Сварка меди аргоном особенности, выбор присадки, подготовка и технология процесса

Сварка меди и сплавов этого металла

Сварка меди широко используется в различных областях человеческой деятельности. Именно благодаря этому технология осуществления соединения данного материала, как и других цветных металлов, постоянно совершенствуется.

Она обладает целым рядом свойств, делающих ее особенной на фоне других простых материалов. Давайте рассмотрим процесс работы более подробно.

Склонность к порообразованию

Медь и ее сплавы проявляют повышенную склонность к образованию пор в металле шва и околошовной зоне. Причиной образования пор является водород, водяные пары или образующийся углекислый газ при взаимодействии окиси углерода с закисью меди.

Высокие градиенты температуры способствуют развитию термической диффузии водорода в зоне термического влияния, что приводит к сегрегации водорода вблизи линии сплавления и увеличивает вероятность возникновения дефектов: пор, трещин. Растворимость водорода в меди зависит от содержания в ней кислорода и легирующих компонентов.

При сварке латуней причиной пористости может стать испарение Zn, температура кипения которого ниже температуры плавления Cu и составляет 907 °С. Испарение Zn уменьшает введение Мn или Si.

При сварке бронз выгорание легирующих примесей также может стать причиной появления пористости.

Введение

Медь активно применяется в промышленности, ювелирном деле и строительстве техники. Этот желтовато-красноватый металл знает каждый школьник и любой взрослый человек. Состыковка и пайка меди – это процессы, с которыми непременно сталкивается любой сварщик-профессионал или любитель.

Оригинальные ювелирные изделия делают из меди

Трудности во время сварки

Для качественного выполнения работ нужно точно выяснить, в чем заключается сложность при сварке меди. Выполнить процесс качественно мешают следующие особенности металла:

  • высокая теплопроводность, которая выше в 6 раз по сравнению с железом;
  • большая текучесть, превышающая такую же характеристику устали в 2 раза;
  • активное окисление, которое сопровождается образованием закиси меди;
  • хорошая растворимость в другом расплавленном металле, что способствует появлению трещин;
  • высокая способность поглощать водород и кислород, в результате которой шов становится пористым.

Провести качественные работы также мешает существенные коэффициент линейного расширения мидии. По сравнению со сталью он в 1,5 раза больше. Из-за него возникают напряжения и деформации.

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.

Выбор параметров режима сварки

Плавящимся электродом в защитных газах эффективнее всего сваривать медь толщиной не менее 6-8 мм. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.

Медь хорошо сваривается плавящимся электродом в аргоне, азоте, в смеси аргона с азотом и в гелии. Из-за высокой теплопроводности меди для получения надежного провара в начале сварки и хорошего сплавления кромок детали подогревают до 200-500°С. При сварке в аргоне подогрев необходим при толщине металла более 4,5 мм, а в азоте — более 8 мм

Одним из важнейших параметров режима сварки меди плавящимся электродом является длина дуги. Шов качественно формируется при длине дуги 4-5 мм.

Стыковые соединения сваривают на подкладных элементах. Импульсно-дуговая сварка (ИДС) в аргоне дает возможность выполнять вертикальные и потолочные швы, позволяет сваривать тонкий металл. При сварке в азоте процесс идет с короткими замыканиями (КЗ) с повышенным разбрызгиванием или крупнокапельным переносом (КР)

Технология для сварки меди

В случае работы с данным элементом используются специальные медные электроды. Они обладают особыми свойствами, делающими их наиболее эффективными в формировании швов с помощью различных методов.

Технология сварки меди развивалась и совершенствовалась во всех направлениях сварки – это и аргонодуговая сварочная техника, и контактная, и т.д. Давайте рассмотрим каждое из них подробнее.

Ручная сварка

Данный метод, пожалуй, относится к самым распространенным. Именно он наиболее широко используется в быту. Осуществляться соединение может полуавтоматом и автоматом.

Электроды для сварки меди также могут быть нескольких типов: металлические, угольные. В то же время стержень электродов должен изготавливаться из меди или сплава на его основе – бронзы.

Газовая

Газовая сварка меди.

Дуговая сварка меди также применяется достаточно широко. Соединение осуществляется на постоянном токе прямой полярности. В качестве основы стержня используется вольфрам, а вот присадка делается уже из купрума или из сплавов на его основе.

После формирования соединения указанным методом обычно проводится проковка. Это существенно повышает качество и надежность стыка.

В случае же соединения газовой горелкой применяется смесь ацетилена и кислорода. Это позволяет достичь высокой температуры горения. В результате сварочная ванна поддерживается в оптимальных размерах.

В случае необходимости соединения детали толщиной более десяти миллиметров, применяют не одну горелку, а две. Вторая необходима в целях осуществления прогрева изделия.

В двухсторонней сварке во второй горелке нет необходимости, так как прогрев таком варианте не нужен.

Контактная

Подобный вариант широко распространен в соединении труб. Следует отметить, в этом случае соединению подвергается не сама медь, а ее сплавы.

Технология контактной сварки меди.

Особенностью применения подобной технологии являются электроды для меди, сделанные из металлов с высокой температурой плавления.

Это необходимо для того, чтобы теплоотвод от места контакта был минимальным. Стоит отметить также низкие литейные характеристики купрума. В результате его соединение осуществляется только с применением специальных присадок, способствующих получению прочного и надежного стыка.

Что касается работы со сплавами на основе данного материала, то тут дела обстоят также. Высокая теплопроводность приводит к затруднению нагрева изделия до необходимой температуры.

Кроме того, для формирования качественного стыка основной материал и сплавы на его основе механически чистят, а затем травят в кислотах с целью получения чистой поверхности.

Дуговая сварка в защитных газах

Ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку Cu и ее сплавов можно производить плавящимся и неплавящимся электродом. Наиболее часто применяют сварку вольфрамовым электродом с подачей присадочного металла в виде проволоки непосредственно в зону дуги, узкой профилированной про-ставки, закладываемой в стык, или с применением технологического бурта на одной из стыкуемых деталей. Реже применяется сварка плавящимся электродом.

Читайте также:  Дэу Матиз Замена Радиатора Печки ~

В качестве защитных газов используют азот особой чистоты по МРТУ 6-02-375—66, аргон сорта высший по ГОСТ 10157—79, гелий высшей категории качества марок А и Б по ТУ 51-940—80, а также их смеси в соотношении по объему 50—75 % аргона.

При сварке в среде аргона плавящимся электродом процесс неустойчив, с трудом устанавливается стабильный струйный перенос металла в сварочной дуге. При сварке в среде азота эффективный и термический КПД дугового разряда выше, чем для аргона и гелия. Глубина проплавления получается выше, но устойчивость дугового разряда в азоте ниже, чем в аргоне и гелии. Несмотря на высокую чистоту защитных газов, медь при сварке подвергается окислению и может возникать пористость, что определяет необходимость применения легированных присадочных и электродных проволок.

Сварку меди неплавящимся электродом осуществляют на постоянном токе прямой полярности. При сварке электрод располагают строго в плоскости стыка, наклон электрода 60—80° «углом назад». При сварке Сu толщиной более 4—5 мм рекомендуется подогрев до 300—400 °С.

Присадочные проволоки из чистой меди Ml, М0 при сварке обеспечивают получение металла шва, по составу и физическим свойствам близкого к основному металлу, однако механические свойства сварного соединения понижены, наличие пористости уменьшает плотность металла шва. При введении в состав присадочных проволок раскислителей и легирующих компонентов механические свойства возрастают, но, как правило, снижается тепло- и электропроводность металла шва, что в ряде случаев недопустимо. В таких случаях рекомендуются присадочные проволоки, легированные сильными раскислителями в микроколичествах, которые после сварки не остаются в составе твердых растворов, а переходят в свои соединения и образуют высокодисперсные шлаковые включения и поэтому не влияют на физические свойства металлов.

Составы присадочных проволок приведены в табл. 27.5. Применение присадочных проволок для сварки чистой меди, приведенных в табл. 27.5, позволяет получить металл шва с физическими и механическими свойствами на уровне основного металла Ml, коррозионная стойкость сварных соединений такая же, как и у основного металла.

Бронзы

Бронзы — сплавы меди с алюминием. Их обозначают двумя буквами «Бр» начальными буквами русских названий легирующих элементов и рядом чисел, указывающих содержание этих элементов в %.

Так, марка БрАЖМц 10-3-1,5 означает, что бронза содержит 10% алюминия, 3% железа, 1,5% марганца. В конце некоторых марок литейных бронз ставится буква «Л».

Как производится сварка меди в домашних условиях

В домашних условиях часто возникает необходимость сварки меди в процессе установки водопроводов и систем отопления. В большинстве случаев водопроводные трубы изготавливаются из меди. Материал имеет гладкое основание, не поддается коррозии, способен обеспечить хороший ток воды и не имеет каких-либо вредных веществ.

Цветовые характеристики сплавов меди.

Сварка – это процесс образования неразъемных соединений между разными элементами. Этого можно достичь путем нагрева свариваемых металлов или их деформирования. Для сварки используются различные источники энергии:

  • пламя от газа;
  • электрическая дуга;
  • ультразвук;
  • лазерное излучение и др.

Процесс сварки меди значительно отличается от сварки сталей, так как цветные металлы имеют высокий уровень теплопроводности, а в расплавленном состоянии они будут реагировать с газами. Чтобы избежать возникновения негативных последствий, понадобится правильно выбрать материалы для сварки, произвести подготовку соединяемых элементов и соблюдать инструкцию по сварке.

На сегодняшний день сделать сварку можно не только на предприятиях, но и в домашних условиях. Следует знать, что процесс сварки меди имеет большое количество нюансов. Во многом сварка будет зависеть от физико-химических свойств материала.

Трудности сварки меди связаны со склонностью материала к окислению в расплавленном состоянии, высоким уровнем теплопроводности, высоким уровнем линейного расширения металла в процессе нагревания и высокой текучестью.

Свариваемость металла может ухудшиться при наличии в нем серы, свинца и других элементов. Свинец придаст подобному металлу хрупкости.

Контактная сварка своими руками.

В процессе сварки меди кислород будет поглощаться из атмосферы, потому следует это учитывать.

На сегодняшний день существует несколько различных способов сварки данного цветного металла.

Элементы, которые будут необходимы для того, чтобы самостоятельно произвести качественную сварку меди:

  1. Баллоны с ацетиленом.
  2. Горелки.
  3. Асбестовые листы.
  4. Проволока.
  5. Вода.
  6. Профилированная проставка.
  7. Припои.
  8. Флюсы.

Что нужно знать об электродах для сварки меди?

Конструкция трансформаторов для точечной сварки.

Чтобы получить качественный и ровный сварочный шов, следует использовать электрод, который покрыт особым составом. Покрытие используется для продуцирования шлака, который появляется с окислами металла. Состав будет препятствовать соприкосновению шва сварки с воздухом. Обмазка заполнит убыль, которая образуется в процессе сварки за счет выгорания элементов и вводит в шов новые элементы. Благодаря обмазке будет увеличена устойчивость электрической дуги. Шлаковый покров, который продуцируется подобным покрытием, будет замедлять остывание расплавленной меди, в результате чего из шва выделится большее количество газов.

Электроды, которые используются в процессе соединения металлов, можно разделить на 2 вида:

  1. Плавящиеся, которые изготавливаются из медных, алюминиевых, стальных или чугунных проволок.
  2. Неплавящиеся, которые изготавливаются из электротехнического угля, синтетического графита и других элементов.

Чтобы подобрать подходящие электроды, понадобится обратить внимание на их цвет:

  1. Электроды красного цвета используются для электродуговой сварки меди.
  2. Синие электроды применяются для обработки теплоустойчивых элементов.
  3. Электроды желтого цвета применяются для заготовок из коррозийностойких и жаропрочных сталей.
  4. Электроды серого цвета можно использовать для обработки цветных металлов.

Газовый метод сварки меди

Технология газовой сварки.

Если соблюдать технологию, то медь можно с легкостью сварить баллонами с ацетиленом. Сварное соединение отличного качества есть возможность получить путем проковки шва.

Медь имеет высокий уровень теплопроводности, потому для ее сварки понадобится пламя высокой мощности, 150 л/час, если есть материал толщиной менее 10 мм, и 200 л/час, если есть материал толщиной более 10 мм. Если производится сварка меди большой толщины, то понадобится использовать две горелки. Одна из них – для подогрева, а другая – для сварки деталей.

Чтобы уменьшить отвод теплоты, с нижней и верхней частей элемента понадобится уложить асбестовые листы. В данном случае рекомендуется использовать восстановительное пламя, ядро которого ориентируется к кромкам меди практически под прямым углом. Для уменьшения формирования закиси металла и предотвращения появления трещин высокой температуры понадобится производить соединение металлов с максимальной скоростью, без перерывов. В процессе нужно строго следить за сбережением восстановительного пламени.

Перед соединением элементов прихватки применять не нужно. Сварка меди производится в специальной сборочно-сварочной конструкции. В качестве присадки можно использовать проволоку из прочного металла или материала с раскислителями. Диаметр используемой проволоки должен быть не более 8 мм.

Расчет расхода защитного газа при сварке.

В процессе сварки тепло нужно распределять так, чтобы проволока расплавилась раньше кромок свариваемого металла. Присадочный материал должен наплавиться на кромки. Скос кромок на листах толщиной больше 3 мм производится под углом 45°. Перед соединением кромки надо будет зачистить до блеска нового металла. Можно также протравить кромки при помощи смеси азотной кислоты, после чего промыть водой.

Для измельчения зерен наплавленной меди и повышения плотности сварных швов после соединения материал толщиной до 5 мм нужно проковывать при низкой температуре. Если используется медь толщиной более 5 мм, то проковывать нужно при температуре 200-300°С.

Шов подвергается отжигу после проковки швов при температуре 530-550°С, после этого быстро охлаждается водой. Для предотвращения появления трещин не нужно вести проковку при температуре более 500°С, так как в таком случае металл станет хрупким.

Соединение металла аргонодуговым методом

Аргонная сварка своими руками.

Дуговая сварка плавлением часто используется для получения сварных конструкций из меди. Для того чтобы получить шов сварки высокого качества, понадобится применять защитные газы, в качестве которых выступает аргон. Дуговая сварка меди чаще всего производится вольфрамовым электродом.

Читайте также:  Характеристики двигателя 4G63 лучшее масло, какой ресурс, количество клапанов, мощность, объем, вес

В качестве присадки понадобится использовать профилированную проставку небольшой ширины или проволоку, которую нужно будет заложить встык. Подобный метод сварки меди отличается хорошей устойчивостью дуги. Механическая дуговая сварка используется в процессе соединения деталей маленькой толщины и в местах, доступ в которые затруднен.

Сварка меди вольфрамовым электродом производится при постоянном токе. Электрод должен находиться строго в плоскости стыка. Если сваривается медь толщиной более 5 мм, то ее понадобится предварительно прогреть до температуры 300-400°С. Кромки соединяемого металла и проволоку электрода рекомендуется первым делом зачистить до состояния нового металла.

Материал толщиной до 5 мм может свариваться без зачистки кромок.

Если производится соединение деталей толщиной 2-3 мм, то прогрев свариваемого металла выполнять не нужно. Технология сварки подобного металла толщиной более 4 мм подразумевает прогрев металла до 300-400°С. В данном случае можно использовать и плавящиеся электроды.

Как правильно самостоятельно паять медь?

Схема капиллярной пайки.

Следует знать, что цветные металлы гораздо легче паять, чем сваривать. Особенно это касается медных труб с тонкими стенками, которые применяются для систем отопления, водопровода, газопровода и т.д.

Произвести пайку металла может даже человек без соответствующего опыта работы, но сваривать металл самому не получится. Структуру меди пайка изменять не будет. В данном случае не понадобится использовать какое-либо дорогостоящее оборудование.

Соединения пайки в случае соблюдения технологии и применения материалов хорошего качества получатся прочными, они смогут выдерживать нагрузки.

В процессе пайки подобного материала понадобится использовать нахлесточные способы соединений, которые дают возможность получить высокую прочность заготовок, даже если использовались мягкие припои, имеющие сравнительно малую прочность. Чтобы обеспечить приемлемый уровень прочности шва пайки, понадобится делать нахлест не менее 5 мм. Чаще всего применяются более высокие показатели для обеспечения большого запаса прочности.

Существующие виды припоев

Сплавы меди есть возможность соединять пайкой высокой и низкой температуры. На сегодняшний день можно найти достаточно большое количество оборудования для сварки подобного металла и его пайки, а также различные твердые и мягкие припои, которые способны обеспечить отличное качество пайки элементов. Для пайки при низкой и высокой температурах предпочтительнее всего использовать припой и флюс одинакового изготовителя.

Низкотемпературные припои

Сварка меди в среде инертных газов.

Использование низкотемпературных припоев дает возможность производить соединение элементов при температуре, которая мало влияет на прочность металла, но предоставляет швы с не лучшими механическими характеристиками. Припой для пайки при высокой температуре способен обеспечить хорошую прочность швов и позволяет эксплуатировать систему при высокой температуре. Однако в данном случае может произойти отжиг металла, в связи с чем работу может произвести лишь квалифицированный специалист.

Пайка при низкой температуре чаще всего используется при монтаже системы отопления. Следует знать, что низкотемпературные припои смогут обеспечить отличную прочность соединений, если учитывать большую площадь контакта трубопроводных элементов.

На сегодняшний день существуют такие низкотемпературные припои, которые гарантируют отличное качество пайки меди: сплавы олова с медью, сурьмой, серебром и другими элементами. Для пайки при низкой температуре можно использовать и припои из свинца и олова, однако если понадобится соединить трубопровод для питьевой воды, то их использовать не допускается в связи с вредными свойствами свинца.

Высокотемпературные припои

Сварка неплавящимся электродом.

Припои такого типа допускается применять в случае, когда надо будет паять трубопровод при высокой температуре.

Если понадобится спаять трубопровод из металлических труб, следует использовать лишь пайку при высокой температуре, так как в таком случае можно будет получить соединение отличной прочности. Следует знать, что пайка при низкой температуре в газоснабжении не используется.

Припои из меди и фосфора не требуют обязательного использования флюсов в процессе пайки. Характеристики расширения подобного металла и припоя практически одинаковы, что является дополнительным преимуществом. Твердые припои производятся в форме прута.

Данное соединение является хрупким, потому подобные припои ни в коем случае нельзя использовать для пайки материалов с содержанием никеля более 10%. Применять такие припои не допускается и для соединения алюминиевой бронзы.

Флюсы для соединения медных заготовок

Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов.

В процессе соединения подобных элементов лучше всего использовать специальные устройства для сварки металлических элементов и флюсы, которые способны защитить расплавленную медь от окисления, растворить и превратить появившиеся окислы в шлаки. Их понадобится вносить в ванну сварки. Флюсами можно покрыть концы кромки соединяемых деталей и прутьев, а также заднюю часть свариваемой заготовки.

На сегодняшний день для соединения металлов при низкой температуре в качестве флюсов чаще всего используются составы, в которых содержится хлорид цинка. В процессе приобретения флюса важно уделить внимание его составу. Флюсы могут состоять из прокаленной буры и других элементов.

На сегодняшний день можно найти большое количество флюсов для пайки подобного металла. Понадобится лишь выбрать любой состав, который подходит для работы данного вида.

Сварка меди в домашних условиях значительно отличается от процесса сварки остальных металлов, так как медь имеет некоторые особенности. Целесообразнее производить пайку подобного металла. Материал раскисляется, а окислы удаляются в шлак, потому обязательно понадобится использовать подходящие припои и флюсы.

Как производится сварка меди?

Медь относится к цветным металлам, имеющим определенное распространение в технике и строительстве. Она обладает хорошей электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, отлично поддается мехобработке. Следует отметить, что сварка меди имеет свои особенности, обусловленные физико-химическими свойствами данного металла.

Конструкция трансформаторов для точечной сварки меди.

В зависимости от химического состава и назначения. медь по ГОСТ 859-78 выпускают пяти наименований:

  • катодную (содержит малое количество примесей в пределах 0,003-0,1%);
  • бескислородную (содержание кислорода не более 0,003%);
  • катодную переплавленную (содержание примесей в пределах 0,01-0,5%);
  • раскисленную (содержание примесей в пределах 0,01-0,5%);
  • огневого рафинирования (содержание примесей в пределах 0,01-0,5%).

Катодную медь применяют для изготовления токопроводящих деталей, катодов, проводов, другие наименования меди используются для производства медных слитков и полуфабрикатов.

Особенности сварки медных материалов

Технология сварки меди, как и любого другого цветного металла, имеет свои отличительные черты, обусловленные ее химическими и физическими свойствами. Так, например, процесс соединения этого материала значительно затрудняется высокой способностью меди окисляться в нагретом или расплавленном состоянии и ее высокой текучестью и теплопроводностью.

Следует отметить, что различные примеси, содержащиеся в составе меди разных марок (кислород, сурьма, висмут, мышьяк, сера, фосфор), тоже оказывают определенное влияние на процесс сварки. Особенно негативно на сварочный процесс влияет висмут.

В ходе нагревания и плавления медь, окисляясь, образует одновалентный оксид Cu2O, который, взаимодействуя с водородом, растворенным в металле, приводит к появлению трещин в материале, т.е. к так называемой «водородной болезни».

Режимы сварки меди.

Следует отметить, что лучше всего сваривается катодная электролитическая медь с процентным содержанием примесей до 0,05%.

Существует ряд способов соединения медных элементов. Для этого применяют следующие типы сварки: газовую, в защитной инертной среде (азотной или аргоновой), электродуговую ручную и автоматическую. Необходимо отметить, что любые сварочные работы следует проводить в помещении, где есть приточно-вытяжная вентиляция. Обязательно использовать спецодежду, спецобувь и индивидуальные защитные средства: кожаные перчатки, щиток. Сварочное оборудование должно быть исправным.

Ручная дуговая сварка

При такой технологии сварки меди необходимы следующие устройства и материалы:

  • электроды, флюс и присадочный материал соответствующего типа;
  • генератор сварочный постоянного тока.

Технология электродуговой ручной сварки медных материалов осуществляется с применением графитированных (угольных) или металлических электродов. Для отечественных изделий типа ЗТ в качестве стержней используют латунь марки Л90, проволоку медную марок М1, М3, М2, бронзовую проволоку Бр, КМц3-1 (кремнемарганцевая), бронзовые стержни марки Бр, 0Ф4-0,25 (оловянно-фосфористая).

Схема ручной дуговой сварки.

Стержни электродов покрывают особыми химическими составами (покрытиями) согласно справочной литературе. Толщину электродного покрытия следует выбирать согласно справочной литературе в зависимости от типа электрода. После того как нанесено покрытие, электроды необходимо просушить в течение 3-4 часов на воздухе при температуре +20°…+30°С, далее прокалить в течение 90-120 минут при температуре +250°…+300°С.

Читайте также:  Бороны дискочизельные БДЧ “РОСОМАХА” - ООО «Агропрофсервис»

Электродуговую ручную сварку медных материалов посредством электрода из металла осуществляют током постоянной величины (обратная полярность) согласно следующим параметрам (I – сила тока, А, d – сечение электрода, мм, S – толщина листа, мм):

  • S = 2, d = 3, I от 120 до 150;
  • S = 3, d = 3-4, I от 160 до 210;
  • S = 4, d = 4, I от 240 до 280;
  • S = 5, d = 5, I от 300 до 350;
  • S = 6, d = 5-6, I от 330 до 380.

В процессе соединения меди с использованием графитированных электродов в роли присадок применяют прутки, имеющие марки, аналогичные маркам электродов из металла. В целях оптимизации дугового сваривания медных деталей и конструкций электродом из графита применяется соответствующий флюс, который в начале работы добавляют в разделку или покрывают им присадочный материал. Химсостав флюса выбирают согласно справочникам.

Схема сварки неплавящемся электродом.

Технология ручной сварки медных элементов при помощи угольного электрода проводится согласно следующим параметрам (I – сила сварочного тока, А, d – сечение электрода, мм, S – толщина листа, мм):

  • S = 1, d = 4, I от 135 до 180;
  • S = 2, d = 6, I от 195 до 260;
  • S = 4, d = 6, I от 250 до 330;
  • S = 6, d = 8, I от 315 до 430;
  • S = 12, d = 10, I от 420 до 550.

Если сечение листа не превышает 4,0 мм, то дуговую ручную сварку осуществляют, не разделяя кромки. Без зазоров необходимо провести сборку стыковых соединений.

Детали толщиной свыше 0,5 см перед свариванием следует предварительно нагреть до температуры +200°…+300°С. Соединения тавровые и угловые сваривают, располагая «в лодочку».

Дуговая сварка меди сварочным автоматом

Для данного вида сварки меди необходимы следующие материалы и инструменты:

  • электроды, присадки и флюс соответствующего типа;
  • сварочный аппарат;
  • графитовая подкладка.

Классификация способов сварки в среде защитных газов.

Автоматическую электродуговую сварку медных конструкций и деталей осуществляют с использованием флюса электродами двух типов: металлическим плавящимся и неплавящимся из графита. Разновидность флюсового и присадочного материалов выбирают согласно справочной литературе.

В случае использования электрода из графита сваривание проводят посредством специальной головки автоматического типа, передвигающейся по сварному шву с фиксированной скоростью. В ходе такого типа соединения используют присадочный металл, графитовую подкладку под свариваемой медью и латунную полоску.

Технология дуговой автоматической сварки медных материалов с применением угольного электрода сечением 20,0 мм имеет следующие параметры (I – сила тока, А, V – скорость сварки, м/ч, S – сечение листов, мм, U – напряжение дуги, В):

  • S = 4, I = 780-800, U = 18, V = 22,4;
  • S = 6, I = 960-980, U = 18, V = 22,4;
  • S = 8, I =1000, U = 18-19, V = 16.

Дуговая автоматическая сварка меди выполняется посредством обыкновенных сварочных аппаратов электродом из металла. При этом используют электродную медную проволоку марок М3, М1, М2 и диаметром от 1,6 до 3,0 мм. Такую сварку проводят на токе постоянной величины (обратная полярность). Применяют флюс согласно справочной литературе. Некоторые типы флюсов позволяют, в частности, проводить автоматическую сварку медных элементов на токе переменной величины.

Аргонно-дуговая сварка меди.

Следует отметить, что дуговая автоматическая сварка меди в зависимости от типа соединения имеет свои отличительные особенности и определенные режимы. Так, в случае одностороннего шва, материал сваривают со сквозным проваром с использованием графитовой подкладки.

Кроме того, листы сечением менее 8,0 мм варят, не разделывая кромки, согласно следующим параметрам (d – диаметр проволоки, мм, I – сила тока, А, S – толщина листов, мм, U – напряжение дуги, В, V – скорость, м/ч):

  • S = 2, d = 1,6, I = 140-160, U =32-35, V = 25;
  • S = 3, d = 1,6, I = 190-210, U = 32-35, V = 20;
  • S = 4, d = 2, I = 250-280, U = 30-35, V = 25;
  • S = 5, d = 2, I = 300-340, U =30-35, V = 25;
  • S = 6, d = 2, I = 330-350, U = 30-35, V = 20;
  • S = 8, d = 3, I = 400-440, U = 33-38, V = 16.

В ходе сваривания более толстого материала (более 8,0 мм) используют разделку в виде буквы «V» под углом 60°. Процесс соединения стыков с разделанными медными кромками при двустороннем шве проводят согласно следующим параметрам (угол разделки кромок постоянен и составляет 60°, S – толщина листов, мм, I – сила тока, А, U – напряжение дуги, В, V- скорость, м/ч):

  • d = 10, притупление кромок = 5 мм, I =540-560, U =33-38, V = 15;
  • d = 12, притупление кромок = 6 мм, I =580-600, U =35-38, V = 15.

Сварка в среде аргона.

Медные соединения внахлестку свариваются по следующей технологии согласно таким параметрам (S – толщина листов, мм, I – сила тока, А, U = 30-35 В – напряжение дуги, В, V – скорость, м/ч):

  • S = 3, I =220-240, V = 25;
  • S = 4,5, I = 300-340, V = 25;
  • S = 6, I =350-400, V = 20.

Следует отметить, что медные листы толщиной от 8 до 12 мм необходимо варить с обеих сторон. Также, в целях быстрого зажигания сварочной дуги, целесообразно перед началом сваривания подсыпать стружку из латуни под проволоку электродов.

Сварка меди в защитной инертной газовой среде

Кроме вышеперечисленных видов соединения, медные материалы также можно сваривать в среде азота или аргона двумя типами электродов: плавящимся металлическим и неплавящимся вольфрамовым. Наиболее распространенным вариантом данного вида соединения является сваривание в инертной аргоновой среде неплавящимся электродом из вольфрама на токе прямой полярности и постоянной величины.

Влияние температуры предварительного подогрева на угол смачивания при сварке меди.

Для такого вида сварки меди необходимы следующие компоненты и устройства:

  • электроды, флюс и присадочный материал соответствующего типа;
  • сварочные держатели, осушенный аргон (99,8% чистота), сварочный аппарат для аргонодугового соединения.

В роли материала присадки выступают прутки (марка М2, М1, М3). Технология такого вида соединения медных элементов имеет следующие параметры (I – сила тока, А, Dп – диаметр присадочной проволоки, мм, Qа – расход аргона, л/мин, S – толщина листов, мм, Dэ – диаметр электрода из вольфрама, мм):

  • S = 1,6, Dп = 2,4, Dэ = 2,4, I = 80-110, Qa = 2,8-3,3;
  • S = 3,2, Dп = 3,2, Dэ = 3,2, I = 200, Qa = 6;
  • S = 6,4, Dп = 4,8, Dэ = 4,8, I = 300, Qa = 7;
  • S = 10, Dп = 4,8, Dэ = 4,8, I = 350, Qa = 7;
  • S = 12, Dп = 6,4, Dэ = 4,8, I = 400, Qa = 8;
  • S = 16, Dп = 6,4, Dэ = 4,8, I = 400, Qa = 8.

В случае сваривания меди в среде защитных газов плавящимся металлическим электродом соединение проводят на токе постоянной силы и прямой полярности. Материал электродов в этом случае выбирают согласно справочной литературе.

Как производится газовая сварка?

Для такого вида соединения медных элементов необходимы следующие материалы и инструменты:

  • электроды, флюс и присадочный материал соответствующего типа;
  • ацетиленовый генератор, заправленный водой и карбидом кальция, или баллон с ацетиленом;
  • баллон с кислородом;
  • шланги;
  • горелка.

Схема газовой сварки меди.

Газовая сварка медных деталей и конструкций является самым распространенным видом сваривания медных элементов. При использовании этого вида соединения листов толщиной менее 5,0 мм используют присадочные материалы из меди марок М1, М2, М3.

Если надо провести сваривание медных листов большей толщины, то следует использовать проволоку с содержанием фосфора 0,2% и кремния 0,15-0,3% или проволоку из меди с содержанием фосфора 0,2-0,7%. При данном виде работ применяют флюсы согласно справочной литературе.

Технология имеет такие параметры (S – толщина медных листов, мм, № – номер наконечника сварочной горелки, Dп – диаметр присадочной проволоки, мм):

  • S 15, Dп = 8, № 6-7.

Термическая обработка

По окончании сваривания меди любым способом соединения швы необходимо подвергнуть проковыванию. Если сечение сваренных листов менее 0,5 см, то металл проковывают без нагрева. Если сечение листов свыше 0,5 см, то медь следует проковывать, проведя нагревание до температуры +250°…+350°С.

Нагрев свыше +350°С проводить нецелесообразно, т.к. это приводит к снижению прочностных свойств металла. По окончании проковки необходимо провести термическую операцию отжига при температуре +500°…+600°С с дальнейшим водным охлаждением. Эта операция позволяет сделать сварной шов пластичным и повысить его механические и прочностные свойства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector