадают в сварочное пламя, где метилборат сгорает по реакции:

Борный ангидрид В203 образует в пламени летучую борную кислоту Н3В03, которая осаждается на изделии и вновь разлагается, образуя борный ангидрид, являющийся флюсующим веществом. Содержащийся во флюсующей жидкости метанол полностью сгорает в пламени без образования каких-либо вредных для процесса сварки соединений. Расход флюса БМ-1 для получения наплавленного металла хорошего качества составляет около 70 г на 1 м3 ацетилена.

Газофлюсовая сварка латуни с применением флюса БМ-1 позволяет значительно повысить производительность, делает процесс почти безвредным для сварщика, обеспечивает получение плотного беспористого металла шва без проковки, с пределом прочности до 38 кгс/мм2, углом загиба 180°, ударной вязкостью 15 кгс м/см2.

Испарение цинка почти не происходит и состав металла шва остается прежним, соответствующим промежуточному составу между основным и присадочным металлом, в зависимости от доли участия каждого из них в образовании металла шва. Поверхность шва получается чистой от окислов и шлаков, незначительный налет которых легко удаляется протиркой шва тканью. Значительно упрощается и улучшается процесс выполнения многослойных швов.

В химическом машиностроении находит применение железомарганцовистая латунь ЛЖМц-59-1-1, состоящая из 59% меди, 1% марганца, 1 % железа, остальное — цинк. Эта латунь хорошо куется и используется для изготовления толстых профилей, идущих на фланцы сосудов. При сварке заготовок для фланцев кромки профиля после его изгиба на вальцах скашивают под углом 35° без притупления. Скос производят с одной стороны.

Для предупреждения вытекания жидкого металла собранный под сварку стык ограждают графитовыми пластинками. Затем кромки нагревают двумя горелками до оплавления, причем расход ацетилена составляет 1050—1750 л/час. Кромки посыпают бурой и заливают расплавленным металлом (латунью марки ЛК-62-05), который плавится в тигле под слоем древесного угля толщиной в 10 мм для защиты от окисления. Во время заливки кромки шва подогревают горелками. После окончания заливки стыка и его охлаждения ограждающие плитки убираются и заготовка идет в дальнейшую обработку. Такой способ сварки предложен сварщиком А. И. Романовым и назван ванным.

Сварка стыка двух полос сечением 125 X 125 мм занимает 25 — 30 мин. Наплавленный металл получается с высокими механическими свойствами: пределом прочности 42 кгс/мм2, удлинением 36%, ударной вязкостью 6,8кгс-м/см2. Если при сварке латуни применяется проволока Л-62 и обычные флюсы, то для повышения плотности шов подвергают проковке, заглаживая его заподлицо с основным металлом. При содержании в латуни меди менее 60% проковку ведут в горячем состоянии при температуре 650°, а при содержании меди более 60%—в холодном состоянии. После проковки производят отжиг при 600—650° с последующим медленным охлаждением.

Проковка делает металл шва мелкозернистым, а отжиг устраняет возможность появления наклепа. Для снятия внутренних остаточных напряжений в латунном изделии, приводящих в дальнейшем иногда к его растрескиванию, применяют отжиг при 300°. Сварку латуни следует вести в защитной маске (респираторе), поскольку выделяющиеся пары цинка вредны для здоровья.

Газофлюсовая наплавка латуни на чугун и сталь. При изготовлении запорной арматуры для пара и газов на стальные и чугунные поверхности клапанов запорных вентилей наплавляются латунные уплотнительные кольца газофлюсовой сваркой, разработанной ВНИИАвтогеном и описанной выше. Этот способ сварки обеспечивает плотную беспористую наплавку, прочно связанную с основным металлом. При наплавке не происходит изменения структуры и свойств металла наплавляемой детали.

В качестве присадочного прутка применяют латунь Л-62. Проволока из латуни ЛК-65-05 дает более хрупкий слой в месте сплавления латуни с чугуном или сталью, чем проволока Л-62. Металл в месте наплавки нагревается флюсующим пламенем до 650°. При этом на поверхности металла образуется тонкая стекловидная пленка шлака.

Пламя горелки с парами флюса БМ-1 окрашено в ярко-зеленый цвет, а его ядро сливается с факелом. Пруток латуни плавится в пламени и жидкая латунь наносится на поверхность стали или чугуна в виде валика. При наплавке валика впереди его должна двигаться тонкая пленка жидкой латуни, что указывает на хорошее смачивание ею наплавляемой поверхности, обеспечивающее прочное сцепление валика наплавки с основным металлом.

Пламя горелки должно быть направлено к поверхности под углом 45°, охватывая с обеих сторон концы прутка и валика. Применяется левый способ перемещения горелки вдоль шва без поперечных колебаний.

При наплавке не должно происходить испарения цинка и образования пузырей в ванне. Появление их указывает на неправильное ведение процесса и недостаточную защиту флюсом жидкого металла и наплавляемой поверхности. Прочность сцепления наплавленного металла с основным при наплавке на чугун 15 кгс/мм2 (отрыв по чугуну), при наплавке на сталь 30 кгс/мм2 (отрыв по стали).

вверх страницы