Высокая растворимость кислорода в жидкой меди требует создания эффективной защиты зоны сварки от возможного насыщения им металла и наиболее полного освобождения от него металла ванны. Для этого осуществляется:

1)защита металла шлаками и нейтральными по отношению к меди защитными газами;

2)раскисление жидкого металла с помощью раскислителей — Р, 2п, Мп, Б! и связывание поверхностных окисных пленок с помощью флюсов на боридной основе:

^^^^^^^^^^^^^ СиО + Юа2В407 = Си (В02)2 +

3) применение некоторых технологических приемов, уменьшающих вредное воздействие окисных пленок: проковки сварного соединения (при Т 200 или 600 °С), разрушающей сплошность залегания окисных пленок; назначения режимов сварки с меньшим значением погонной энергии и др.

Вредное влияние висмута и свинца устраняется внесением в сварочную ванну присадок Рис. 219. Структура металла шва с церия и циркония. Последние 3,5% Сг.связывают примеси в тугоплавкие

химические соединения, которые располагаются в металле в форме изолированных включений, оказывающих модифицирующее действие. Легирование меди хромом и никелем повышает с гойкость металла к кристаллизационным трещинам. Хром оказывает иа металл модифицирующее действие и вместе с тем проявляет себя как раскислитель. Цинк же действует главным образом как сильный раскислитель. Благотворное влияние на стойкость наплавленного металла к образованию горячих трещин оказывают такие примеси, как N1, Ре, Б1 и Со, способствующие некоторому измельчению структуры металла шва, дезориентации дендри-тов и уменьшению роста зерна в околошовной зоне. Однако эти элементы заметно снижают теплопроводность и электропроводность меди. Микроструктура металла шва и околошовной зоны без модифицирующих примесей показана на рис.218, а структура сплава при наличии 3,5% Сг — на рис. 219.

Появление пористости в швах связано с высокой растворимостью в меди не только кислорода, но и водорода, обусловливающих протекание реакции (VIII. 1) в процессе кристаллизации металла. Чтобы предотвратить это, целесообразно вместе с защитными средствами и металлургической обработкой металла создавать необходимые условия для лучшей дегазации сварочной ванны.

Свариваемость сплавов меди. Сплавы меди отличаются большим разнообразием. Широко известны латуни (сплавы меди с цинком), оловянные бронзы (сплавы меди с оловом) и безоловянные бронзы (кремнистые, марганцовистые, алюминиевые, алюминиево-желе-зистые и др.), а также медно-никелевые сплавы.

Латуни изготовляют и используют преимущественно в виде проката. Наиболее распространены латуни, содержащие до 39% Ъ\\ и представляющие собой однофазный твердый раствор цинка в меди (а-латуни). Эти сплавы обладают повышенной пластичностью. В среднем у латуней о„ = 30 -5- 40 кГ/мм*, а 6 = 15 ч- 40%. С увеличением содержания цинка ( 39%) сплав становится двухфазным (а- и 6-фазы) и возрастают его прочностные характеристики. Свариваемость таких латуней хуже, чем однофазных, в связи с меньшей их пластичностью.

Высокие механические, технологические и коррозионные свойства латуней обусловливают их широкое использование в машиностроении, арматуростроении и других отраслях техники, а способность сохранять высокие значения пластичности и ударной вязкости при низких температурах позволяет применять их для изготовления изделий, работающих в условиях глубокого холода, например в кислородном машиностроении.

Основной трудностью, возникающей при сварке латуней, является значительная потеря цинка вследствие его испарения, усиливающегося при растворении в жидком металле водорода. Испарение цинка связано с низкой температурой его кипения: для чистого цинка температура кипения составляет 906 °С, а температура плавления — 420 °С. Испаряясь, цинк активно окисляется и образует в атмосфере тугоплавкую пылевидную окись цинка 2пО. Потери цинка из сварочной ванны при газовой сварке достигают 25%, а при дуговой — 40%. Уменьшение содержания цинка в наплавленном металле может привести к пористости металла и снижению его прочности. Испарение цинка благоприятствует также развитию газовых пузырей и пористости. При этом нужно иметь в виду, что гыделяющиеся пары цинка и окись цинка весьма ядовиты. Уменьшению потерь цинка при газовой сварке способствует применение окислительного пламени и введение в сварочную ванну небольших добавок Б1 или А1. Чтобы уменьшить теплоотвод из сварочной ванны и создать условия для более полного удаления из нее растворившихся газов, целесообразно перед сваркой нагревать основной металл до 250—300 °С.

Бронзы относятся к малопластичным сплавам меди, обладающим в жидком состоянии повышенной жидкотекучестыо. В зависимости от содержания легирующих элементов их можно разделить на деформируемые и литейные. К деформируемым бронзам относят сплавы меди с 5—8% легирующего элемента (например, оловянные бронзы с 7—8% Бп, безоловянные алюминиевые бронзы, содержащие до 5—7% А1, и др.). Литейными бронзами считаются сплавы меди с более вью.окцм содержанием легирующего элемента.