Svařování mosazi. Jak svařovat mosaz?

Svařování mosazi lze provádět všemi známými způsoby svařování. V mnoha ohledech je proces svařování mosazi podobný procesu svařování mědi. Svařování mosazných plechů se využívá především při výrobě zařízení pro chemický průmysl. Profilovanou ocel je vhodnější svařovat odporovým svařováním. Různé značky mosazi obsahují zinek a další prvky. A obsah legujících prvků ovlivňuje svařitelnost mosazi a mění její fyzikální a chemické vlastnosti.

Hlavní obtíž při svařování mosazi

Hlavní potíže při svařování mosazi různých jakostí jsou spojeny s intenzivním varem a rychlým vyhořením zinku. Zinek má nízké body tání (419 °C) a body varu (905 °C), mnohem nižší než bod tání základního kovu (od 700 °C do 1000 °C), a to způsobuje vyhoření a vypařování zinku. Zinek vyhoří podle reakce: 2Zn+O 2 =2ZnO.

Většina zinku v mosazi se během procesu svařování odpaří. Část zinku se spojí s kyslíkem za vzniku oxidu zinečnatého ZnO, což je bílý prášek. Tento práškový nátěr pokrývá většinu kovu v tepelně ovlivněné zóně a dalších oblastech v blízkosti svaru, stejně jako exponované části zařízení umístěných na pracovišti.

Kromě toho jsou páry ZnO pro člověka velmi nebezpečné, takže bezpečnostní opatření při svařování mosazi vyžadují použití respirátorů během procesu svařování. Některé technologické metody umožňují minimalizovat vyhoření zinku, ale i když to vezmeme v úvahu, u všech hlavních typů svařování je vyhoření 25-30%, což vede ke vzniku vad ve svarech ve formě velkého počtu pórů .

Navzdory podobnosti svařování mosazi se svařováním mědi vyžaduje vysoký obsah zinku, aby bylo svařování prováděno tak, aby se zajistila absence pórů ve svaru a snížil se odpad zinku.

Příprava mosazných dílů pro svařování

Vzhledem k tomu, že tepelná vodivost mosazi je nižší než u mědi, není při svařování mosazi malých a středních tlouštěk potřeba předehřívání. Při svařování silné mosazi je vhodné provést lokální předehřev.

Řezání svařovaných hran pro svařování na tupo se provádí na základě tloušťky svařovaného kovu. Při svařování mosazných plechů do tloušťky 1,5 mm se doporučuje, pokud je to možné, plechy olemovat. Výška příruby se rovná dvojnásobku tloušťky svařovaného kovu.

Při svařování mosazi o tloušťce 1,5-6 mm je dovoleno nepřipravovat svařované hrany mezi svařovanými díly; Při použití podložek lze mezeru zvětšit na 1-2 mm. Pro zajištění úplného proniknutí v celé tloušťce kovu se používá oboustranné svařování.

Když je tloušťka svařované mosazi 6-25 mm, provede se drážka svarů ve tvaru V, i když výhodnější je drážka ve tvaru X (pokud je to možné) s úhlem otevření 30-45° na obou stranách. Hrany spojů by měly být otupené. Míra otupení je 4 mm. Se zvětšenými mezerami klesá kvalita svarových spojů. A s malými mezerami a dlouhými svary se zvyšuje napětí ve svařované konstrukci, což vede k její deformaci.

Výběr přídavného materiálu pro svařování mosazi

Volba té či oné značky přídavného materiálu značně ovlivňuje průběh procesu svařování mosazi. Níže uvedená tabulka ukazuje složení nejběžněji používaných výplňových drátů:

Stupeň materiálu
Chemické složení, %
LKBO 62-0,2-0,04-0,5
LOC 62-0,4-0,5
Poznámka. Zbytek je zinek.

Často se pro svařování běžné mosazi volí přídavný drát jakosti L62 a L68. Tyto jakosti nezabraňují vyhoření zinku, ale kvalita svařování je dobrá, svary jsou pevné a dobře tvarované.

Hlavní nevýhodou při svařování konvenční mosazi je velké množství defektů ve svarech v podobě pórů. Pro získání hustšího svaru a zlepšení pevnosti a technologických vlastností se doporučuje zvolit mosazný drát legovaný deoxidačními prvky. Mezi dobré deoxidanty patří hliník, křemík, nikl, mangan a někdy i stříbro.

Výplňový materiál č. 1 obsahuje bor a je samotavící. Volba tohoto přídavného materiálu eliminuje použití tavidla a zvyšuje dobu svařování o 20-40% ve srovnání se svařováním pod tavidlem.

Přídavné kovy č. 2 a 3 jsou křemíková mosaz. Poskytují proces svařování s nízkou kouřivostí. Při jejich použití je odpad zinku pouze 2 %. Přídavný materiál č. 4 obsahuje zinek a zajišťuje bezkouřový proces svařování. Materiál č. 4 byl vyvinut především pro svařování litiny nebo oceli s mosazí, ale lze jej úspěšně použít pro svařování legované i nelegované mosazi.

Materiály č. 5 a 6 se používají při svařování mosazi jakosti L62 a L68 práškovými nebo plynovými tavidly.

Kompozice č. 8, 9, 10 obsahují ve svém složení cín a křemík. Tyto materiály vykazují nejlepší výsledky pro kyslíko-acetylenové svařování mosazi. Použití takového výplňového drátu umožňuje získat vysokou korozní odolnost svarového spoje v mořské vodě.

Tavidla pro plynové svařování mosazi

Pro plynové svařování mosazi se používají stejná tavidla jako pro plynové svařování mědi. Nejlepších výsledků se však dosáhne při použití tavidel následujících složení:

1. Borax (Na2B4) – 7 %;
2. Borax (Na2B4) – 7 % a kyselina boritá H50B3 – 3 %;
3. Borax (Na2B4) – 7 % a kyselina boritá H20BO3 – 3 %.

Tato tavidla pomáhají čistit hrany svarů a zabraňují oxidaci roztavené lázně.

Podle G.A Asinovskaya jsou dobré výsledky dosaženy při výběru plynového toku BM1, který obsahuje 70-75 % methylboritanu B(OCH 3) 3, 25-30 % metylalkoholu CH 3 OH. Použití tohoto tavidla zcela zabraňuje hoření zinku a tvorbě par ZnO.

Spotřeba tavidla BM1 je pouze asi 30 g na kilogram tekutého kovu. Při nadměrném množství tohoto tavidla se kvalita svařování snižuje v důsledku zvýšené pórovitosti svaru, protože Odstranění plynů ze svarového kovu je obtížné. Spotřeba práškového tavidla je 25-30g na kilogram naneseného kovu.

Technika svařování mosazných výrobků

Svařování mosazi se provádí nejvyšší možnou rychlostí. Doporučená rychlost svařování je 0,15-0,25 m/min při provádění jednovrstvých svarů. Při nižší rychlosti se prudce zvyšuje riziko vzniku velkého množství pórů ve svarovém kovu.

Při svařování silné mosazi se spojované díly instalují pod úhlem 10-15° k horizontále a svařování se provádí zdola nahoru, nahoru. Je vhodné provést doprovodné vytápění. Dlouhé švy jsou svařovány v obrácených krocích. Nejčastěji se svařování provádí pomocí spodního švu, ale je povolen i svislý šev. Stropní švy se neprovádějí konvenčními metodami svařování kvůli zvýšené tekutosti mosazi.

Při svařování v nenízké poloze je nutné použít legovaný přídavný drát, jinak bude výsledný svar porézní. Podle výzkumu G.A Asinovskaya však při použití tavidla plynu (například BM1) a mosazi obsahující křemík jako přídavného materiálu lze svařování provádět v jakékoli poloze.

Doporučuje se svařovat mosaz umístěním přídavného drátu pod úhlem 15-30 % ke svařovaným hranám. Hořák by měl být držen v úhlu 70-80° k produktu. Svařování se provádí bez příčných vibrací. V tomto případě musí být plnicí tyč nebo drát umístěn nad tavnou lázní v plameni hořáku. Není dovoleno ponořit tyč do roztavené lázně. Roztaví se v plameni hořáku a po kapkách do něj stéká.

Kvalita svařování mosazi různých značek

Pevnost svarových spojů a kvalita svařování různých značek mosazi jsou různé. Na kvalitu má velký vliv výplňový materiál. Tabulka ukazuje průměrné ukazatele pevnosti svarových spojů mosazi různých značek: