Сварка меди — особенности и технология

Нередко при монтаже конструкций или ремонте предметов из меди требуется выполнение сварочных работ. Однако из-за неординарных характеристик сварка меди не так проста, как стали. Поэтому не каждый сможет сделать надежное соединение. После освоения технологии сварки меди и ее сплавов можно без затруднений работать с любым металлом.


Блок: 1/5 | Кол-во символов: 334
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/kak-svarit-med

Трудности при сварке


Высокая теплопроводность меди (в 6 раз выше, чем у железа) требует применять сварочную дугу с увеличенной тепловой мощностью и симметричным отводом тепла из зоны сварки. Рекомендуемые типы сварных соединений — стыковые и схожие с ними по характеру теплоотвода.

Большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза выше ,чем устали) осложняет сварку вертикальных и потолочных швов. Она возможна лишь при минимальных размерах сварочной ванны и коротком времени пребывания металла в жидком состоянии. При сварке стыковых соединений в нижнем положении с гарантированным проплавлением во избежание прожогов необходимо применять подкладки из графита, сухого асбеста, флюсовых подушек и т.н.

Активная способность поглощать при расплавлении газы (кислород и водород), приводящая к пористости шва и горячим трещинам, требует надежной защиты металла шва и сварочных материалов от загрязнений вредными примесями.

Из-за склонности меди к окислению с образованием тугоплавких окислов необходимо применять присадочный материал с раскисли гелями, главные из которых фосфор, кремний и марганец.

Большой коэффициент линейного расширения меди (в 1,5 раза выше, чем у стали) влечет за собой значительные деформации и напряжения, образование горячих трещин. Устранить их можно за счет предварительного подогрева конструкций: из меди до 250-300°С, из бронзы до 500-600°С

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1362
Источник: https://weldering.com/tehnologiya-svarki-medi

Свариваемость меди и её сплавов

Необходимо понимать, что сварка меди и её сплавов требует знания некоторых особенностей материала и условий его свариваемости. Наличие примесей свинца, серы и фосфора негативно сказывается на качестве соединения, поскольку приводит к возникновению пор и трещин в теле шва.

Чтобы избежать отрицательных результатов окисляющего воздействия кислорода, часто используют сварочные автоматы, где сварка ведётся под слоем флюса. С целью устранения последствий температурных деформаций в зоне сварного соединения на производстве используют дорогостоящую сварку лазером, при которой негативное воздействие на шов практически исключается.

В бытовых условиях, прежде чем начинать сварку своими руками, необходимо выбрать метод работ, подготовить нужное оборудование и расходные материалы, а главное, уяснить какие факторы влияют на свариваемость меди и сплавов. По своим свойствам медь несколько отличается от стали, поэтому на качество сварочного процесса влияют несколько иные обстоятельства, а именно:

  • высокое линейное расширение при нагреве, и сжатие при остывании приводит к деформации заготовок и возникновению трещин в зоне сплавления;
  • окисная плёнка на поверхности материалов имеет большую температуру плавления, а при нагревании медь окисляется ещё более интенсивно;
  • в зоне расплава происходит активное поглощение газов, что приводит к возникновению пор и неоднородностей при остывании;
  • высокая теплопроводность требует более интенсивного нагрева, а поскольку тепло отводится быстро, то сформирование качественного шва требует навыка;
  • резкие перепады температур при несоблюдении технологии работ, ведут к повышению зернистости и повышению хрупкости шва;
  • высокая текучесть расплавленного материала требует применения подкладок и затрудняет формирование вертикальных и потолочных швов;
  • с повышением температуры до 300−550оС пластичность меди, в отличие от стальных элементов, понижается, что необходимо учитывать при фиксации заготовок;
  • сварка латунных деталей может привести к испарению цинка и образованию ядовитого оксида, поэтому работу необходимо проводить под вытяжкой или в хорошо проветриваемом помещении.

Добиться надлежащего качества сварки возможно с помощью технологических приёмов и использования методов работы, которые позволяют учесть особенности соединения медных деталей.

Важно знать, что соединение меди с углеродом может привести к возникновению взрывчатой смеси, поэтому сварочные работы необходимо производить покрытыми электродами с соответствующим флюсом или в среде защитных газов высокого качества очистки. 

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2576
Источник: https://electrod.biz/splav/protsess-svarki-medi.html

Электроды для сварки меди

Для соединения меди без присадочной проволоки используются плавящиеся электроды со специальным покрытием. При расплавлении оно создает слой шлака, который защищает место сварки от соприкосновения с воздухом. Присадки, входящие в состав обмазки, соединяясь с металлом, улучшают качество шва. Слой шлака замедляет остывание стыка, что способствует удалению большего количества газов.

Неплавящиеся угольные и графитовые электроды используются совместно с присадочной проволокой, необходимой для создания шва. При выборе следует учитывать что:

  • для ручной сварки меди цвет обмазки красный;
  • марки с серым покрытием предназначены для цветных металлов;
  • синими электродами варят тугоплавкие металлы;
  • с желтой обмазкой жаропрочную легированную сталь.
Блок: 3/5 | Кол-во символов: 767
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/kak-svarit-med

Свойства меди и сплавов


Особенности сварки меди обусловлены ее физическими и химическими свойствами. Медь имеет температуру плавления 1080—1083°С. При температурах 300—500°С она обладает горячеломкостью. Жидкая медь растворяет кислород и водород. С кислородом она образует закись меди Cu2O, температура плавления которой на 20° ниже температуры плавления чистой меди.

Наличие закиси приводит к образованию горячих трещин после сварки. Проявление «водородной болезни меди» обусловлено тем, что при химическом соединении водорода с кислородом образуется стремящийся расшириться водяной пар, что, в свою очередь, приводит к трещинам в металле шва.

Медь имеет высокую тепло- и электропроводность. Теплопроводность меди в 6—7 раз превышающей теплопроводность стали, она имеет также хорошую жидкотекучесть в расплаве.

Удельная электропроводность меди при 20 °C: 55,5-58 МСм/м.

Свариваемость меди максимальна в отсутствие примесей. Примеси свинца, мышьяка и др. затрудняют сварку. При сварке медь не должна загрязняться примесями. Металлы в примеси с медью — хром, марганец, железо и др. способствуют повышению прочности шва.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 1123
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B8

Материалы и оборудование

Для сваривания меди потребуется следующее оборудование и материалы:

  • инвертор или сварочный аппарат;
  • электроды;
  • припой или баллоны с защитным газом.

Что нужно знать об электродах для сварки меди

Сваривание меди выполняется электродами с защитными покрытиями. Применяют стержни легированные бронзой, кремнием или марганцем. Такие составы позволяют исключить раскисление меди и обеспечить однородность металла.

Защитные покрытия выбираются такие, которые обеспечивают стабильное горение дуги, предотвращают раскисление металла, образование раковин или шлаков.

Сварочный аппарат для меди

Для выполнения сварочных работ можно применять следующее оборудование:

  • аппараты автоматические или полуавтоматические;
  • инверторы;
  • TIG-оборудование.

Рекомендуется использовать аппараты следующих производителей:

  • ESAB;
  • Fubag;
  • Ресанта;
  • Сварог.

Виды припоев

Сварка медных заготовок на флюсах позволяет улучшить качество швов, увеличить их прочность, снизить количество дефектов. По температуре нагрева бывают такие виды припоев:

  • низкотемпературные;
  • высокотемпературные.

Флюс для сварки меди

Низкотемпературные припои

Низкотемпературные припои применяются при температурах разогрева до +4500С для сваривания легкоплавящихся сплавов меди. Изготавливаются на оловянной или свинцовой основе, с добавкой сурьмы. С целью повышения коррозионной стойкости в составе присутствует цинк.

Высокотемпературные припои

Флюсы для высокотемпературной сварки способны сохранять свои свойства до +11000С. В составе применяются следующие элементы: фосфор, цинк, медь, серебро, кремний. Большинство составов пригодны для сварки меди с другими металлами.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1610
Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/medi-osobennosti

Газовая сварка


При единичном производстве и ремонтных работах рекомендуется использовать газовую сварку, в процессе которой осуществляется подогрев и начальная термическая обработка изделия. Невысокие температурные градиенты уменьшают воздействие сварочного термического цикла на металл в зоне сварки (шов, зона термического влияния). Возможно раскисление и легирование металла через присадочную проволоку. Газовую сварку можно применять как для чистой меди, так и для ее сплавов.

Газовая горелка — тепловой источник малой сосредоточенности, поэтому для сварки меди желательно использовать ацетилено-кислородную сварку, обеспечивающую наибольшую температуру ядра пламени. Для сварки толщин более 10 мм рекомендуется применять две горелки, из которых одна используется для подогрева, а вторая для образования сварочной ванны.

Для сварки меди и бронз используют нормальное пламя β = vO2/vC2H2 =1,05÷1,10, а для сварки латуней β= 1,3÷1,4 (с целью уменьшения выгорания цинка).

Раскисление металла сварочной ванны, несмотря на защиту от окружающей среды продуктами сгорания, производится извлечением закиси меди флюсами или введением раскислителей через присадочную проволоку.

Сварочные флюсы для меди содержат соединения бора (борная кислота, борный ангидрид, бура), которые растворяют закись меди, образуя легкоплавкую эвтектику, и выводят ее в шлак. Кроме соединений бора, флюсы могут содержать фосфаты и галиды (табл. 27.1).



Флюсы наносят на зачищенные и обезжиренные свариваемые кромки по 10—12 мм на сторону. Дополнительно их можно вносить с помощью присадочного металла, на который наносят покрытие из компонентов флюса и жидкого стекла с добавками древесного угля . При сварке алюминиевых бронз в состав флюса надо вводить фториды и хлориды, растворяющие Аl2О3, который получается при окислении алюминия в составе бронзы.

При сварке Сu толщиной до 3 мм разделку кромок не производят, в качестве присадочной проволоки используют медь Ml или М2, так как медь не успевает существенно окислиться. При больших толщинах применяют присадочную проволоку, легированную раскислителями. При сварке медных сплавов состав присадочной проволоки должен совпадать с составом основного металла. При сварке латуней следует применять кремнистую латунь ЛК80-3. Медь больших толщин сваривают в вертикальном положении. После сварки осуществляют проковку в подогретом состоянии (до 300—400 °С) с последующим отжигом. При проковке получается мелкозернистая структура шва и повышаются его пластические свойства.

При правильно выполненной сварке и последующей проковке сварные швы имеют прочность σв= 166÷215 МПа и угол загиба 120—180°.

Блок: 4/9 | Кол-во символов: 2607
Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/tekhnologija_svarki_medi_i_ee_splavov/2-1-0-166

Подготовка материала очистка

Перед выполнением сварки нужно подготовить металл следующим образом:

  • растворителем очистить поверхность вдоль и вблизи шва;
  • абразивным инструментом зачистить оксидную плёнку;
  • удалить пыль, грязь, убрать контактирующие посторонние предметы или материалы;
  • при толщине 6–10 мм срезать фаски с одной стороны, а при более 10 мм – срезать фаски с двух сторон шва.
Блок: 5/6 | Кол-во символов: 381
Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/medi-osobennosti

Ручная сварка


Выполняется на постоянном токе обратной полярности. Ориентировочные режимы приведены в табл. 27.2.



Медь толщиной до 4 см сваривают без разделки кромок, до 10 мм — с односторонней разделкой при угле скоса кромок до 60—70° и притуплении 1,5—3 мм. При большей толщине рекомендуется Х-образная разделка.

Для сварки латуней, бронз и медноникелевых сплавов применяются электроды марок ММЗ-2, Бр1/ЛИВТ, ЦБ-1, МН-4 и др. Широкое применение нашли электроды с покрытием «Комсомолец-100», в состав покрытия входят следующие компоненты, % (по массе): плавиковый шпат 10, полевой шпат 12, ферросилиций 8, ферромарганец 50, жидкое стекло 20. Подогрев свариваемых кромок необходим при толщине более 4 мм, при толщине 5—8 мм металл подогревают до 200—300 °С, при толщине 24 мм 750—800 °С.

Теплопроводность и электропроводность металла шва при сварке покрытыми электродами значительно снижаются. В процессе плавления электрода с покрытием в металл шва переходит часть легирующих компонентов и электропроводность шва составляет порядка 20 % от электропроводности меди Ml. Механические свойства швов, выполненных дуговой сваркой покрытыми электродами, вполне удовлетворительны: σв= 176÷196 МПа, угол загиба 180°.

Ручная дуговая сварка латуни применяется редко, так как интенсивное испарение Zn затрудняет работу сварщика. При сварке латуни применяют предварительный подогрев, пониженные токи и повышенные скорости. Сварные соединения из латуни Л62 имеют σв 243—340 МПа, угол загиба 126—180°.

Сварку бронз покрытыми электродами выполняют постоянным током обратной полярности как с подогревом, так и без предварительного подогрева, применяемые токи 160—280 А, диаметр электродов 6—8 мм.

Блок: 5/9 | Кол-во символов: 1675
Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/tekhnologija_svarki_medi_i_ee_splavov/2-1-0-166

Основные способы сварки меди

Чтобы сварить медные конструкции, необходимо соблюдать требования технологий сварки меди. Доступны следующие способы сваривания медных заготовок:

  • инвертором;
  • полуавтоматом;
  • аргоном;
  • газом;
  • угольными электродами.

Инвертором

Варить медь инвертором относительно просто, так как он обеспечивает стабильные параметры по току и напряжению, может иметь ряд предустановок. Также он компактный по размерам и имеет небольшой вес.

Шов формируют небольшими участками, длина которых составляет от 30 до 40 мм. Важно делать перерывы в работе, чтобы не допустить перегрева металла с проплавлением и деформацией. Углы наклона электрода над поверхностью должны составлять от 100 до 200.

Инверторы вырабатывают постоянное напряжение, допустимо подключение проводов по схеме прямой или обратной полярности. При сваривании требуется правильно задать параметры по току и напряжению в зависимости от параметров заготовок.

Полуавтоматом

Для создания длинных швов рекомендуется выполнять сварку меди полуавтоматом. За счёт равномерной подачи проволоки формируется надёжное однородное соединение. Для исключения образования пор нельзя допускать поперечных колебаний проволоки или заготовок.

Полуавтоматическая сварка деталей толщиной более 6 мм производится только после снятия кромки с выполнением притупления менее 4 мм. Обычно применяют проволоку диаметром 2 мм. Рекомендуемые параметры:

  • напряжение 30 В;
  • сила сварочного тока 300А;
  • флюс марки К-13 или АН26;
  • тип проволоки М1-3.

Полуавтомат для сварки

Аргоном

При сварке в аргоновой защитной среде используется проволока из вольфрама, подключение питания по схеме обратной полярности. Стыковка тонких конструкций производится без предварительного подогрева.

Шов формируют справа-налево, при этом электрод держат под прямым углом к поверхности заготовки, а прутка — 150. Средний расход газа составляет от 7 до 18 л/мин. Ток сварки подбирается самостоятельно в диапазоне 80-500А.

Сварка аргоном режим TIG

Режим TIG применяется при автоматической или полуавтоматической сварке. Преимущества:

  • небольшая зона прогрева;
  • исключение образования дефектов в структуре;
  • высокая скорость создания сварного шва;
  • простота технологии.

Газовая сварка

Газовая сварка выполняется горелкой. Технология достаточно сложная для формирования высококачественных точных швов, поэтому она в основном используется для соединения массивных деталей. Сложностью процесса является подбор оптимального расхода газа:

  • для заготовок с толщиной до 1 см расход составляет до 150 л/мин.;
  • при толщине более 1 см расход должен быть увеличен до 200 л/мин.

Для обеспечения равномерного прогрева массивных деталей допускается одновременное применение двух горелок. Чтобы повысить качество шва, нужно применять содержащие бор флюсы.

Состав присадочной проволоки должен быть идентичным составу свариваемых конструкций. При отсутствии полных аналогов, нужно выбрать максимально близкий.

Угольным электродом

Процесс сваривания угольными электродами универсален, так как допускается поджиг дуги между двумя электродами, заготовкой и электродом, электродом и массой. Технология схожа с процессом сваривания горелкой.

Используется проволока марки БрКМц3-1. Параметры по току и напряжению подбираются в зависимости от технических особенностей конструкций и их состава.

Угольные электроды для сварки

Инвертором угольным электродом

Сваривание меди угольными электродами требуют наличия навыков проведения подобных работ. Особенности процесса следующие:

  • наклон электрода над поверхностью заготовки не более 300;
  • диапазон сварочных токов от 35 до 130 А.
Блок: 3/6 | Кол-во символов: 3513
Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/medi-osobennosti

Этапы сваривания


Этапы сварки меди в домашних условиях:

  1. Собирается электрическая цепь: к держателю подсоединяется электрод, подсоединяются провода для сварки на токе обратной полярности.
  2. Вокруг детали прокладывается защитный экран, предотвращающий быстрый нагрев или охлаждение. Это требуется для того, чтобы шов был равномерным и на нём после остывания отсутствовали трещины.
  3. Включается инвертор с подходящими для работы параметрами, которым предполагается сваривать две медные заготовки.
  4. Поджигается дуга вне области с заготовкой.
  5. Наносится на стержень флюс.
  6. Выполняется формирование шва за один проход.
  7. Выключается инвертор.
  8. Проводится естественное охлаждение детали.

При сваривании медных заготовок с толщиной до 5 мм предварительный нагрев проводить не требуется. Массивные конструкции требуют обязательного прогрева перед выполнением сварочных работ.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 848
Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/medi-osobennosti
Кол-во блоков: 18 | Общее кол-во символов: 17742
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

  1. https://electrod.biz/splav/protsess-svarki-medi.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 2974 (17%)
  2. https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/medi-osobennosti: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 6352 (36%)
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0_%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B8: использовано 2 блоков из 8, кол-во символов 1671 (9%)
  4. https://weldering.com/tehnologiya-svarki-medi: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 1362 (8%)
  5. https://www.autowelding.ru/publ/1/1/tekhnologija_svarki_medi_i_ee_splavov/2-1-0-166: использовано 2 блоков из 9, кол-во символов 4282 (24%)
  6. https://svarkaprosto.ru/tehnologii/kak-svarit-med: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1101 (6%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий