Jaký typ svařování se používá ke svařování mosazi?

Svařování mosazi je technologicky složitý proces, protože měď a zinek obsažené ve slitině mají různé fyzikální a chemické vlastnosti. Přesto je možné různé díly z mosazi spojovat svařováním několika docela dostupnými způsoby a technologicky je tento proces více podobný svařování mědi.

Definice

Mosaz je dvousložková nebo vícesložková slitina mědi a zinku, do které se v malých množstvích navíc přidávají cín, nikl, olovo, mangan, železo a další přísady. Metalurgická klasifikace rozděluje mosaz a bronz jako slitiny s různými fyzikálními a chemickými vlastnostmi.

V průmyslu se používají dva hlavní typy slitin mosazi: jednofázové nebo alfa, kde zinek tvoří nejvýše 35 % celkové hmoty. Výrobky založené na tomto složení se snadno deformují za jakýchkoli podmínek bez nutnosti dalšího ohřevu. dvoufázový nebo alfa-beta, do kterého se přidává až 60 % zinkové hmoty. Charakteristickým rysem této slitiny je dobrá pevnost a odolnost proti opotřebení, ale zpracování musí být provedeno pomocí tlaku a vysoké teploty.

Vlastnosti při svařování mosazi

Hlavním problémem při svařování mosazných výrobků je velký rozdíl v teplotách tavení mědi a zinku. Tavení mědi tedy začíná při 1080⁰C a zinku až od 420⁰C, přičemž bod varu posledně jmenovaného je 905⁰C. Proces svařování tedy probíhá intenzivním varem zinku, který je doprovázen jeho částečným vyhořením a částečným odpařování v místě tepelného ohřevu.

Svařování mosazi je také doprovázeno tvorbou sloučeniny kyslíku a zinku nebo oxidací zinku podle vzorce 2Zn+O2=2ZnO. Oxid zinečnatý ve formě bílého filmu se tvoří přímo v zóně tepelného zpracování a pokrývá oblasti kovu v oblasti svaru, čímž zabraňuje volnému srůstání mosazných dílů. Tepelné zpracování mosazi je také charakterizováno procesem absorpce volného vodíku, který se při vstupu do roztaveného kovu nestihne včas uvolnit a ztuhne, čímž podpoří tvorbu plynových bublin a pórů ve struktuře svar, čímž se výrazně sníží jeho pevnost.

Pokud tedy shrneme obtíže, se kterými se bude muset při svařování mosazi setkat, můžeme vyzdvihnout: odpařování a vyhoření zinku, oxidaci zinku s tvorbou oxidového filmu, tvorbu pórů a trhlin v místě svařování.

Techniky svařování mosazi

Svařování mosazi je velmi podobné svařování mědi a probíhá při teplotě 1100⁰ C, ale je nutné vzít v úvahu všechny vlastnosti vlastní slitině mědi a zinku, které vznikají během procesu svařování.

V praxi se používají tři hlavní způsoby svařování mosazi, a to: svařování elektrickým obloukem, svařování plynovým plamenem, svařování argonem.

Svařování elektrickým obloukem se zase dělí na: svařování mosaznými elektrodami, svařování uhlíkovými elektrodami.

Pro konvenční svařování mosazi elektrickým obloukem se používá stejnosměrný elektrický proud s přímou polaritou. Svařování se provádí krátkým obloukem ze spodní polohy, který je podporován proudem 250 ampér u pětimilimetrových elektrod, přičemž rychlost pokládání svaru je až 30 centimetrů za minutu.

Na konci práce je nutné svar vybrat a dále temperovat ohřevem na teplotu 600-650⁰ C. Elektrody pro svařování elektrickým obloukem jsou vyrobeny z mosazného drátu na bázi mědi a 40% zinku s malými příměsemi až do 5% manganu, hliníku, železa a dalších složek.

Výběr elektrod

Svařovací elektrody pro svařování mosazi elektrickým obloukem se používají ve dvou typech: grafitizované, pro výrobky malé tloušťky nevyžadují další přídavný drát; silně potažené elektrody, s vícevrstvým povlakem.

Elektrody se vyrábějí pokrytím svařovacího drátu typu LK-80-3 vrstvou povlaku o tloušťce jedné třetiny milimetru, připravené ze směsi tvořené jednou třetinou tekutého skla a dvěma třetinami suchých látek: manganová ruda – 30 %, titanový koncentrát – 30 %, feromanganové složky – 15 %, křídové třísky – 20 %, síran draselný – 5 %.

Po zaschnutí povlaku je dodatečně potažen milimetrovou vrstvou tavidla, což je směs tekutého skla a bórové strusky.

Svařování mosazi pomocí uhlíkových elektrod probíhá obdobně jako proces svařování měděných dílů, pouze s tím rozdílem, že je mosazný drát s obsahem zinku do 40 % a pětiprocentní přísadou manganu, který je potažen speciálním tavidlem. používá se jako pájka.

Mosaz se svařuje elektrickým obloukem poměrně obtížně, pro kvalitní spojení musí být splněny následující podmínky: tloušťka svařovaných mosazných plechů na jeden průchod by neměla být větší než 3 mm; volně ložené produkty musí být předehřáté na teplotu 200-300⁰ C; Tenkostěnné materiály se doporučuje svařovat jedním průchodem, protože při vícevrstvém svařování se může tvořit velké množství trhlin a pórů.

Pro spojování tenkostěnných dílů a trubek z mosazi se používá především svařování plynovým plamenem. Při jeho použití ke snížení množství odpařování molekul zinku se svařování mosazných výrobků provádí plamenem s přebytkem kyslíku. V důsledku toho se vytvoří tenký oxidový film ZnO, který umožňuje výrazně snížit proces odpařování zinku. Navíc přebytek kyslíku také umožňuje vázání volného vodíku, který se tvoří v plameni hořáku, což zase snižuje jeho pronikání do roztaveného kovu. Tavidlo pro svařování plamenem je vyrobeno na bázi kalcinovaného boraxu s přídavkem kyseliny borité. Tato suchá směs se nejprve zředí vodou na hustou pastu a před zahájením práce se pastovitá hmota tavidla jednoduše nanese štětcem na budoucí místo svařování.

Svařování mosazi v argonu

Argonové svařování mosazi je proces spojování kovu pomocí elektrického oblouku v prostředí inertního plynu. Svařování argonem se používá hlavně pro spojování dílů o velké tloušťce 5 mm a více. Argonové svařovací zařízení je vodivá svorka, která fixuje elektrodu ve formě kulaté trysky, kterou je argonový plyn přiváděn do místa svaru. Vytvoření svaru se provádí pomocí pájecího drátu, který pro kvalitní spojení musí být složením zcela shodný s mosaznou slitinou svařovaných dílů.

Předpokladem kvality argonového svařování je nutnost pečlivé přípravy budoucího svařovacího místa, jako v zásadě u jiných metod svařování. K tomu je nutné oříznout speciální svařovací hranu na okrajích obrobků a pečlivě vyčistit svařovací plochu do dokonalého lesku pomocí pilníku nebo brusného papíru. K čištění mosazných povrchů od oxidů použijte metodu leptání zředěným roztokem kyseliny dusičné nebo chlorovodíkové a čištění kyselinou by mělo být provedeno bezprostředně před zahájením svařovacích prací.

Pár tipů na závěr

Doma lze mosazné díly pájet poměrně snadno pomocí foukačky a cínové pájky, za použití snadno dostupného boraxu jako tavidla.

Stojí za to vědět a pamatovat si, že při svařování mosazných výrobků se oxid zinečnatý tvoří ve formě bílého prášku nebo bělavé páry, což je toxická látka a je kontraindikována pro vstup do lidského těla. Proto je nutné svářečské práce provádět buď na volném prostranství, nebo s dobrým odsáváním a také bezpodmínečně používat osobní ochranné prostředky, jako je ochranná maska ​​nebo brýle a respirátor.