Сварка 0 comments

Сварка меди инвертором: Сварка меди инвертором — Ручная дуговая сварка — ММA

Posted on By alexxlab

Содержание

Сварка меди — основные технологии

​Инертная в нормальных температурах медь при нагревании активно вступает в реакции с соединениями серы, фосфора и кислородом. Отсутствие ее взаимодействия с азотом позволяет применять его при газовой сварке меди со сталью в качестве защитной среды. Не подходит для сварочного процесса в медных изделиях водород, вызывающий образование пор с трещинами в шовном металле. Это связано с тем, что медь в твердом виде не растворяет в себе газы, выделяемые в ходе реакций, и они разрушают металлические связи, провоцируя появление микротрещин, получивших название водородной болезни.

 

Основные технологии сварки меди

 

Наиболее популярна сварка меди аргоном либо азотом с помощью неплавящихся электродов. При использовании азота высокой очистки благодаря эффективности с термическим КПД дугового разряда глубина расплавления даже выше, чем у аргонной и гелиевой сварки, но более низкая устойчивость разряда дуги. Этим объясняется то, что в аппаратах для сварки меди в основном применяется аргон, способный обеспечить стойкий разряд дуги, особенно важный при работах в труднодоступных местах и с тонколистовыми деталями.

 

 

Из-за значительной теплопроводности медных изделий для их сварки приходится использовать довольно мощное пламя либо зажигать сразу две горелки. На небольших толщинах металла контактная сварка меди проводится единственной горелкой с большим расходом ацетилена. На толстостенных заготовках такое мощное пламя может вызвать перегревание металла с ухудшением качества соединения. Поэтому в данном случае целесообразна сварка с помощью двух горелок, пламя которых у одной – подогревающее, а у другой – сваривающее. В аргонодуговой сварке меди и ее сплавов с помощью двух горелок сварочные работы ведутся сразу с обеих сторон конструкции с вертикальным расположением соединяемых деталей.


Дугу зажигают на специальной пластине из графита, сварочный процесс ведут электродами для сварки из обработанного вольфрама одним проходом на постоянных токах прямой полярности при максимально высокой скорости.

Чтобы отвод тепла был минимален, а шов формировался нормально, рекомендуется использование специальных подкладок, имеющих канавки и выполненных из графита или асбеста. При сварке полуавтоматом меди значительных толщин необходимо предварительное подогревание металла до 400 ºС. Расположение электрода должно быть строго на плоскости стыка с наклоном назад на угол до 80º.

 

 

В электродуговой сварке в защитной среде азота либо аргона используют различные присадочные материалы с определенным составом, препятствующим образованию нитритов в азоте. В случае необходимости избавления от поверхностных оксидов стоит воспользоваться флюсом для сварки, он наносится на соединяемые кромки с присадочной проволокой либо засыпается в специальную канавку подкладки. Он также способствует улучшению сварочного процесса и предохраняет медь от окислительных реакций.

 

В составе флюсов преобладает прокаленная бура, но наиболее эффективна она в сочетании с добавками металлического магния, кремниевой кислоты, древесного угля или фосфорнокислого натрия. Ручная сварка дугой возможна с угольным электродом и с металлическими. Электрод из угля либо графита предполагает использование в виде присадочного материала латунных, медных и бронзовых прутков, причем медные могут содержать серебро.

 

 

Предусмотренная технологией сварки меди скорость процесса должна быть максимальной и беспрерывной, чтобы уменьшить количество образующегося оксида меди. В целях ускорения операций нагревания и сварки применяется сопутствующий подогрев. Не стоит выполнять в работах с медными изделиями прихватки швов, они, повторно нагреваясь в ходе сварки, способны создавать в металле трещины. При закреплении деталей на время сваривания целесообразно использование соответствующих приспособлений.

 

Особенности сварки в домашних условиях

 

Осуществляя сварку в домашних условиях, необходимо следить за тем, чтобы пламя располагалось на расстоянии в пределах 3-6 мм от верхнего слоя ванны. Чтобы улучшить теплоотдачу от пламени к изделию, необходимо удерживать мундштук практически под прямым углом по отношению к свариваемой поверхности. Если сварочные работы производятся в вертикальном расположении, то вести их необходимо в направлении снизу вверх, располагая пламя горелки под углом около 30º от горизонтали и вниз.

 

 

 

Сварочный процесс должен обеспечивать одновременное плавление как кромок деталей, так и присадочной проволоки для сварки меди. Это необходимо затем, чтобы свариваемые кромки не оставались без наполняющего их металла присадки даже ненадолго во избежание реакций окисления. В целях предупреждения окислительных процессов в расплаве металла, проволоку держат достаточно близко над сварочной ванной, чтобы в нее стекали капли металла расплавляемой проволоки. Улучшить наполнение разделанных кромок металлом с увеличением шва в высоту позволяет расположение соединяемых заготовок под углом до 10º относительно горизонтали при увеличении зазора между ними снизу вверх. Начинают сваривание с нижней стороны конструкции.

 

 

К особенностям сварки меди относится использование графитовой подкладки, с помощью которой выполняют сварочные работы. Она способствует нормальному формированию шва с оборотной стороны и препятствует вытеканию металлического расплава через зазор между деталями. Сварку шва большой протяженности начинают, отступив на треть его длины. По завершении сваривания двух третей шва оставшуюся треть его длины заваривают, передвигаясь в обратном направлении.

 

С целью измельчения зерен в наплавленном металле соединения и улучшения его плотности полученный шов после сварки проковывают. На заготовках с толщинами в пределах 5 мм эту операцию осуществляют способом холодной сварки для меди, для более значительных толщин проковка ведется в условиях повышенных до 300º температур.

 

По завершении проковки металла шва применяется процедура отжига в температурах до 600º, после чего его быстро охлаждают посредством воды. Операции проковки с отжигом придают мелкозернистую структуру металлу шва, а равномерность распределения оксида меди способствует повышению его пластичности.

Статьи по сварке | Сварочное оборудование Форсаж

Особенности сварки меди

Плавление меди происходит при температуре 1883°С. Во время сварки меди может возникнуть множество трудностей, связанных физическими и химическими особенностями данного металла. 

Из-за высокой теплопроводности меди (в 6 раз больше, чем у железа) необходимо использовать сварочную дугу с повышенной тепловой мощностью и симметричным отводом тепла из зоны сварки. Заготовки рекомендуется сваривать стыковыми типами соединений (а так же схожими с ними по характеру теплоотвода). Кроме того, большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза выше, чем у стали) значительно осложняет создание всевозможных вертикальных швов.

При сварке в нижнем положении применяют подкладки, чтобы избежать прожогов. Подкладки могут быть из графита, асбеста (сухого) или флюсовых подушек. Из-за активной способности меди поглощать во время сварки газы, что приводит к браку шва, образованию пористости на нем и другим дефектам, следует помнить, что необходима защита металла шва от загрязнений. Следует помнить, что медь легкоокисляемый металл, а в процессе сварки образовываются туггоплавкие оксиды. Чтобы избежать этого, применяют присадочный материал, например, фосфор, кремний или марганец. Коэффициент линейного расширения меди в 1,5 раза больше, чем у стали, поэтому следует всегда помнить о значительных деформациях и образовании горячих трещин, которые неизбежно будут возникать в процессе сварки, если пренебречь предварительным прогревом конструкций: из меди до 250-300°С, из бронзы до 500-600°С

 

Подготовка к сварке

Подготовка к сварке меди не менее важна, чем сам процесс сварки. Будущее изделие разделяют на заготовки необходимого размера одним из удобных способов. Можно использовать при этом токарные станки, плазменно-дуговую резку или другой аппарат. Обработка кромок возможна механическим способом. Проводят зачистку от различных загрязнений деталей заготовки.

Затем собирают стыки деталей. Это удобно делать с помощью прихваток. Важно сохранять зазор между соединяемыми изделиями постоянно одинаковым. Прихватки должны быть минимального сечения, чтобы в процессе сварки их можно было переплавить. Поверхность прихваток так же очищают от дефектов и загрязнений.

Выбор параметров режима

Сварку ведут на постоянном токе. Сварочный ток зависит от толщины металла и примерно может быть определен так: Iсв=100×S, где S — толщина металла, мм.

Длина дуги при сварке меди инвертором в аргоне должна быть не более 3 мм. При использовании другого защитного газа этот параметр меняется. Расход аргона примерно равен 8-10 л/мин. У гелия или азота-значительно больше. Скорость сварки меди зависит от необходимой геометрии сварного шва. При толщине конструкции в 4-6 мм сварку проводят без предварительного подогрева в аргоне, для более толстых изделий требуется подогрев от 200 до 300°С.

Технология сварки меди

Сварку меди аргоном «углом вперед», а электрод выпускают на 5-7мм. Присадочной проволокой могут быть:

  • 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.

Стойкость металла от горячих трещин может быть повышена специальной сварочной проволокой:

  • БрАЖНМн 8,5-4-5-1,5
  • БрМц АЖН 12-8-3-3

Ориентировочные режимы сварки меди в аргоне

Сварочный аппарат для сварки медных проводов

В электрических соединениях повсеместно применяются медные провода. Их соединение, согласно Правилам Устройств Электроустановок, может быть выполнено тремя способами:


  • Опрессовка;
  • Сжим;
  • Сварка.

Понятно, что самым качественным способом из трех будет способ с применением сварочного аппарата.

Здесь стоит учитывать тот факт, что температура плавления меди составляет 1080 градусов по Цельсию и уже при нагреве до 300 градусов она может сломаться. Поэтому нужен определенный опыт при сварке меди. При этом сварку можно выполнять как постоянным, так и переменным током. Опытный сварщик может выполнить сварку медных проводов на инверторе, трансформаторе или обычной дуговой сваркой.

Сварщик сам может выбрать сварочный аппарат для сварки медных проводов.

Технология сварки медных проводов

Сварка медных проводов должна вестись при напряжении от 12 до36В и желательно чтобы аппарат для сварки имел регулятор силы тока. Сам сварочный процесс длится буквально несколько секунд. Именно столько нужно, чтобы получить устойчивую каплю, которая накрепко способна соединить медные скрутки проводов.

При этом выбирая определенную силу тока нужно учитывать количество жил и их сечение. Для работы применяются специальные электроды, в составе которых обязательно должна присутствовать медь. Сила тока выбирается согласно количества проводов в скрутке и их сечения. Идеально подобранным считается режим, когда электрод не прилипает к скрутке, что достигается только опытным путем.

Наличие опыта при сварки медных проводов обязательно. Сварка производится в течении пары секунд, когда должен успеть сформироваться небольшой шарик из расплавленной меди. Стоит при этом чуть больше положенного передержать электрод, и конец скрутки попросту расплавится. Если не додержать, то соединение получится ломким, так как внутри будет пористым.

Выбор сварочного аппарата

Как правильно выбрать сварочный аппарат для сварки медных проводов. Например, при сварке проводов высокого напряжения где используется мощный многожильный силовой кабель применяются стационарные или переносные аппараты. Для мелких бытовых работ подойдет сварочный инвертор, где присутствует регулировка как силы тока, так и напряжения.

По условиям гост 22917-78 для соединения проводов электрического кабеля должна использоваться дуговая сварка. Сварка в этом случае должна производиться в защищенной среде. Газ (углекислый газ, аргон и др.) будет защищать медь от окисления в процессе ее нагревания. Подача газа идет непосредственно из сварочной головки во время проведения сварки.

От метода поджига и поддержки сварочной дуги сварка делится на:

  • Ручную;
  • Полуавтоматическую;
  • Автоматическую.

Принцип действия сварочного аппарата

Главное в этом сварочном процессе, чтобы дуга была непрерывной. Газ создает необходимую среду, когда расплавление меди происходит без ее окисления. При этом максимальная теплота выделяется дуговым разрядом.

Ручная или же полностью автоматическая дуговая сварка ведется только угольным электродом с содержанием меди. От электрода зависит, будет ли иметь внутри поры застывшая капля. Если сварщик все выполнит грамотно, то соединение должно выйти крепким и надежным.

Инвертор

Аппарат этого типа считается универсальным. Он легкий, не нужно заботиться о напряжении дуги и не нужно контролировать бесперебойное поступление газа.

Все что нужно для работы с инвертором при сварке медных проводов, это подобрать электрод, подать напряжение, отрегулировать силу тока и можно работать. Единственный минус, это возможная пористость соединения. Во время работы нет нужды держать постоянный зазор между свариваемыми проводами и дугой.

Сварка медных проводов в вакууме

Существует и способ сварки проводов в вакууме, осуществить подобный высокотехнологический процесс в домашних условиях не реально. Сама сварка ведется в условиях лаборатории на специальном сварочном электронно-лучевом аппарате, где сварка проводов производится в особых камерах.

Данный вид сварки обеспечивает:

  • Минимальный нагрев медных проводов при сварке, что резко понижает вероятность коробления проводов;
  • Электронно-лучевая сварка подает необходимое количество теплоты в провода, нагревая не только поверхность, но и проникая на достаточную глубину для качественного шва;
  • Сама медь за короткое время нагрева и расплавления в вакууме не насыщается газами. Соединение получается качественное и обладающее пластичными свойствами.

Сам принцип работы электронно-лучевой сварки основан на проплавлении меди на передней стенке кратера, при этом электронный луч должен иметь форму конуса.

В заключение

Сварка медных проводов может быть выполнена практически на любом из известных аппаратов для сварки. Однако выполнить качественное соединение медных проводов методом сварки возможно лишь на тех аппаратах, которые специально разработаны для работы с медью, где учтены все ее структурные особенности.

Микросварка медных проводников на аппарате Orion 200i2 — ООО «Фабмикро», г. Тюмень

06 мая 2017,