Аргонодуговая сварка меди. Сварка меди. Способы и технология сварки. Как варить медь?

Присадочная проволока

Порядок проведения сварочных работ

Особенности сварки меди

Влияние примесей на свариваемость меди

Трудности при сварке

Подготовка к сварке

Выбор параметров режима

Техника сварки

Подготовка поверхностей перед сваркой аргоном

Газовая сварка медных изделий

Автоматическая сварка под флюсом

Подготовка деталей и сварочной проволоки к сварке

Сборка, прихватка и сварка

Контроль качества сварки

Вспомогательные материалы

Оборудование, приспособления, инструмент

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ МЕДИ В АРГОНЕ

Свариваемость меди и некоторые особенности

Способы сварки меди

Сварка меди металлическими покрытыми электродами (режим MMA)

Сварка меди вольфрамовым электродом в среде аргона (режим DC/AC TIG)

Сварка меди полуавтоматом (режим MIG)

⁰

Медь можно варить различной сваркой, но использование для этой цели защитных газов, инертных в отношении меди, делает сварные соединения более надежными и устойчивыми к коррозии. Используемые газы — аргон, азот и гелий. Данные газы с медью не взаимодействуют.

Поскольку гелий является дорогим газом, то наибольшее распространение получили аргон и азот. Рекомендуется использовать сочетание этих газов в соотношении 3: 1. Сварка меди аргономпроизводится либо плавящимися, либо неплавящимися (вольфрамовыми) электродами. Электроды из вольфрама использовать предпочтительнее, так как швы выходят более чистые и прочные.

Данный вид сварки позволяет выполнять работу даже при незначительной толщине медного изделия. Ни один другой вид сварки не в состоянии надежно соединить изделия толщиной 0,5 мм.

Для сварки медных изделий различной толщины используют присадочную проволоку, изготовленную из меди или ее сплавов. Состав присадки должен соответствовать составу основного металла.

Присадочная проволока частично ограждает место сварки от кислорода. Для этого в состав проволоки вводятся различные раскислители, например, марганец, способный связывать кислород.

Можно, конечно, использовать проволоку, содержащую примеси редкоземельных металлов. Такая присадка отлично нейтрализует кислород и полностью выводится из шва. Но ее использование слишком дорого.

Сварки деталей из меди с помощью аргонатребует проведения подготовительных работ. Это касается кромок свариваемых изделий. Если толщина меди превышает 5 мм, то без подготовки очень сложно будет прогреть всю толщину металла. Процесс подготовки кромок называется разделкой. При этом если толщина металла не превышает 12 мм, то проводят одностороннюю разделку. При большей толщине необходима разделка двухсторонняя. Для разделки кромок используют напильник, наждачную бумагу или шлифовальную машину.

Разделку выполняют до «свежего» металла. Такой же обработке подвергается и присадочная проволока. Если поверхности деталей были загрязнены, то перед механической обработкой следует их очистить тканью, смоченной в ацетоне или каком-либо другом растворителе.

Аргонная сварка меди неплавящимися электродами производится постоянным током, при прямой полярности. Электрод располагают в плоскости шва, с уклоном назад порядка 70 градусов. Когда толщина свариваемых изделий превышает 5 мм, для улучшения качества сварки применяют предварительный нагрев изделий до температуры около 300-500 градусов.

Чем большей массой обладают изделия, тем больший прогрев им необходим.

Учитывайте высокую теплопроводность меди. Металл очень быстро отдает тепло, поэтому работать следует достаточно быстро.

Если толщина детали составляет менее 4 мм, то можно обойтись без присадочной проволоки, выполнив отбортовку детали. Если присадочная проволока используется, то желательно, чтобы температура ее плавления была чуть ниже, чем температура плавления свариваемых деталей.

Поскольку прочность и пластичность меди снижаются при увеличении температуры свыше 200 градусов, на поверхности сварных швов могут появляться трещины. Поэтому медные изделия не рекомендуется жестко закреплять. Также специалисты не советуют проваривать швы в 2 прохода, что может ухудшить качество первоначального шва.

Особенности сварки меди
- Газовая сварка медных изделий
- Аргонодуговая сварка меди
- Ручная сварка изделий из меди

Медь и ее сплавы (латунь, бронза и т.п.) широко применяются в различных сферах промышленности (особенно в электротехнике и при изготовлении труб) в качестве конструкционных материалов.

Медь широко используется в промышленности ввиду того, что она хороший проводник тепла и тока.

Медь хорошо проводит электрический ток и тепло, прекрасно сопротивляется коррозии, обладает высокой пластичностью и эстетичностью. Каждый, кому часто приходится работать с металлами, должен знать, как варить медь.

Процесс работы с медными изделиями во многом зависит от наличия в ее составе различных примесей (свинца, серы и т.п.). Чем меньший процент таких примесей будет содержаться в металле, тем лучше он будет свариваться. При работе с медью необходимо учитывать следующие ее особенности:

Повышенная окисляемость. При термической обработке данного металла с кислородом в околосварной зоне возникают трещины и хрупкие зоны.
Поглощение газов в расплавленном состоянии меди приводит к образованию некачественного шва. Например, водород, соединяясь с кислородом при кристаллизации металла, образует водяной пар, вследствие чего в зоне термической обработки возникают трещины и поры, уменьшающие надежность шва.
Большая теплопроводность. Это свойство меди приводит к тому, что ее сварку необходимо осуществлять с применением источника нагрева повышенной мощности и с большой концентрацией тепловой энергии в области сварного шва. Из-за быстрого ухода тепла снижается качество формирования шва и увеличивается возможность образования в нем наплывов, подрезов и т.п.
Большой коэффициент линейного расширения вызывает значительную усадку металла при затвердевании, вследствие чего могут образоваться горячие трещины.
При возрастании температуры выше 190°C уменьшается прочность и пластичность меди. В других же металлах при повышении температуры снижение прочности происходит с одновременным увеличением пластичности. При температурах от 240 до 540°C пластичность меди достигает наименьшего показателя, в результате чего на ее поверхности могут образовываться трещины.
Большая жидкотекучесть делает невозможным осуществить качественную одностороннюю сварку на весу. Для этого нужно дополнительно использовать прокладки с обратной стороны.

Вернуться к оглавлению

Примеси, находящиеся в меди, оказывают на ее свариваемость и эксплуатационные характеристики различное влияние. Некоторые вещества способны облегчить процесс сварки и повысить качество сварного шва, а некоторые – снизить. Для производства различных изделий из меди наиболее популярной является листовая медь марок М1, М2, М3, которые в определенном количестве содержат серу, свинец, кислород и т.п.

Наибольшее отрицательное влияние на процесс сварки оказывает О 2: чем его больше, тем труднее будет добиться качественного шва. В медных листах М2 и М3 допускается концентрация О 2 не более 0,1%.

Небольшая концентрация свинца при нормальной температуре не оказывает негативного влияния на характеристики металла. При увеличении температуры наличие свинца в том же количестве вызывает красноломкость.

Висмут (Bi) в твердом металле практически не растворяется. Он обтягивает зерна меди хрупкой оболочкой, вследствие чего сварочный шов становится хрупким как в горячем, так и в холодном состоянии. Поэтому содержание висмута должно быть не более 0,003%.

Самой вредной примесью после кислорода является сера, потому что она образует сульфид, который, находясь на границах зерен, значительно уменьшает эксплуатационные характеристики меди и делает ее красноломкой. При термической обработке меди с большой концентрацией серы она вступает в химическую реакцию, что приводит к появлению серного газа, который при остывании делает шов пористым.

Фосфор считается одним из наилучших раскислителей. Его содержание в медной заготовке не только не снижает прочностные характеристики шва, но и улучшает их. При этом его содержание не должно превышать 0,1%, потому что в противном случае медь становится хрупкой. Это следует учитывать при выборе присадочного материала. Фосфор также уменьшает свойство меди поглощать газы и увеличивает ее жидкотекучесть, а это может повысить скорость свариваемых работ.

Вернуться к оглавлению

Сварить медь можно различными способами, самыми популярными из которых являются:

газовая сварка;
автоматическая под флюсом;
аргонодуговая;
ручная сварка.

Какой бы способ ни был выбран, перед началом работ необходимо правильно подготовить свариваемые поверхности. Перед тем как сварить медь, бронзу, латунь и другие сплавы, необходимо свариваемые кромки и присадочную проволоку очистить от загрязнений и окислений до металлического блеска, а затем обезжирить. Кромки зачищаются с помощью щеток по металлу или наждачной бумагой. При этом применять крупнозерновую наждачку не рекомендуется.

Травление кромок и проволоки можно проводить в растворе кислот:

серной – 100 см 3 на 1 л воды;
азотной – 75 см 3 на 1 л воды;
соляной – 1 см 3 на 1 л воды.

После процедуры травления заготовки промываются в воде и щелочи с последующей их сушкой горячим воздухом. Если толщина заготовки будет больше 1 см, то ее предварительно следует прогреть газовым пламенем, дугой или другим способом. Соединение стыков под сварку осуществляют с помощью прихваток. Зазор между стыкуемыми элементами должен быть одинаковым на всем участке.

Вернуться к оглавлению

С помощь сварки меди газовой сваркой и при соблюдении технологии выполнения работ можно получить качественный шов с хорошими эксплуатационными характеристиками. При этом максимальная прочность места соединения будет составлять около 22 кгс/мм 2 .

В связи с тем, что медь обладает большой теплопроводностью, для ее сварки необходимо использовать следующий расход газа:

150 л/ч при толщине изделия не более 10 мм;
200 л/ч при толщине более 10 мм.

Чтобы снизить процесс образования закиси меди и уберечь изделие от возникновения горячих трещин, сварку следует проводить как можно быстрее и без перерывов. В качестве присадки применяется проволока из электротехнической меди или меди с содержанием кремния (не более 0,3%) и фосфора (не более 0,2%). Диаметр проволоки должен равняться около 0,6 толщины свариваемых листов. При этом максимально допустимый диаметр – 8 мм.

При осуществлении сварки распределять тепло необходимо так, чтобы присадочный материал плавился чуть раньше заготовки.

Для раскисления металла и очищения его от шлака применяются флюсы, которые вносятся в сварочную ванную. Ими также обрабатываются концы проволоки и кромки свариваемых пластин с обеих сторон. Для измельчения зерен наплавленного металла и увеличения прочности шва после окончания работ его проковывают. Если толщина заготовки равна не более 5 мм, проковку осуществляют в холодном состоянии, а при толщине более 5 мм – при температуре около 250°C. После проковки швы отжигают при температуре 520-540°C с быстрым охлаждением водой.

Вернуться к оглавлению

Данный метод сварки производится обычным сварочным автоматом на постоянном токе обратной полярности. Если используется керамический флюс, то работать можно и на переменном токе. Чтобы сварить медь толщиной не более 1 см, можно применять обычные флюсы. Если же толщина является больше 1 см, то нужно использовать флюсы сухой грануляции.

В большинстве случаев всю работу осуществляют за 1 проход, применяя проволоку из технической меди. Если шов не должен иметь высокие теплофизические показатели, то для увеличения его прочности соединение бронзы и меди осуществляют бронзовыми электродами. Для того чтобы расплавленный металл не растекался и при этом формировался шов на обратной стороне заготовки, используются флюсовые подушки и графитовые подкладки.

Сварка латуни осуществляется под небольшим напряжением, потому что со снижением силы дуги уменьшатся вероятность испарения цинка. Сварку бронзы производят постоянным током обратной полярности. Высоту флюса ограничивают или используют флюс крупной грануляции (до 3 мм).

Настоящая инструкция распространяется на ручную аргонодуговую сварку меди.

Инструкцией надлежит руководствоваться при проектировании, разработке технологических процессов, изготовление, контроле и приемке сварных узлов.

Отступления (ужесточение или снижение требований) от настоящей инструкции могут быть внесены в технологическую документацию на изделие по согласованию с главным технологом и представителем заказчика.

Материалы, оборудование, приспособления, инструмент даны в приложениях №1 и №2.

Выполнение аргонодуговой сварки меди должно производиться дипломированными сварщиками при соблюдении правил техники безопасности, изложенных в инструкции по ТБ.

Обезжирить поверхность деталей, а также сварочную проволоку, методом протирки хлопчатобумажной тканью, смоченной в бензине. Разрешается выполнять обезжиривание деталей в соответствии с соответствующей технологической инструкцией.

Удалить напильником заусеницы с кромок свариваемых деталей.

Зачистить стальной щеткой до металлического блеска, с обеих сторон на ширину 15-20 мм, кромки деталей, изготовленных из листа или штамповкой.

Разрешается вместо зачистки выполнять травление по соответствующей технологической инструкции.

Присадочную проволоку травить по соответствующей технологической инструкции.

Обезжирить методом протирки хлопчатобумажной тканью, смоченной в бензине поверхность деталей после механической обработки.

Хранить детали и проволоку после обработки в чистом и сухом помещении не более трех суток до сварки. Если до сварки прошло более трех суток операции обезжиривания повторить.

Подготовить пост аргонодуговой сварки к работе, выполняя требования инструкции ТБ.

Подключить сварочную горелку к источнику постоянного тока для выполнения работ на прямой полярности.

Установить на оборудовании ориентировочной режим сварки согласно таблице 1.

Закрепить вольфрамовый электрод в горелке таким образом, чтобы вылет его из сопла горелки не превышал 5-12 мм.

Выключить подачу аргона за 6-10 с до начала сварки и приступить к работе.

Выполнить сварку технологических образцов.

Выключить подачу аргона на ранее чем через 10-15 с после окончания сварки.

Проверить качество сварки технологических образцов в соответствии с требованиями раздела «Контроль качества сварки» и произвести корректировку режима сварки, если в этом будет необходимость.

Установить свариваемый узел на рабочем столе сварщика в положении удобном для сварки.

Подать охлаждение на свариваемый узел, если это предусмотрено маршрутной картой.

Протереть кромки деталей бязевым тампоном, смоченным в растворителе.

Произвести прихватку кромок свариваемых деталей, если сборка узла выполнена с зазором более 0,5 мм, или если сборочно-сварочное приспособление не обеспечивает жесткой фиксации свариваемых деталей друг относительно друга.

Выполнить прихватку в виде отдельных точек начиная с участков наилучшего сопряжения кромок свариваемых деталей. Присадочный материал применять по мере надобности.

Произвести прихватку по всей длине свариваемого шва. Шаг между прихватами установить опытным путем.

Зачистить механическим путем до металлического блеска зону прихваток и сами прихватки.

Протереть зачищенные участки бязевым тампоном, смоченным в растворителе.

Приступить к сварке узла соблюдая следующие требования:

Производить сварку необходимо путем непрерывного перемещения вольфрамового электрода вдоль оси шва без остановок.

Наклонять горелку при сварке в сторону противоположную направления сварки таким образом, чтобы ось вольфрамового электрода составляла с осью сварного шва 60-80°.

Применять сварочную проволоку необходимо по мере надобности для выполнения расчетного размера шва.

Вносить, в зону сварки присадочную проволоку таким образом, чтобы угол между вольфрамовым электродом и присадкой составлял 90°.

Производить перекрытие начала шва при окончании сварки 10-20 мм, при возобновлении сварки, после случайного и вынужденного обрыва дуги, окончание шва перекрыть на 15-20 мм.

Произвести контроль ОТК сварных узлов и деталей после окончания работ согласно разделу «Контроль качества сварки».

Ориентировочные режимы сварки даны в таблице 1.

Таблица 1 - Ориентировочные режимы сварки меди и ее сплавов

Толщина, мм	Сварочный ток, А		Диаметр вольфрамового электрода, мм	Диаметр сварочной проволоки, мм	Расход аргона, л/мин
Толщина, мм	для меди	для латуни	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Диаметр сварочной проволоки, мм	Расход аргона, л/мин
1,0	60-70	50-75	2,0	1,6-2,0	6-8
1,5	75-90	60-90	2,0	1,6-2,0	8-10
2,0	90-105	75-105	2,0	2,0-2,5	9-11
2,5	90-115	90-115	3,0	2,0-2,5	11-12
3,0	115-130	115-130	3,0	2,0-3,0	11-12
4,0	115-145	115-145	3,0	2,0-3,0	11-12
5,0	130-145	130-145	3,0	2,0-3,0	12-14
6,0	145-160	130-160	3,0	2,5-3,0	12-14

Выполнять сплошной контроль качества сварки внешним осмотром.

Производить осмотр сварных швов по всей длине с обеих сторон.

Произвести разбраковку дефектов сварных швов согласно требованиям таблицы 2.

Подваривать дефектные участки сварных швов допускается не более двух раз.

Таблица 2 - Разбраковка дефектов сварных швов

Наименование дефекта	Результат разбраковки
Непровары
Поры, раковины диаметром 0,3-1 мм, но не более 5 шт на длине 100 мм шва	Не допускаются. Устраняются повторной сваркой
Прожоги суммарной длиной не более 10% длины шва и шириной или диаметром не более ширины шва	Не допускаются. Устраняются повторной сваркой
Трещины	Не допускаются. Устраняются повторной сваркой
Скопление мелких пор диаметром не более 0,3 мм, но не более одного скопления на длине шва, при этом превышать 10 % швов длиной до 100 мм и 20 % для швов длиной более 100 мм	Допускаются
Проплав в стыковых, угловых швах, не мешающий элементам дальнейшей сборки и не представляющий пористого провисания металла	Допускаются

Вольфрам лантанированный в виде прутков ТУ-48-19-27-72.
Аргон газообразный высший сорт или первый сорт ГОСТ 10157-73.
Проволока сварочная марки М1 или М2 ГОСТ 16130-72.
Бензин авиационный Б70 ГОСТ 1012-72.
Ткань хлопчатобумажная бязевой группы ГОСТ 11680-76.
Перчатки трикотажные ГОСТ 1108-74.
Шкурка шлифовальная бумажная водостойкая ГОСТ 10054-75
Бензин А-76 ГОСТ 2084-77 и «Галоша» ТУ 38-401-67-108-92.

Источник питания для сварки в среде защитных газов типа ПС-300, ПСО-300, ПСО-500, ВКСМ-1000 или УДГ-101 с комплектом сварочных горелок, цанг, сопел.
Реостат балластный типа РБ-200 или РБ-300.
Ротаметр марки РМ-II или РМ-IV ГОСТ 13045-67.
Редуктор кислородный типа РК-30, РК-50 или РК-14 ГОСТ 6268-78.
Набор трубок резиновых технических тип 4 для подачи защитных газов и воды в горелку ГОСТ 5496-78.
Шлем маска защитная сварочная с набором защитных сварочных стекол ЭС-100, ЭС-300, ЭС-500 ГОСТ 1361-69.
Очки герметичные защитные ГОСТ 9496-60.
Сборочно-сварочные приспособления.
Напильник ГОСТ 1465-69.
Щетки стальные из нержавеющей проволоки ∅0,2-0,3 мм для зачистки металла шва и деталей.
Штангенциркуль ГОСТ 166-73.

Температура плавления меди 1883°С

Марка	Свариваемость	Технологические особенности сварки
Медь катодная		Присадок БрКМц 3-1 МНЖКТ-5-1-0,2-0,2 БрОЦ 4-3, БрХ 0,7 При толщине более 8-10 мм необходим предварительный подогрев до 200-300°С
М00к, М0к, М1к
Медь раскисленная
М1р, М2р, М3р
Медь рафинированная

Бронзы оловянные литейные		Присадок той же марки, что и основной металл При толщине более 10-15 мм необходим предварительный подогрев до 500-600°С
Бр03Ц12С5 Бр05Ц5С5, Бр08Ц4 Бр010Ф1, Бр010Ц2	Удовлетворительная
Бр03Ц7С5Н1 Бр04Ц7С5 Бр010С10
Бронзы безоловянистые литейные

БрА9Мц2Л БрА10Ж3Мц2 БрАПЖ6Н6 БрА7Мц15ЖЗН2ц2	Удовлетворительная
Бронзы деформируемые
Бр0ф7-0,2, БрХ1 БрКМцЗ-1, БрБ2
БрАМц9-2 БрАЖ9-4, БрСр1	Удовлетворительная
БрА5, БрА7
Латуни деформируемые		Присадок БрОЦ4-3 БрКМц 3-1, ЛК62-0,5 ЛК80-3, ЛМц 59-0,2 При толщине более 12 мм необходим предварительный подогрев до 300-350°С
Л96, ЛА77-2, ЛК80-2
ЛМцС58-2, ЛС3 Л062-1	Удовлетворительная
ЛС59, ЛС60-1

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

Медь или ее сплавы разрезают на мерные заготовки шлифовальной машиной, труборезами, на токарных и фрезерных станках, а также плазменно-дуговой резкой. Кромки под сварку подготавливают механическими способами. Свариваемые детали и присадочную проволоку очищают от окислов и загрязнений до металлического блеска и обезжиривают. Кромки обрабатывают мелкой наждачной бумагой, металлическими щетками и т.д. Использовать абразивы с крупным зерном не рекомендуется. Возможно травление кромок и проволоки в растворе кислот:

75 см 3 на 1 л воды азотной;

100 см 3 на 1 л воды серной;

1 см 3 на 1 л воды соляной

с последующей промывкой в воде и щелочи и сушкой горячим воздухом. Конструкции с толщиной стенки 10-15 мм предварительно подогревают газовым пламенем, рассредоточенной дугой и другими способами. Сборку стыков деталей под сварку ведут либо в приспособлениях, либо с помощью прихваток. Зазор между стыкуемыми заготовками соблюдают одинаковым на всем протяжении. Прихватки должны быть минимального сечения, чтобы в процессе сварки их можно было переплавить. Поверхность прихваток необходимо очистить и убедиться в отсутствии поверхностных горячих трещин.

Если сварка ведется в нижнем положении, то для улучшения теплоотвода используют специальные приспособления из графита или меди

При сварке на открьтом воздухе стык обустраивают съемными экранами

1 - поток газа; 2 - шов; 3 - экран.

Сварку ведут на постоянном гоке прямой полярности. Сварочный ток (А) ориентировочно определяют по формуле:

Iсв=100×S,

где S - толщина металла, мм

Защитными газами могут быть аргон, гелий, азот и их смеси. Длина дуги в аргоне и гелии должна быть не более 3 мм. В азоте ее увеличивают до 12 мм. Поэтому возрастают напряжение на дуге и ее мощность (в 3-4 раза) но сравнению со сваркой в аргоне. В гелии же мощность дуги по сравнению со сваркой в аргоне повышается вдвое.

Расход защитного газа:

аргон - 8-10 л/мин
гелий -10-20 л/мин
азот - 15-20 л/мин

Скорость сварки выбирают из условий формирования шва с нужной геометрией. Конструкции толщиной 4-6 мм сваривают без предварительного подогрева в аргоне, а до 6-8 мм - в гелии и азоте. Для сварки металла большей толщины требуется предварительный подогрев от 200 до 300°С.

Сварку в аргоне ведуг "углом вперед" при выпуске электрода 5-7мм. В качестве присадочной проволоки используют:

раскисленную медь
медно-никелевый сплав МНЖКТ-5-1-0,2-0,2
бронзы БрКМц 3-1, Бр ОЦ 4-3
специальные сплавы с эффективными раскислителями.

Для повышения стойкости металла шва против горячих трещин применяют сварочные проволоки:

БрАЖНМн 8,5-4-5-1,5
БрМц АЖН 12-8-3-3
М Мц 40

Чтобы расплавленный металл не попал на конец W-электрода, присадочную проволоку вводят не в столб дуги, а подают к краю сварочной ванны и несколько сбоку

Сварка в азоте , который по отношению к меди является инертным газом, ведется угольным или графитовым стержнем. Использовать W-электроды нецелесообразно, так как их расход в азоте слишком велик. Азотнодуговую сварку угольным электродом ведут на постоянном токе прямой полярности при напряжении дуги 22-30 В. При токе 150-500 А диаметр электрода должен быть 6-8 мм. Расход азота - 3-10 л/мин

Медь обладает целым рядом уникальных свойств, в числе которых: высочайшая электро- и теплопроводность, пластичность, коррозионная стойкость. К чисто техническим качествам добавляется и высокая эстетичность металла, способствующая его большой востребованности в качестве декоративного материала.

Все это обеспечивает меди широкое применение в самых различных областях. Пайка и сварка меди - операции, с которыми рано или поздно приходится сталкиваться любому мастеру, любящему работать с металлом. Кроме технически чистой меди широко распространены ее сплавы: бронзы и латуни.

Свариваемость меди зависит от ее химической чистоты: чем меньше в ней вредных примесей - серы, фосфора, свинца и пр. - тем лучше она сваривается. К факторам, отрицательно влияющим на сваривание, относятся следующие:

Склонность меди к окислению. Соединение с кислородом с образованием тугоплавких окислов приводит к образованию хрупких зон и трещин в области термической обработки.
Высокий коэффициент линейного расширения (в 1,5 раза больше, чем у стали) вызывает большую усадку при затвердевании, приводящую к возникновению горячих трещин.
Склонность металла к поглощению газов в расплавленном состоянии из воздуха (в основном кислорода и водорода) также крайне отрицательно сказывается на качестве сварного шва. Водород, в частности, в момент кристаллизации металла соединяется с кислородом закиси меди и образует водяной пар, вызывающий образование пор и трещин.
Расположенность к росту зерна приводит к появлению хрупких структур в зоне термического влияния.
Большой коэффициент теплопроводности (в 7 раз выше, чем у стали) требует источника нагрева с высокой мощностью и концентрацией энергии в зоне плавления. Из-за быстрого отвода тепла ухудшается формирование шва, растет склонность к возникновению в нем дефектов - подрезов, наплывов и пр.
Большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза больше чем у стали) не позволяет производить на весу одностороннюю стыковую сварку с полным проплавлением кромок и хорошим формированием шва с обратной стороны. Для стыковых швов могут потребоваться подкладки с противоположной стороны, плотно прилегающие к свариваемому металлу. Большая жидкотекучесть меди затрудняет также сварку в вертикальном и особенно в потолочном положении.
При температуре выше 200°С снижается прочность меди с одновременным уменьшением пластичности (в отличие от других металлов, например стали, у которых снижение прочности при повышенной температуре связано с повышением пластичности). В интервале температур 250-550°С, при которых пластичность меди достигает минимальных значений, могут возникать трещины. В связи с этим следует избегать жестких закреплений. Не рекомендуется выполнять швы в два прохода, так как первый проход уже создает жесткое закрепление. Прихватки следует заменять скользящими закреплениями.

При сварке латуни, цинк может испаряться (его температура кипения 907°С, т.е. ниже температуры плавления меди), что приводит к образованию пор. Пары цинка, соединяясь с кислородом, образуют оксид цинка, который, как и сами пары, ядовит и выделяется в виде плотного белого облака. В связи с испарением и выгоранием цинка его концентрация в сплаве шва уменьшается. Предварительный подогрев металла и повышение скорости сварки позволяют снизить испарение цинка. В общем, ручная дуговая сварка латуни применяется редко, и для неё необходим непрерывный отсос газов.

Лучше всего сваривается раскисленная медь (М-1р, М-2р, М-3р), в которой содержание кислорода не превышает 0,01%.

Для преодоления трудностей сваривания, технология сварки меди предусматривает газовую или флюсовую защиту сварочной ванны, в состав электродов и присадочной проволоки вводят раскислители: кремний, алюминий, марганец и прочие.

При изготовлении сварных конструкций из меди, используются разные виды сварки - без защитного газа покрытыми электродами, с защитными газами неплавящимися и плавящимися (проволокой) электродами, под флюсом и пр. Наиболее распространены два вида: ручная дуговая сварка металлическими покрытыми электродами и сварка вольфрамовыми электродами в защитных газах.

Как и прочие цветные металлы, медь требует тщательной очистки перед сваркой. Прежде всего, нужно удалить с помощью ветоши, ацетона или других растворителей все загрязнения, способные быть поставщиками вредных примесей, особенно свинца и серы. Их могут содержать смазочные и охлаждающие жидкости, жиры, масла и краски.

Затем полностью удаляется окисная пленка - металлической щеткой или сеткой из нержавейки, или каким-то абразивным инструментом - обработкой детали до блеска.

Очистка детали - очень важный этап, прямо влияющий на качество сварного шва. Без неё невозможно получить прочный и красивый шов.

При толщине стенок от 5 мм, сварку выполняют с предварительным подогревом детали до 300-700°C. Особенно важен подогрев для массивных деталей, и чем массивнее деталь, тем выше должен быть нагрев.

С помощью покрытых электродов варят медь толщиной более 2 мм. Металл до 4-5 мм можно сваривать без разделки кромок, при большей толщине необходимо выполнять V-образную или X-образную разделку с углом раскрытия 60-70°. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности. Ориентировочные значения диаметра электрода и сварочного тока в зависимости от толщины меди приведены в нижеследующей таблице.

Толщина меди, мм	Диаметр электрода, мм	Ток сварки меди, А
2	2-3	100-120
3	3-4	120-160
4	4-5	160-200
5	5-6	240-300
6	5-7	260-340
7-8	6-7	380-400
9-10	6-8	400-420

В процессе сварки тонколистового металла может потребоваться уменьшение первоначально установленного тока - из-за разогрева детали и возникновения в связи с этим опасности прожогов.

Для сварки меди предназначены электроды Комсомолец-100, АНЦ/ОЗМ-2, АНЦ/ОЗМ-3, АНЦ/ОЗМ-4, ОЗБ-2М (для бронз) и пр. Электроды перед использованием рекомендуется прокаливать.

Покрытые электроды для сварки меди не могут обеспечить такое же качество шва, какое обеспечивает сварка в аргоне. Прочность сварного соединения, выполненного с их использованием, зависит от многих факторов: правильного выбора марки электрода, соблюдения требуемой технологии (тщательности очистки, предварительного подогрева, оптимального токового режима) и, разумеется, от квалификации сварщика.

С точки зрения результата этот способ - наилучший. Швы, выполненные в режиме TIG, отличаются прочностью и аккуратностью. Сварка выполняется вольфрамовым электродом на переменном или постоянном токе прямой полярности. Величина сварочного тока выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и диаметра электрода.

В качестве защитных газов используются аргон, гелий, азот или их смесь. Эти газы отличаются своими технологическими свойствами, в чем-то превосходя, в чем-то уступая друг другу. Азот, в частности, требует меньшего сварочного тока в сравнении с аргоном, но швы, выполненные с его использованием, имеют некоторую склонность к порообразованию. Кроме этого, при прочих равных условиях расход азота превышает расход аргона. Поэтому последний, с учетом еще и его универсальности, используется чаще других газов.

В качестве присадочного материала применяются прутки меди (M1, М2, М3) или бронзы (Бр КМц3-1 и пр.). На практике часто используют медные жилы из электрических кабелей и проводов. Желательно, чтобы температура плавления присадки была ниже температуры плавления основного металла. Для лучшей защиты шва, пруток следует вести перед горелкой, а не за ней (см. второе фото). Листы меди толщиной до 4 мм можно сваривать с отбортовкой без присадочного материала.

Во избежание загрязнения вольфрамового электрода при поджоге дуги, последнюю можно возбуждать на угольной или графитовой пластине, перенося ее затем на изделие.

Сварка может производиться в нижнем и вертикальном положении шва.

В отличие от алюминия, который варится без поперечных движений, сварка меди требует манипуляций горелкой для формирования шва и обеспечения его соединения со стенками. Металл нужно "расталкивать" круговыми или зигзагообразными движениями горелки.

Заварку кратера нужно производить, удлиняя дугу постепенным отводом горелки, - в том случае, если сварочный аппарат не имеет специальной функции "заварка кратера".

Вид разделки кромок

Толщина металла, мм

Сварочный ток, А

Диаметр электрода, мм

Диаметр присадка, мм

Расход аргона, л/мин

Число проходов без подварочного шва

1-й проход 200-350

2-й проход 200-350

3-й проход 200-400

Подварочный шов 250-350

1-й проход 250-350

2-й проход 250-400

3-й проход 300-450

4-й проход 300-450

Подварочный шов 250-350

1 и 2-й проходы 250-400

3 и 4-й проходы 250-450

5 и 6-й проходы 300-550

Подварочный шов 250-350

1 и 2-й проходы 250-400

3 и 4-й проходы 300-450

5 и 6-й проходы 300-550

7 и 8-й проходы 350-600

Подварочный шов 250-350

Медь можно сваривать и полуавтоматом в режиме MIG на постоянном токе обратной полярности с использованием аргона, азота или гелия в качестве защиты. Технология сварки в данном случае, в своей основе, не отличается от сварки стали.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.