1. Soldabilidade do Latão
O latão é uma liga de cobre-zinco e, devido ao baixo ponto de ebulição do zinco (apenas 907 ℃), é muito fácil evaporar durante o processo de soldagem, o que é o maior problema na soldagem de latão.
Sob condições de alta temperatura durante a soldagem a arco com vareta de latão, a quantidade de evaporação de zinco pode chegar a 40%, o que leva a uma diminuição nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão da junta soldada e aumenta sua sensibilidade à corrosão sob tensão. .
O zinco evaporado é imediatamente oxidado em óxido de zinco no ar, formando fumaça branca, o que traz grandes dificuldades à operação e prejudica a saúde do soldador.
Portanto, ao soldar latão, é necessário fortalecer a ventilação e outras medidas de proteção.
A má soldabilidade do latão pode causar problemas como porosidade, rachaduras, evaporação de zinco e oxidação durante a soldagem.
Para resolver esses problemas, o fio de soldagem contendo silício é comumente usado na soldagem, porque o silício formará uma densa película de óxido na superfície da poça fundida, bloqueando a evaporação e oxidação do zinco e evitando a invasão do hidrogênio.
Após a soldagem, o recozimento a 470-560 ℃ pode ser realizado para eliminar o estresse e prevenir o fenômeno de “autofissuras”.
2. Métodos de soldagem para latão
Os métodos de soldagem comumente usados para latão na produção são soldagem a arco elétrico e soldagem a arco de argônio, e seus principais pontos de processo são os seguintes:
(1) Soldagem por arco elétrico: É usada haste de soldagem de latão com fio de núcleo de bronze, como ECuSn-B (T227), ECuAl-C (T237). Fio com núcleo de cobre puro, como ECu (T107), pode ser usado para peças fundidas de latão que não exigem altos requisitos de soldagem.
A fonte de alimentação deve ter conexão positiva DC e o ângulo da ranhura em forma de V não deve ser inferior a 60°-70°.
Quando a espessura da placa excede 14 mm, a superfície da soldagem deve ser cuidadosamente limpa antes da soldagem para remover todas as impurezas de óleo que irão gerar gás hidrogênio.
A soldagem a arco curto deve ser utilizada durante a operação, e a haste de soldagem não deve ser balançada horizontal ou longitudinalmente, movendo-se apenas ao longo da linha reta da solda. A velocidade de soldagem deve ser rápida, não inferior a 0,2-0,3m/min.
Na soldagem multicamadas, a película de óxido e a escória entre as camadas devem ser removidas. O líquido de cobre do latão possui alta fluidez, portanto a poça derretida deve ficar na posição horizontal. Se a poça fundida precisar ser inclinada, o ângulo de inclinação não deverá ser superior a 15°.
(2) Soldagem a arco de argônio: fio de soldagem de latão-estanho HSCuZ-1 (HS221), fio de soldagem de ferro-latão HSCuZn-2 (HS222) e fio de soldagem de latão-silício HSCuZn-4 (HS224) são usados no arco manual de tungstênio e argônio Soldagem.
Esses fios de soldagem contêm alto teor de zinco e produzem grande fumaça durante a soldagem. Fios de soldagem de bronze como HSCuSi (HS211) e HSCuSn (HS212) também podem ser usados.
Os parâmetros de soldagem para soldagem manual de latão com arco de tungstênio e argônio são mostrados na tabela.
Ciência dos Materiais | Espessura da placa/mm | Forma de ranhura | Diâmetro do eletrodo de tungstênio/mm | Tipo e polaridade da fonte de alimentação | Corrente de soldagem/ | Taxa de fluxo de gás argônio A/(L/min) | Temperatura de pré-aquecimento/℃ |
Latão comum | 1.2 | Terminação | 3.2 | Conexão direta CC | 185 | 7 | Não pré-aquecendo |
Latão estanho | 2 | Em forma de V | 3.2 | Conexão direta CC | 180 | 7 | Não pré-aquecendo |
Devido à evaporação do zinco, que destrói o efeito protetor do gás argônio, uma abertura de bico maior e uma taxa de fluxo de gás argônio devem ser selecionadas ao soldar latão.
Geralmente, o pré-aquecimento não é necessário antes da soldagem, exceto para juntas com espessura superior a 10mm e juntas com diferença significativa de espessura entre as bordas de soldagem, caso em que apenas a parte mais espessa da borda de soldagem precisa ser pré-aquecida.
A fonte de alimentação pode usar conexão positiva DC ou AC. Ao usar uma fonte de alimentação CA para soldagem, a quantidade de evaporação do zinco é relativamente pequena.
Corrente de soldagem maior e velocidade de soldagem mais rápida devem ser usadas para parâmetros de soldagem.
Os parâmetros de soldagem para soldagem de placas de latão com espessura de 16-20 mm são: corrente de soldagem de 260-300A, diâmetro do eletrodo de tungstênio de 5 mm, diâmetro do fio de soldagem de 3,5-4,0 mm, abertura do bico de 14-16 mm e taxa de fluxo de gás argônio de 20- 25L/min.
Para reduzir a evaporação do zinco, o fio de enchimento pode entrar em “curto-circuito” com a peça de trabalho durante a operação, e o arco pode ser iniciado e mantido no fio de enchimento tanto quanto possível, evitando o contato direto do arco com o metal base. O metal base é aquecido e derretido principalmente pela transferência de calor do metal fundido.
Durante a soldagem, a soldagem de camada única deve ser realizada tanto quanto possível. Para juntas com espessura inferior a 5 mm, é melhor soldá-las de uma só vez.
Após a soldagem, a soldagem deve ser aquecida a 300-400°C para recozimento para eliminar o estresse de soldagem e evitar que o componente de latão rache durante o uso.
3. Soldagem Tig de Latão
1. Soldabilidade do latão
O latão é uma liga de cobre-zinco. Como o zinco tem um ponto de ebulição mais baixo, de apenas 907°C, ele é propenso à evaporação durante o processo de soldagem, representando um desafio significativo na soldagem de latão.
Sob as altas temperaturas de soldagem, até 40% do zinco pode evaporar durante a soldagem a arco elétrico.
Esta evaporação substancial do zinco leva a uma diminuição nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão da junta soldada, aumentando também a sua suscetibilidade à corrosão sob tensão.
O zinco evaporado é imediatamente oxidado em óxido de zinco no ar, formando uma fumaça branca que dificulta a operação e prejudica a saúde do soldador.
Portanto, é fundamental reforçar a ventilação e outras medidas de proteção nos locais onde o latão é soldado. A fraca soldabilidade do latão pode levar a problemas como porosidade, rachaduras e evaporação e oxidação do zinco durante a soldagem.
Para resolver esses problemas, o fio de soldagem contendo silício é frequentemente usado porque o silício forma uma densa camada de sílica na superfície da poça fundida, inibindo a evaporação e oxidação do zinco e evitando a intrusão de hidrogênio.
Após a soldagem, um tratamento de recozimento a 470-560°C pode ser usado para aliviar o estresse e evitar “autofissuras”.
2. Métodos de soldagem de latão
Na produção, os métodos comuns para soldagem de latão incluem soldagem a arco elétrico e soldagem a arco de argônio. Os pontos essenciais desses processos são os seguintes:
(1) Soldagem por arco elétrico
O eletrodo utilizado é um eletrodo com núcleo de bronze, como ECuSn-B (T227), ECuAl-C (T237). Para fundições de latão que não requerem soldagem de alta qualidade, um eletrodo com núcleo de cobre puro, como ECu (T107), pode ser usado.
A fonte de alimentação utiliza corrente contínua com o eletrodo conectado ao terminal positivo, e o ângulo da ranhura em forma de V não deve ser inferior a 60°-70°.
Para placas com espessura superior a 14 mm, a superfície das peças soldadas deve ser cuidadosamente limpa antes da soldagem para remover todas as impurezas de óleo que podem produzir gás hidrogênio.
Durante a operação, deve-se usar soldagem a arco curto e o eletrodo não deve ser movido de um lado para o outro ou para frente e para trás, mas apenas em linha reta ao longo da solda.
A velocidade de soldagem deve ser rápida, não inferior a 0,2-0,3m/min. Na soldagem multicamadas, a película de óxido e a escória entre as camadas devem ser completamente limpas.
O latão tem alta fluidez, portanto, o ideal é que a poça de fusão esteja na posição horizontal. Se a piscina tiver que ser inclinada, o ângulo não deve exceder 15°.
(2) Soldagem a arco de argônio
Durante a soldagem manual a arco de argônio com eletrodo de tungstênio, os fios de soldagem usados são latão-estanho HSCuZ-1 (HS221), latão-ferro HSCuZn-2 (HS222), latão-silício HSCuZn-4 (HS224).
Esses fios contêm uma grande quantidade de zinco, resultando em grande quantidade de fumaça durante a soldagem. Fio de soldagem de bronze HSCuSi (HS211), HSCuSn (HS212) também pode ser usado.
Os parâmetros de soldagem para soldagem manual com eletrodo de tungstênio e arco de argônio de latão estão listados na tabela.
Material | Latão comum | Latão estanho |
Espessura/mm | 1.2 | 2 |
Tipo de ranhura | Articulação de bunda | Ranhura em V |
Diâmetro do eletrodo de tungstênio/mm | 3.2 | 3.2 |
Tipo de fonte de alimentação e polaridade | DCEN | DCEN |
Corrente de soldagem/A | 185 | 180 |
Taxa de fluxo de gás argônio/(L/min) | 7 | 7 |
Temperatura de pré-aquecimento/℃ | Sem pré-aquecimento | Sem pré-aquecimento |
Como a evaporação do zinco interrompe o efeito protetor do gás argônio, um diâmetro de bico maior e um fluxo de gás argônio devem ser usados ao soldar latão.
O pré-aquecimento geralmente não é necessário, exceto quando soldar juntas com espessuras superiores a 10 mm e juntas com espessuras de borda significativamente diferentes. Neste último caso, apenas a borda mais espessa da peça precisa ser pré-aquecida.
Corrente contínua com o eletrodo conectado ao terminal positivo ou corrente alternada pode ser usada como fonte de alimentação. Ao soldar com corrente alternada, a quantidade de evaporação do zinco é menor.
Os parâmetros de soldagem devem empregar uma corrente de soldagem maior e uma velocidade de soldagem mais rápida.
Os parâmetros de soldagem para placas de latão de 16-20 mm de espessura são: corrente de soldagem 260-300A, diâmetro do eletrodo de tungstênio 5 mm, diâmetro do fio 3,5-4,0 mm, diâmetro do bico 14-16 mm, fluxo de gás argônio 20-25L/min.
Para reduzir a evaporação do zinco, o fio de enchimento pode entrar em “curto-circuito” com a peça durante a operação, iniciando e mantendo o arco no fio de enchimento para evitar que o arco afete diretamente o material de base, que é aquecido e derretido principalmente pelo calor transferido do metal na poça de fusão. Ao soldar, a soldagem de camada única deve ser realizada tanto quanto possível, e as juntas com espessura inferior a 5 mm devem ser soldadas idealmente de uma só vez.
Após a soldagem, a peça de trabalho deve ser aquecida a 300-400°C para recozimento para eliminar o estresse de soldagem e evitar que o componente de latão rache durante o uso.