Spawanie mosiądzu – jak i czym spawać mosiądz?

Spawanie mosiądzu jest dość skomplikowanym procesem dla spawaczy, ponieważ mosiądz to stop cynku i miedzi, a miedź i cynk mają różne temperatury topnienia. Mosiądz o wysokiej zawartości cynku może zawierać od dwudziestu do nawet czterdziestu pięciu procent cynku.

Plastyczność, twardość i wytrzymałość metalu wzrasta wraz z mosiądzem, który zawiera wyższy procent cynku. Temperatura topnienia mosiądzu to od ok. 480 °C do ok. 505 °C. Mosiądz znajduje zastosowanie w produkcji armatury czy także elementów maszyn w branży samochodowej, okrętowej, chemicznej czy elektrotechnicznej, cieszy się również dużym uznaniem w przemyśle stoczniowym.

Czym spawać mosiądz?

Mosiądz jestem jednym z trudniejszych materiałów do spawania w osłonie gazu obojętnego. Zawsze przed rozpoczęciem spawania mosiądzu należy sprawdzić procentową zawartość cynku w materiale, z którym mamy do czynienia. Jest to szczególnie ważne przy tworzeniu estetycznych spoin, ponieważ mosiądz jest stopem miedzi i cynku, jak zostało napisane na początku, cynk ma niższą temperaturę aniżeli miedź. Oznacza to w praktyce, że przegrzanie stopu może doprowadzić do powstawania porowatych spoin i pęknięć materiału.

Spawanie mosiądzu może odbywać się za pomocą dwóch metod spawalniczych – MIG oraz TIG. Oba te sposoby znacznie różnią się od siebie, dlatego warto je porównać, gdyż proces spawania ma duże znaczenie dla końcowych efektów, który zależy też od grubości materiału, z jakim mamy do czynienia.

Spawanie mosiądzu metodą MIG

Spawanie w metodzie MAG jest najpowszechniejszym procesem, jeśli chodzi o łączenia metodą spawania. Wymaga ono użycia specjalnego drutu, który pełnie funkcję spoiwa. W dodatku, proces ten wiąże się z udziałem tzw. gazów osłonowych, takich jak mieszanki gazów z tlenem, dwutlenkiem węgla lub argonem.

Spawanie mosiądzu metodą MIG (z ang. Metal Inert Gas) w osłonie gazów obojętnych jest procesem rzadko spotykanym, aczkolwiek nie niemożliwym do zrealizowania. Podczas stosowania tej metody, należy zwrócić szczególną uwagę na wybór odpowiedniego drutu spawalniczego. Użycie niewłaściwego drutu spowoduje odbarwienie spoiny. Miedź i cynk są dwoma głównymi składnikami wszystkich materiałów mosiężnych. Idealnym drutem wypełniającym dla dopasowania koloru jest CuAI8 dla większości procesów MIG. Składa się on z miedzi i posiada 8% aluminium.

Nie zapewni on idealnego dopasowania koloru, ale będzie akceptowalny. Na rynku nie ma tak naprawdę idealnie dopasowanego drutu wypełniającego do spawania mosiądzu migomatem, jednakże warto pamiętać, aby dopierać spawarki MIG z wysokiej jakości podajnikiem, gdyż odpowiednia prędkość podawania drutu jest niezwykle ważnym czynnikiem, jeśli chodzi tak naprawdę o każdy materiał spawalniczy.

W spawaniu mosiądzu metodą MIG należy użyć gazu osłonowego, w którego skład wchodzi dwutlenek węgla i argon lub czysty argon. Przy wyborze gazu należy wziąć pod uwagę temperaturę topnienia mosiądzu. Najlepsze rezultaty uzyskuje się stosując mieszankę Argonu i dwutlenku węgla w proporcji 75/25. Brak odpowiedniej ilości gazu osłonowego spowoduje parowanie cynku i wytworzenie tlenku cynku podczas podgrzewania. Nowo powstały gaz będzie się ulatniał w postaci toksycznych oparów, które mogą stanowić zagrożenie zdrowia dla spawacza.

Aby możliwie jak najbardziej ograniczyć wytwarzanie tlenku cynku zaleca się, aby obszar spawania był krótki. Można to zrobić, wybierając technikę spawania ściegiem zamiast wykonywania jednego ciągłego złącza. Dzięki temu stopione jeziorko spawalnicze będzie miało czas na ochłodzenie, a materiał nie będzie narażony na ciągłe działanie ciepła przez długi czas. Metoda MIG w osłonie gazów aktywnych jest polecana w wielu pracach z zakresu łączenia metali, ale generalnie nie jest zalecana do spawania mosiądzu.

Spawanie mosiądzu metodą TIG

Spawanie mosiądzu metodą TIG w osłonie gazów obojętnych jest często stosowane do naprawy odlewów oraz łączenia blach z fosforobrązu. Spawanie mosiądzu tą metodą jest skomplikowanym procesem, ponieważ mosiądz jest trudnym do spawania metalem ze względu na wspomnianą początku zawartość cynku.

Metal ten ma zwykle niską temperaturę topnienia, co wpływa na sposób pracy i spawania tego materiału. Kiedy cynk się zagotuje, często przyczepia się do elektrody. To spowoduje, że będziesz musiał się zatrzymać, szlifować wolfram i kontynuować pracę. Ponadto, mosiądz jest wysoce termoprzewodzący, co oznacza, że wymaga dużo ciepła do spawania.

Spawanie mosiądzu polega na wytworzeniu łuku pomiędzy metalem rodzimym a elektrodą wolframową, która z kolei nie topi się. Stopione jeziorko spawalnicze utworzy się w miejscu, gdzie łuk uderzy w metal podstawowy.

Podczas tego procesu, obojętny gaz osłonowy będzie chronić elektrodę wolframową i jeziorko spawalnicze przed zanieczyszczeniem tlenem. Spawacz otrzyma gotowy produkt spoiny bez żużla, który ma taką samą odporność na korozję jak materiał rodzimy. Niemniej jednak podczas topnienia mosiądzu może tworzyć się szkodliwy gaz w postaci białego dymu, który powstaje przez to, iż mosiądz często zawiera dodatki w postaci ołowiu czy aluminium.

Jeśli chodzi o spawanie TIG, wolfram i jeziorko spoiny są chłodzone i chronione przez gaz obojętny, którym powinien być w przypadku spawania TIG argon. Jest to podobne do spawania acetylenowo-tlenowego, ponieważ w obu procesach używa się materiału wypełniającego do budowania i wzmacniania spoiny.

Spawanie TIG jest najczęściej stosowane do spawania cienkich odcinków stali nierdzewnej i innych metali nieżelaznych, takich jak aluminium, magnez i stopy miedzi. Jednak spawacze posiadający już odpowiednie doświadczenie mogą stosować tę metodę do innych materiałów, takich jak mosiądz, z dużą precyzją, praktyką i umiejętnościami.

Wymaga to po prostu zrozumienia materiału, z którym się pracuje i zastosowania odpowiednich ustawień palnika i urządzenia TIG. Tym niemniej, spawanie mosiądzu TIGiem z udziałem gazów osłonowych jest bardzo wymagającym zadaniem i konieczne jest wiele doświadczenie oraz wiedzy, jak dokładnie spawać mosiądz, aby proces w spawaniu łukowym przebiegał prawidłowo.

Jaka spawarka do spawania mosiądzu?

Jeśli zdecydujemy się na spawanie mosiądzu metodą TIG, warto zdecydować się na sprzęt z najwyższej półki – posiadający bezstykowe zajarzenie łuku, możliwość spawania prądem pulsacyjnym, a także pracę w trybie AC. Dodatkowo, będziemy potrzebowali odpowiednio dobranego uchwytu spawalniczego ze stajni ABICOR BINZEL, który zapewni nam komfort i wygodę pracy. Profesjonalne maszyny spawalnicze, jak TIG AC DC PATON ADI 200 PRO, pozwalają na szybką zmianę parametrów spawania za pomocą przycisku nożnego sterującego.

Jeśli chcemy jednak zostać przy spawaniu mosiądzu w metodzie MIG/MAG, będziemy potrzebować spawarki z czterolkowym podajnikiem drutu, która będzie miała odpowiedni nominalny prąd spawania oraz możliwość spawania prądem pulsacyjnym. Oprócz tego, wspomniany drut CuAI8 będzie niezbędnym materiałem, który również będziemy musieli zakupić w celu spawania mosiądzu.

Jeśli chodzi o sterowanie synergiczne, spawarki PATON nie posiadają go, jednakże cechują się one wysoką jakością pracy, bardzo przejrzystym interfejsem i prostymi ustawieniami, które dzięki dokładnej instrukcji obsługi

Spawanie mosiądzu a lutowanie mosiądzu – temperatura topnienia mosiądzu

Niska temperatura topnienia i szybkie nagrzewanie się stopu mosiądzu wynikające z jego składu powodują szereg problemów związanych ze spawaniem tego stopu, dlatego zarówno spawanie mosiądzu TIGiem, jak i migomatem może być bardzo problematycznym procesem, ze względu na to, iż jego łączenie wymaga znacznie więcej pracy niż na przykład spawanie stali nierdzewnej.

Dlatego innym procesem, który często jest wykorzystywany przy pracach z mosiądzem, jest lutowanie mosiądzu. Wielu doświadczonych spawaczy uważa, że spawanie mosiądzu nie jest dobrym rozwiązaniem, dlatego stop ten najczęściej przetwarzany jest za pomocą topnienia. Wysoka odporność na korozję i duże przewodnictwo cieplne powoduje, że jest to bardziej zalecany proces niż np. metoda TIG czy metoda MIG.

Zobacz też inne ciekawe artykuły z naszego bloga:

– Spawanie nierdzewki migomatem

– Szkodliwość spawania TIG

– Spawanie migomatem