Чем можно заварить бронзу

Как сварить бронзу 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.

Источник

Сварка бронзы: особенности сварочного процесса, технология сварки аргоном и технические рекомендации

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.

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.

Источник

Как выполняется сварка бронзы, какие существуют методики

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.

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.

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.

Сварка бронзы и латуни сопровождается выделением токсичный веществ, поэтому осуществляется с соблюдением всевозможных мер безопасности. Аргоновая сварка имеет ряд преимуществ перед остальными типами соединения.

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.

Источник

Какими электродами варить бронзу

Сварка бронзы, как и сварка любого другого сплава цветного металла достаточно специфична. В первую очередь, это обусловлено собственными физико-механическими свойствами материала. Бронза обладает достаточно высокой теплопроводностью, и многие литьевые бронзы обладают высокой текучестью в расплаве, что требует от сварщика специфических навыков.

Во вторую очередь, сам сплав бронзы имеет различные свойства в зависимости от содержания тех или иных легирующих компонентов. Принято разделать бронзы на оловянные, кремнистые, фосфорные, алюминиевые и прочие. При сварочных работах, по каждому из этих сплавов есть свои особенности, в основном это побочные вещества, которые выделяются в виде вкраплений металла сварочного шва, или налета, и требуют дополнительных средств, в виде обмазок или флюсов для эффективного проведения сварочных работ. Все эти факторы требуют особого подхода при электродуговой сварке, и тщательного выбора, какими электродами варить бронзу в отдельных случаях.

Самые ярко выраженные побочные эффекты наблюдаются в сварных работах по оловянным бронзовым сплавам. При быстром нагреве и охлаждении на границах сварочного шва выделяется богатый оловом хрупкий сплав, который крайне отрицательно сказывается на механических свойствах шва. Для этого в первую очередь применяют сварку с предварительным подогревом. И используют для сварки прутки из сплава меди, 8% цинка, 3% олова, 7% свинца, 0,4% никеля 0,2% фосфора, и 0,3% железа. В частности, для сварки сплава БрОЦ10-2 рекомендуется использовать, стержень электрода из сплавов БрОЦ10-2 или БрОЛ А8-0,8-0,7 с покрытием ММЗ-2.

При сварных работах по алюминиевым бронзам главной проблемой становится образование тугоплавкого оксида алюминия на поверхности металла. Для сварки этих сплавов используются электроды на основе бронзового стержня с 10% алюминия и 3-5 % железа, а в некоторых случаях содержат до 2.5% марганца. Вообще, при включении в состав электродов для сварки бронз легирующих элементов в виде никеля или марганца помогает избежать трещинообразования при сварке. Для заварки дефектов широко применяются электроды АНМц или ОКЗ-АБ. Они так же подходят для работ по алюминиево-никелевым бронзам. Из зарубежных электродов для сварки бронз на основе алюминия можно использовать бельгийские Lаstek 64, или UTP34 для сложных сплавов.

Электроды для сварки фосфористой бронзы берутся с на медной основе с 8-11% олова и 1-0.5% фосфора. Покрытие для таких электродов состоит из 75-80% борного шлака и 20-25% жидкого стекла. Для медно-никелевых сплавов хорошо подходят электроды марки МН-5.

В общих случая для проварки дефектов в деталях и при наплавке достойное качество шва выходит при использовании ММЗ-2, МН-4, ЦБ-1, а также толстопокрытых электродов ОЗБ-2М, ЗТ и Комсомолец-100. Из зарубежных электродов для сварки простых бронзовых сплавов можно также отметить AS BRONZ Askaynak и Unitor ALBRONZE-344.

Неплохие результаты для сплавов бронзы дает электродуговая сварка угольным электродом. При нем используются прутки из чистой меди или подобные Бр.ОФЭ-ОЗ из фосфористой бронзы. Для недопущения образования закиси меди используют флюсы из борной кислоты и прокаленной буры, или флюс из буры и магния. Ну а для сварки катаных деталей толщиной до 6 мм отлично подходит аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. При этом лучше использовать предварительную V-образную разделку кромок.

Источник

Сварка бронзы

Бронза является сплавом меди с оловом. Также бывает с содержанием фосфора бронза, кремния или алюминия. Все эти сплавы обычно считаются сварными, и не составит труда их сварить.

Существует следующая разновидность бронзы:

Фосфористая бронза содержат от 1 до 12% олова с небольшим количеством (0,01-0,1%) фосфора. Содержание в некоторых может достигать 0,1% до 1,0% фосфора.

Такая бронза устойчива к коррозии и имеет повышенную износостойкость.

С точки зрения свариваемости есть некие трудности, так как фосфористая бронза склонна к горячему растрескиванию. При низком содержании фосфора возможно образование оксидной пленки в сварочной ванне. По этой причине следует избегать высокого нагрева изделия, как перед сваркой, так и после.

Алюминиевые бронзы склонны к горячему растрескиванию при нагреве до температуры около 600 — 700°C. По этой причине такой бронзовый сплав не требует предварительного нагрева.

Термическая обработка такого сплава после сварки не требуется. Хотя нагрев её до температуры 300-350°C после сварки поможет снять остаточные напряжения в шве.

Кремнистые бронзы отличаются высокими механическими свойствами, хорошо свариваются. Предварительный подогрев до температуры 300-350°С осуществляется только для литых деталей сложной форм

Кремнистая бронза имеет хорошую свариваемость и повышенные механические свойства. В подогреве такой сплав не нуждается.

Способы сварки бронзы

Сваривать бронзу можно как аргонодуговой, полуавтоматической сваркой в среде защитных газов, а также ручной дуговой покрытыми электродами.

Сварка бронзы аргоном

Аргонодуговую сварку допускается использовать без применения гелиевых смесей, а варить на чистом аргоне. Сваривать деталей таким способом, можно толщиной до 25 мм. Однако следует отметить, что размер сварочной ванны должен быть ограничен. Тем самым увеличив скорость охлаждения расплавленной ванны.

Присадочный материал – пруток БрКМц-3-1 отлично подходит как для сварки бронзы, так и латуни.

Аргонодуговая сварка бронзы является самой популярной, среди всех способов соединения.

Сварка бронзы электродом

Такой способ сварки не слишком распространён, так как сварка электродом не даёт хороших результатов. При таком способе необходим постоянный подогрев свариваемых деталей, что невозможно сделать в домашних условиях.

Особенности сварки бронзы

По технологии, необходимо очистить поверхность изделия от остатков шлака, грязи металлической щёткой. Если есть окислы, убрать их с поверхности растворителем.

Перед сваркой, детали из бронзы толщиной свыше 5мм необходим предварительный нагрев. Температура нагрева составляет от 300°С до 700°С, в зависимости от марки бронзы. Очень важно не превышать допустимый нагрев, иначе это может привести к образованию трещин.

Источник