Контактная сварка меди
Для меди и ее сплавов контактная сварка затруднена вследствие их высокой электрической проводимости и теплопроводности, а также узкого диапазона температур, в котором металл может свариваться давлением. Свариваемость медных сплавов лучше, чем технической меди, так как они обладают пониженной электрической проводимостью и теплопроводностью. Однако не все сплавы свариваются одинаково хорошо. Чаще контактная сварка применяется для латуней и кремнистых бронз. Среди них хорошо свариваются α-латуни (например, марки Л68), электрическая проводимость , которых не более 28% электрической проводимости меди. Повышение содержания цинка в латуни приводит к ухудшению ее свариваемости вследствие уменьшения пластичности сплава. Уменьшение концентрации цинка неблагоприятно влияет на свариваемость, поскольку понижается электросопротивление сплава. Хорошо свариваются кремнистая бронза (до 4% Si, электрическая проводимость равна примерно 10% электрической проводимости меди) и медно-никелевые сплавы, например мельхиор (80% Сu, 20% Ni, электрическая проводимость . равна 8% электрической проводимости меди).
Для получения чистой контактной поверхности заготовок рекомендуется их очистка механическим способом, а также травлением в тетрахлорметане или растворе каустической соды с последующей тщательной промывкой в проточной воде. Для растворения пленки оксидов применяют травление в следующих смесях: 10% -ный раствор серной кислоты, бихромат натрия; серная кислота, фтористый алюминий и 6dхромат натрия.
Точечная и роликовая сварка меди.
Точечная и роликовая сварка меди возможна только с применением электродов из тугоплавких металлов, обладающих теплопроводностью и электрической проводимостью, более низкими, чем основной металл, для уменьшения отвода теплоты во время сварки (например, из вольфрама или молибдена). При использовании таких электродов поверхность деталей сильно нагревается, а местами расплавляется, портится внешний вид изделия и быстро изнашиваются электроды. В связи с этим точечная и роликовая сварка технической меди ограниченно пригодна для промышленного применения.
Качество сварных точечных швов можно повысить, используя теплоизолирующие прокладки (например, из нержавеющей стали), размещаемые между электродами и поверхностями свариваемых деталей, а также покрывая соприкасающиеся поверхности деталей, например, серебром.
Для медных сплавов применение мягких режимов нецелесообразно. Обычно длительность нагрева медных сплавов при точечной сварке ограничивается 0,2-0,4с. Точечная сварка латуни производится короткими импульсами при больших значениях сварочного тока. В связи с высокой электрической проводимостью латуни толщина свариваемых листов на одной и той же машине принимается примерно в 2 раза меньше, чем толщина листов из стали. Шовная сварка латуни требует относительно большого удельного давления электродов, чем точечная. При сварке латуни марки Л62 υ
Таблица 1. Ориентировочные режимы точечной сварки латуни Л62
b, мм | Радиус поверхности электрода, мм | р, кПа | Р, кН | Iсв, кА | t, с | Потребляемая мощность, кВА |
0,5+0,5 | 50 | 67 | 1,3 | 1,6 | 0,1 | 68 |
1,0+1,0 | 50 | 98 | 1,8 | 18,3 | 0,2 | 95 |
1,5+1,5 | 70 | 78 | 2,6 | 26,8 | 0,2 | 167 |
3,0+3,0 | 150 | 117 | 3,9 | 38,6 | 0,35 | 290 |
При точечной сварке медных сплавов с высоким электросопротивлением (кремнистая бронза, мельхиор) по сравнению со сваркой малоуглеродистой стали ток увеличивают примерно на 25%, мощность на 50%, давление на электроды принимают близким давлению при сварке стали.
Стыковая сварка оплавлением.
Стыковая сварка оплавлением требует особой техники из-за трудности поддержания на торцах свариваемых деталей слоя жидкого металла, а также при прогреве их на значительную глубину для последующей осадки. Лучшие результаты получаются при осадке стыка под током. Установочную длину вылета медных деталей определяют по формуле:
где d — диаметр свариваемых стержней, мм. Скорость оплавления ориентировочно равна 10 мм/с. Цикл сварки не должен превышать 1-2 с. Прочность стыка прутков из меди марки Ml в среднем составляет 206-215,8 МПа, угол загиба 180°.
Таблица 2. Ориентировочные режимы шовной сварки латуни Л62
b, мм | Ширина роликов, мм | Р, кН | IСВ, кА | Потребляемая мощность, кВА |
0,5+0,5 | 3 | 2,45 | 22,3 | 110 |
0,5+0,5 | 3-4 | 2,45 | 25,5 | 140 |
1,0 + 1,0 | 4-5 | 3,7 | 27,0 | 160 |
Таблица 3. Ориентировочные режимы стыковой сварки оплавлением заготовок из меди
Параметр | Размер заготовки, мм | ||
Пруток, d=10 | Труба, 9,5×1,5 | Полоса, 44,5×10 | |
Установочная длина, мм | 20 | 20 | 20 |
Давление осадки, МПа | 372 | 284,5 | 216 |
Сварочный ток, к А | 33 | 20 | 60 |
Вторичное напряжение, В | 6 | 5 | 10 |
Удельная мощность, кВА/мм2 | 2,6 | 2,7 | 1,4 |
Медь соединяют стыковой сваркой сопротивлением. Провод и прутки из чистой меди диаметром 7-16 мм сваривают при i=380 А/мм2 и средней температуре нагрева 0,7-0,75Тпл. Начальное давление составляет 0,98-2,9 МПа, а конечное 343,4-392,4 МПа. Концентрированный нагрев контактной зоны и большие скорости осадки (150-250 мм/с) исключают разупрочнение металла и обеспечивают высокие пластические и электрические свойства соединений. Для соединения медных проволок успешно применяется стыковая конденсаторная сварка. Латунь и бронза соединяются стыковой сваркой легче, чем медь. Для их сварки требуются большие конечные скорости оплавления и осадки. Хорошо соединяются стыковой сваркой заготовки из деформируемых бронз марок Бр.Х0,5; Бр.ОФ6,5-0,15; Бр.АМц9-2. Поскольку скорость охлаждения бронзы значительно больше, чем стали, и бронза в интервале температур 750-770° С имеет достаточно высокую прочность, при ее сварке давление должно быть выше, чем при сварке стали. В ряде случаев для повышения пластичности сварных соединений рекомендуется их последующая термическая обработка: для соединений из бронзы типа Бр.Х0,5 — закалка в воде от 950-980°С, из бронзы Бр.ОФ6,5-0,15 отжиг при 500-550 °С (его можно дать после сварки на машине).
Таблица 4. Ориентировочные режимы стыковой конденсаторной сварки медной проволоки
dпр, мм | СК, мкФ | U, кВ | Усилие осадки, кН |
1,6 | 256 | 0,9 | 1,4 |
2,0 | 380 | 1,0 | 1,4 |
2,8 | 380 | 1,4 | 1,5 |
3,0 | 540 | 1,5 | 1,6 |
3,2 | 550 | 1,8 |
Таблица 5. Ориентировочные режимы стыковой сварки латуни и бронзы
Параметр | Сплав | ||
Л 62 | Бр.ОФ6,5-0,15 | ||
Толщина металла, мм | 3-5 | 2-5 | 5-8 |
Установочная длина (суммарная), мм | 30 | 30 | 45 |
Припуск на оплавление, мм | 15 | 15 | 22 |
Длительность оплавления, с | 3 | 3 | 9 |
Скорость оплавления перед осадкой мм/с | 11 | 11 | 6 |
Средняя скорость оплавления, мм/с | 5 | 5 | 2,5 |
Длительность осадки под током, с | 0,3 | 0,3 | 0,5 |
Давление осадки, МПа | 157 | 177 | 137-157 |
Удельная мощность при оплавлении, кВА/мм2 | 0,05 | 0,07 | 0,03-0,035 |
Удельная мощность при осадке, кВА/мм2 | 0,4 | 0,4 | 0,2 |
Технологии сварки меди различными способами
- Ручная дуговая сварка меди металическими электродами
Медь обладает высокой стойкостью к коррозии. Благодаря этому качеству она широко применяется в производстве электроники и техники, а также в машиностроении. То есть она требуется в областях, в которых требуются металлы с высокой устойчивостью к возникновению коррозии. Это довольно обширные сферы, требующие создание элементов с прочными сварными швами. Высокий спрос формирует постоянное усовершенствование технологии сварки цветных металлов в целом и меди, и её сплавов в частности. Улучшение технологии двигается как в сторону увеличения качества шва, так и уменьшение стоимости способа.
Чаще всего обработке подвергаются листы и трубный прокат из меди. Если говорить в общем, то медные элементы не свариваются каким-либо специализированным одним способом. Допускается применение всех стандартных вариантов, которые подходят и для других металлоизделий. Исключением является контактная сварка, она используется нечасто и в ограниченном спектре случаев.
Ручная дуговая сварка меди металлическими электродами
Этот вариант имеет техническое превосходство над газовой сваркой медных изделий, кроме того, этот способ выгоднее остальных. Это касается не только меди, но и стали и её сплавов. Его можно назвать высокопроизводительным, так как работа электродными стержнями значительно быстрее, чем любой другой вариант.
Дуговая сварка может быть выполнена вручную, в защитной газовой среде или автоматом под флюсом. Сначала рассмотрим первый вариант.
Подготовка места
При толщине металлической детали от 6 до 12 мм рекомендовано делать V-образную разделку под будущий шов. Общий угол раскрытия кромок может быть в пределах от 60 до 70 градусов. Если с обратной стороны будет располагаться дополнительный шов, то допускается уменьшение угла до 50 градусов.
Перед сваркой можно предварительно раздвинуть листы или не раздвигать. В первом случае необходимое расстояние между элементами должно быть в пределах 2-2.5% от глубины будущего шва. Во втором случае рекомендуется электродом меньшего диаметра сделать прихваты. Они не позволят элементам разойтись в стороны и сформировать неправильный зазор. Эти мелкие швы должны быть примерно по 3 см на расстоянии 30 см друг от друга. Зазор между краями должен быть не менее 2-4 мм, без него возникнет перегрев, который в дальнейшем приведет к горячим трещинам.
Не завывайте, что повторное нагревание медных элементов приводит к формированию пор. При приближении к прихватам их нужно удалять, а поверхность металла тщательно зачищать и обезжиривать.
Если толщина меди превышает 12 мм, то используется двусторонняя сварка и разделка кромки в виде буквы «Х». Если возможность выполнить подобную разделку отсутствует, то можно использовать V-образную. Однако последняя значительно увеличит время работы и расход электродов.
В случае использования X-образной раскройки, прихваты формируют на обратной стороне первого шва. Перед навариванием второго шва стежки также удаляют и зачищают.
При обработке медных изделий без формирования кромок вообще, а также с раскройкой в форме буквы «V», требуется использование подкладок. Они помогают отвести лишнее тепло и предотвращают перегрев детали. Они должны быть плотно прижаты к месту стыка. Допускается использование флюсовых подушек. Подкладки могут быть из меди, графита или стали. Ширина допускается от 4 до 5 см.
Непосредственно перед началом сварочных работ нужно подогреть стыки до 300-400 градусов Цельсия. Способ нагревания определяется исходя из размеров самой конструкции и толщины стенки металла. Чем толще кромки, тем выше будет температура подогрева.
Электроды для дуговой сварки меди и покрытия для них
Для использования в этом варианте работ подходят электроды со специальным покрытием. Выполнение сварочных работ обычным видом без покрытия не допускается, так как происходит окисление поверхности, и в шве появляются поры. В качестве стержня должна быть проволока из меди (с легированием или без него) или бронзы.
Благодаря своему химическому составу такие электроды раскисляют шов и легируют его фосфором, кремнием или марганцем. Вид самого покрытия выбирается так, чтобы при обработке металла была стабильная дуга, образовывались шлаки и происходило раскисление. Правильно подобранный материал значительно улучшает качества самой сварки.
Режим ручной дуговой сварки меди
При работе стоит использовать только постоянный ток обратной полярности. Осуществление сварки переменным током не позволяет добиться стабильной дуги. Такой вид тока может быть применен только при наличии железа в покрытии стержня и увеличении силы тока на 40-50% от первоначального. Однако высока вероятность появления брызг от металла электрода. Эти брызги тяжело счистить при застывании, кроме того они вступают в реакцию с кислородом и покрываются оксидной пленкой, вследствие чего их практически невозможно вплавить в шов. Ниже можно ознакомиться с режимами сварки:
Толщина меди, мм | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7-8 | 9-10 |
Диаметр электрода, мм | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 5-7 | 6-7 | 6-8 |
Сила тока, А | 100-120 | 120-160 | 160-200 | 240-300 | 260-340 | 380-400 | 300-420 |
Рабочее напряжение, В | 25-27 | 25-27 | 25-27 | 25-27 | 26-28 | 26-28 | 28-30 |
Примерная скорость сварочных работ будет равняться 15-18 метров в час. При использовании бронзовых электродов это время сокращается, так как скорость плавления этого металла значительно выше.
Если ваши детали имеют толщину более 10-12 мм, то при сечении электрода 6-8 миллиметров увеличивают силу тока до 500 Ампер.
При обработке тавровых соединений применяются те же самые режимы, но само сварное соединение должно быть установлено в «лодочку».
Технология ручной дуговой сварки
При большой толщине листа требуется сварка в несколько слоев. Каждый из них должен быть обязательно зачищен. При меньшей толщине металла такой способ не рекомендуется.
Технология требует формирование одноступенчатых швов на длине в 20-30 см. Исполнение происходит на двух участках: две трети с одной стороны и одна треть с другой. Сначала сваривается наиболее длинный отрезок. Начинается формирование шва от дальнего конца в сторону короткого участка, далее формируется сам маленький отрезок. Такая технология позволяет избежать растрескивания шва.
Вся сварка происходит в нижнем положении, при этом плавящийся электрод должен быть наклонен в обратную от хода работы сторону на 15-20 градусов. Если металл вспучивается, то используйте кувалду для правки. Подкладка из графита при этом может расколоться. Оптимальными в этом плане считаются медные и стальные подложки.
Качество ручной сварки меди
Этот способ обеспечивает довольно высокий уровень работ. Для увеличения прочности можно сделать проковку. Она поднимет показатель на 10-15%. Но в результате этого приёма возможно уменьшение пластичности.
Ручная сварка медного трубопровода
Этот способ пришел к нам еще со времен СССР. Для обработки трубного проката со стенками от 3 миллиметров используют постоянный ток обратной полярности. Его плотность должна составлять 50 Ампер на миллиметр. Предварительно деталь требуется подогреть до диапазона от 250 до 300 градусов Цельсия.
Способ подогрева зависит от толщины стенок трубы. При параметре от 5 см требуется полный нагрев. При малой толщине хватит и местного.
Также перед сварочными работами нужно сделать прихватки, которые в дальнейшем нужно вырубить и зачистить. Не рекомендуется выбирать скорость более 15 метров в час. Перегрев изделия более 350 градусов Цельсия не допускается.
Ручная сварка угольными и графитовыми электродами
Этот вид сварки используется в небольшом ряде случаев. Обычно он может использоваться в конструкциях, не отвечающих за большие нагрузки.
Угольные электроды применяются при толщине металла в 15 миллиметров. Если толщина больше, то целесообразно использовать стержни из графита. Оба вида имеют конусообразную заточку на треть своей длины. Как и в прошлых видах ручной сварки, тут тоже применяется постоянный ток прямой полярности. Но отличие есть в длине дуги: эта обработка ведется длинной. Площадь тока на электродах бывает от 200 до 400 Ампер на квадратный сантиметр.
Еще одна особенность состоит в том, что присадочный пруток должен находиться на удалении в 5-6 миллиметров от сварочной ванны. Следует выдерживать угол к обрабатываемому элементу в 30 градусов и ни в коем случае не погружать пруток в ванну. Угол между электродом и свариваемым изделием должен составлять 75-90 градусов.
Чтобы защитить медь от воздействия воздуха и последующего образования оксидной пленки, используют флюс. В его составе должно быть 4-6% магния и 94-96% плавленой буры. Перед нанесением состава на пруток нужно смочить его в расплавленном стекле.
В случае, если стенки свариваемого элемента более 5 мм, то предварительно необходимо разделать кромки в сумме с углом 70-90 градусов и зазором не более 0.05 миллиметров.
Процедура выполняется на подкладке из асбеста или графита наклоненным вперед на 10-20 градусов электродом.
Медь толщиной до 5 миллиметров не нуждается в предварительном подогреве. Если ваше изделие более 5 миллиметров в толщину, то требуется предварительно нагреть его до 800 градусов Цельсия и быстро охладить. Для получения оптимального качества шва рекомендуется выполнять сварку за один подход.
Ручная аргонодуговая сварка меди
Этот вид обработки осуществляется вольфрамовым электродом. Аргон должен быть хорошо очищен. Используется постоянный ток прямой полярности. Прутки могут быть из меди, бронзы или медно-никелевого сплава
Предварительный подогрев меди требуется при толщине металла от 4 мм. Требуемая температура – 800 градусов Цельсия. При толщине от 6 мм применяют V-образную разделку кромок изделия с суммой углов 60-70 градусов. Обычно при сварке электрод наклоняют на 80-90 градусов от вертикального положения и двигают углом вперед. Присадочный пруток должен быть наклонен на 10-15 градусов. Допустимый вылет электрода – от 5 до 7 мм.
Сварка меди на автоматах или полуавтоматах под флюсом
Этот вид обработки меди используется, когда необходим высосокачественный сварной шов. Работа осуществляется на автоматах или шланговых полуавтоматах. Стенки небольшой толщины обычно обрабатывают под флюсом с использованием неплавящегося электрода.
Подготовка металла под сварку
Перед началом работ обязательным пунктом идет зачистка кромок. Стыковым соединениям со стенкой 6-8 миллиметров оставляют зазор в 1-1.5 миллиметра. При большей толщине требуется V-образная разделка с углами раскрытия в сумме 60 градусов. В таком варианте зазоры не требуются.
При сварке с зазорами в местах стыков необходимы подкладки, так как расплавленный металл вытечет через щель. Флюсовые подкладки считаются оптимальным вариантом, однако следует помнить, что сильное поджатие к металлу может привести к плохому формированию корня шва.
При данном способе обработки следует предварительно подогревать изделие. Если у вас медь небольшой толщины, то хватит местного нагрева. Если же стенки довольно толстые, то необходимо подогревать медь в процессе сварочных работ. Требуемая температура нагрева – 250-300 градусов Цельсия.
Проволока для автоматической сварки меди
Для работы нужна медная проволока марок M1, M2 и М3. При сечении меньше 3 мм в диаметре требуется нагартовка. Если это сделать по каким-либо причинам невозможно, то следует взять более упругие изделия проволоки БрОФ 4-0.3, Бр.Х-1 и Бр.КМц 3-1. Этот прокат из меди улучшает качество шва, так как понижает риск возникновения таких дефектов, как трещинки.
При сварке автоматом правильнее будет использовать автоматическую подачу проволоки притяжным механизмом. Толстую проволоку с сечением от 5 миллиметров не применяют, так как для работы с ней необходимы специальные условия.
С помощью проволоки можно легировать сварной шов различными раскислителями. Это может быть флюс, кремний, фосфор и т.д. Оптимальный результат достигается путем использования флюса.
Плавленные и неплавленные флюсы для сварки
Среди плавленых вариантов флюсов можно выделить следующие:
- низкокремнистые безмарганцевые (АН-20) и марганцевые (АН-10, АН-51),
- высококремнистые марганцевые (АН-348, АН-348А и ОСЦ-45).
Эти варианты пользуются наибольшим спросом.
Не меньшую популярность имеют керамические флюсы. Они также помогают легировать шов и вводить раскислители. Состав флюсов ЖМ-1 и К-13:
Компоненты | Марка флюса | |
К-13 | ЖМ-1 | |
Глинозем | 20 | — |
Кварцевый песок | 8-10 | — |
Магнезит | 15 | — |
Мел | 15 | — |
Бура безводная | 20 | — |
Плавиковый шпат | 15-19 | 8 |
Алюминиевый порошок | 3-3,5 | 0,8 |
Борный шпат | — | 3,5 |
Мрамор | — | 28 |
Полевой шпат | — | 57,5 |
Древесный уголь | — | 2,2 |
Основным преимуществом керамических флюсов перед плавлеными является возможность проводить сварочные работы переменным током. Керамические флюсы позволяют стабильно получать качественный шов. Кассов Д.С. в своем исследовании приводит следующие данные по чистоте шва:
Металл | Содержание компонентов, % | |||||
Cu | Fe | Al | Si | Mn | Прочие | |
Основной | 99,76 | 0,016 | 0,008 | Следы | — | 0,2 |
Электродной проволоки М2 | 99,68 | 0,016 | 0,006 | Следы | — | 0,3 |
Шва | 99,92 | 0,048 | 0,004 | 0,009 | Следы | 0,02 |
Режимы автоматической сварки меди
В основном сварочные работы под флюсом выполняются постоянным током с обратной полярностью. Однако с флюсом ЖМ-1 используется ток переменного типа.
Примерные режимы обработки указаны ниже в табличках. При меди большой толщины используются флюсы АН-20 и АН-26. При этом напряжение дуги должно быть 36-40 В. При применении проволоки из бронзы допустимы показатели 32-36 В.
Режимы сварки плавлеными материалами:
Толщина меди, мм | Подготовка кромок | Марка проволоки | Диаметр проволоки, мм | Сила тока, А | Скорость подачи проволоки, м/ч | Скорость сварки, м/ч |
2 | Нет | М1,М2,М3 | 1,4 | 140-160 | 120 | 25 |
3 | Нет | М1,М2,М3 | 2 | 190-210 | 140 | 20 |
4 | Нет | М1,М2,М3 | 2 | 250-280 | 170 | 20 |
5 | Нет | М1,М2,М3 | 2 | 310-320 | 210 | 20 |
6 | Нет | М1,М2,М3 | 2 | 330-340 | 220 | 20 |
4 | Нет | М1,М2,М3 | 3 | 370-390 | 150 | 38-42 |
5 | Нет | М1,М2,М3 | 3 | 380-400 | 160 | 30-35 |
6 | Нет | М1,М2,М3 | 3 | 460-470 | 175 | 30-35 |
81 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 360-380 | 150 | 20 |
82 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 390-410 | 160 | 20 |
101 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 470-490 | 200 | 20 |
102 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 540-560 | 220 | 20 |
121 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 510-530 | 200 | 20 |
122 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 3 | 580-600 | 240 | 20 |
122 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 500-510 | 120 | 20 |
122 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 570-580 | 140 | 20 |
14 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 530-540 | 130 | 20 |
12 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 600-610 | 150 | 20 |
16 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 570-580 | 140 | 20 |
16 | V-60°, притупление | М1,М2,М3 | 4 | 650 | 160 | 20 |
3 | Нет | Бр.КМц 3-1 | 2 | 340-350 | 250 | 70-75 |
4 | Нет | Бр.КМц 3-1 | 2 | 350-370 | 260 | 60-70 |
5 | Нет | Бр.КМц 3-1 | 2 | 380-420 | 270 | 45-55 |
6 | Нет | Бр.КМц 3-1 | 2 | 450-470 | 300 | 26-32 |
Примечание. Значение индексов: 1-первый слой; 2-второй слой. | ||||||
Из этих данных можно сделать вывод, что последующая сварка имеет более жесткие значения, чем для первых слоев.
Режимы работы c керамикой ЖМ-1:
Толщина меди, мм | Диаметр проволоки, мм | Сила тока, А | Рабочее напряжение, В | Скорость сварки, м/ч |
4 | 4 | 490 | 22-24 | 42 |
6 | 4 | 580 | 26-28 | 32 |
8 | 4 | 650 | 30-32 | 26 |
10 | 4 | 710 | 34-36 | 22 |
Режимы работы c керамикой К-13:
Толщина меди, мм | Диаметр проволоки, мм | Рабочее напряжение, В | Сила тока, А | Скорость сварки, м/ч |
2 | 2 | 26-27 | 160-180 | 21 |
5-6 | 2-3 | 28-30 | 400-450 | 21 |
7-8 | 3 | 35-45 | 550 | 18 |
Режимы автоматической сварки под флюсом нахлёсточных соединений меди:
Марка флюса | Толщина листов, мм | Рабочее напряжение, В | Сила тока, А | Скорость сварки, м/ч | Скорость подачи проволоки, м/ч | Характер тока |
АН-348А | 3 | 30-35 | 220-240 | 25 | 170 | Постоянный |
АН-348А | 4,5 | 30-35 | 300-340 | 25 | 230 | Постоянный |
ЖМ-1 | 4 | 30 | 400-450 | 32 | 81 | Переменный |
ЖМ-1 | 6 | 30 | 500-525 | 25 | 87 | Переменный |
ЖМ-1 | 8 | 30 | 600-625 | 23 | 95 | Переменный |
ЖМ-1 | 10 | 30 | 775-800 | 18 | 103 | Переменный |
К-13 | 6 | 30 | 400-450 | Постоянный |
Техника сварки меди автоматами и полуавтоматами под флюсом
Обработка меди в этом плане практически не отличается от обработки сталей. Сварка стыков толщиной от 6 до 8 миллиметров происходит за один прогон. При большей толщине допускается повторная обработка, но каждый раз следует очищать обрабатываемую поверхность от шлаков.
Соединение осуществляется с помощью тонкой проволоки. В случае, если толщина кромок превышает 6 миллиметров, то применяют разделку V-образным способом, при этом сумма углов не должна превышать 90 градусов. Чтобы избежать пористости шва, обработка должна происходить без поперечных колебаний.
При сварке медных элементов большой толщины в швах могут оставаться шлаки. Чтобы этого не произошло, нужно придерживаться определенных алгоритмов. После того, как вы наплавили первый валик и проварили корень шва, нужно наплавлять валики по сторонам, чередуя их.
Качество сварки меди на автоматах и полуавтоматах
Помимо режима сварочных работ, на качество шва также влияет и выбор флюса. Ниже мы приводим усредненные показатели прочности соединений на оптимальных режимах:
Марка флюса | Марка электродной проволоки | Механическая прочность | |||
сварного соединения, МПа | металла шва, МПа | Угол загиба, град | относительное удлинение шва | ||
ЖМ-1 | М2 | 177,5 | 180,4 | 180 | 41,4 |
ОСЦ-45 | М2 | 168,7 | 174,5 | 180 | 26,3 |
К-13 | М1 | 258,9 | — | — | 43 (13)* |
АН-26 | М3 | 207,9 | 203,0 | 180 | 33,8 |
АН-348А | М1 | 192,2 | 178,5 | 180 | 41,6 |
АН-348А | Бр.КМЦ 3-1 | 234,4 | 307,9 | 180 | 33,0 |
Прмечание. Прочность основного металла 213,8МПа | |||||
По данным хорошо просматривается, что прочность соединения не уступает прочности самого металла.
Газовая сварка меди
При сварке медных изделий с толщиной стенок до 10 миллиметров используется мощность пламени до 150 литров в час на 1 миллиметр листа металла. Избыток ацетилена в науглероживающем пламени приводит к дефектам сварного шва. Могут появиться поры и трещины, которые делают конструкцию непрочной. Сварочные действия выполняется в один слой. Наслоение швов на медном изделии обычно приводит к трещинам и прочим дефектам.
В процессе применяются смеси горючих газов с кислородом. Чаще всего применяется ацетилен. остальные варианты могут использоваться при обработке изделий небольшой толщины. Подобные смеси призваны защитить шов от окисления и образования прочной оксидной пленки, а также от растрескивания.
Перед началом работ металл необходимо подготовить. Его следует очистить от масла и грязи, а также снять оксидную пленку. Дальнейшая очистка происходит непосредственно в процессе сварочных работ путем воздействия на кромки флюсом. В качестве флюса часто выступает бура в чистом виде или с добавками.
Основным видом соединения данного типа обработки является стыковое. Гораздо менее распространены варианты внахлест и тавровые. Первые могут непровариться, а во вторых могут образоваться подрезы.
Контактная сварка меди
В этом виде работ наибольшей популярностью пользуется стыковая. Чаще всего её применяют при обработке прутков, проволоки и трубопроводов из меди. Контактная сварка больше подходит для изделий из медных сплавов, чем из чистого металла. Шовный и точечный варианты применяется довольно редко.
В процессе обработки медных элементов получается значительно меньше искр, чем при аналогичной работе с черными металлами.
Наилучшего качества сварного шва можно добиться путем осадки стыка под током. Соединение в итоге получается достаточно прочным.
Сварка меди: особенности и технология
Сварка меди и ее сплавов — сложный, но вместе с тем интересный опыт, после которого вы сможете работать с любыми металлами. Дело в том, что медь обладает несколькими свойствами, существенно усложняющими ее сварку. По этой причине существует множество методов соединения деталей из этого металла: точечная сварка меди, сварка меди угольным электродом, газовая сварка меди, дуговая сварка меди, контактная сварка меди и т.д. Также возможна комбинированная сварка, например, сварка меди с нержавейкой, меди с железом и сварка меди со сталью.
Что касается оборудования, тот вам доступна и сварка меди инвертором, и сварка меди полуавтоматом, и сварка с применением иных термических или механических сварочных приспособлений. В этой статье в нашем фокусе именно сварка меди аргоном с применением полуавтомата, как самый распространенный способ соединения медных, медно-никелевых или иных других сплавов. Мы подробно расскажем, в чем заключается сложность при сварке и поведаем технологию соединения деталей из меди.
Содержание статьи
Особенности сварки меди
Как мы писали выше, существуют некоторые особенности сварки меди и ее сплавов, из-за которых процесс соединения металлов существенно усложняется. Давайте перечислим основные нюансы, на которые нужно обратить внимание.
Во-первых, у меди очень высокая теплопроводность, а это значит, что в работе вам необходимо использовать дугу, способную выдавать большую тепловую мощность, и симметрично выводящую тепло из сварочной зоны. Также из-за этой особенности не получится использовать любые виды швов. Мы рекомендуем применять для сварки медных деталей стыковые соединения.
Во-вторых, медь при плавлении начинает быстро стекать, из-за этого крайне сложно сделать потолочные и вертикальные швы, поскольку металл при малейшем перегреве стремительно стекает вниз. Чтобы избежать этой проблемы сварочная ванна должна быть минимального размера, и расплавленный металл должен быстро охлаждаться.
В-третьих, при сварке меди с использованием стыковых швов и в нижнем положении нужно обязательно использовать графитовые, асбестовые подкладки или флюсовые подушки. Это необходимо, чтобы избежать прожогов металла.
В-четвертых, находясь в расплавленном состоянии медь активно поглощает кислород и водород. Это приводит к образованию горячих трещин и в шве образовываются пор. Все это ухудшает качество шва, страдает надежность и эстетическая составляющая. Чтобы этого избежать необходима тщательная защита сварочной зоны. С этой проблемой справляется газ.
В-пятых, медь крайне склонна к окислению, при этом окисная пленка очень тугоплавкая и от нее трудно избавиться. Эта проблема решается применением присадочной проволоки, содержащей в своем составе фосфор, марганец и кремний.
И, наконец, последнее, что вам нужно знать. Медь отличается от других металлов большим коэффициентом линейного расширения. Это значит, что металла легко деформируется, и особенно подвержен образованию горячих трещин. Эту проблему можно решить относительно просто: деталь нужно предварительно прогреть в печи или с помощью горелки до температуры 300 градусов по Цельсию.
Несмотря на все сложности, сварка меди в домашних условиях возможна. Но для начала металл нужно как следует подготовить, об этом мы расскажем далее.
Подготовительные мероприятия
Для сварки или для пайки меди нужно соблюсти еще и правила подготовки металла перед сваркой, чтобы результат вас не разочаровал. В зависимости от рода детали (труба, лист, заготовка и т.д.) ее предварительно разрезают на отдельные части, если это необходимо. Медь можно разрезать с помощью шлифмашинки, трубореза или станка. Также возможна плазменно-дуговая резка. Не используйте болгарку или иные подобные инструменты.
Далее нужно разделать кроки у детали. Делается это механическим методом. Также нужно очистить металл и проволоку от окисной пленки и грязи, деталь должна в буквальном смысле блестеть. Обезжирьте металл. Обработайте кромки вручную с помощью мелкозернистой наждачки. Также для этих целей можно использовать щетку с жесткими металлическими щетинами.
Не используйте слишком жесткую щетку или наждачку с крупным зерном, иначе повредите металл. Также рекомендует выполнить травление присадочной проволоки и детали. Травление выполняется в специальном растворе, который можно приготовить самостоятельно. В качестве основного компонента может выступать азотная, серная или соляная кислота. Кислота смешивается с водой и в раствор помещаются заготовки с проволокой. После травления все нужно промыть в воде и просушить горячим воздухом.
Если деталь имеет толщину более 1 сантиметра, то ее нужно предварительно прогреть в печи или с помощью газовой горелки. Далее детали нужно состыковать друг с другом. Между деталями должен оставаться небольшой зазор, его размер не должен меняться при повторной стыковке. Чтобы точно состыковать детали можно использовать прихватки. Сами прихватки тоже должны быть очищены, чтобы не образовались трещины.
Иногда в процессе сварки используются дополнительные приспособления. Например, графитовые или медные подкладки, а также съемные экраны. Подкладки незаменимы при сварке нижних швов (или увеличивают теплоотвод), а съемные экраны понадобятся при сварке меди на улице (они защитят сварочную зону от ветра).
Настройка режима сварки
Для пайки медных труб и для сварки нужно правильно установить режим. Первое, что вам нужно запомнить — сварка меди осуществляется на постоянном токе и с прямой полярностью. А вот значение сварочного тока меняется. Чтобы узнать, какое значение сварочного тока будет оптимальным, умножьте толщину металла (в миллиметрах) на 100. Вы получите лишь ориентировочное значение тока, более точная настройка станет вам доступна с опытом.
Сварка меди полуавтоматом осуществляется в среде защитного газа. Можно использовать аргон, азот, гелий или смеси из этих газов. Если варите с применением аргона или гелия, то дуга должна быть короткой, до 3 миллиметров. Если варите с азотом, то дуга должна быть 10-12 миллиметров. Существуют отдельные нормы расхода газа. Так, при сварке меди полуавтоматом вы должны расходовать не более 10 литров аргона в минуту, не более 20 литров гелия в минуту и не более 20 литров азота в минуту.
Скорость сварки никак не регламентируется и подбирается индивидуально, исходя из навыков сварщика и типа шва. Если деталь имеет толщину не более 6 миллиметров, то ее можно без проблем варить аргоном без предварительного нагрева. Если деталь толще, то рекомендуем заменить аргон на азот или гелий. Также для сварки меди большей толщины деталь нужно прогреть (температуры от 200 до 300 градусов будет достаточно).
Технология сварки
Сварка меди полуавтоматом должна вестись углом вперед, допускается выпуск электрода не более чем на 7 миллиметров. Электрод может быть графитовым или угольным. Вольфрамовые электроды лучше не использовать при сварке меди, поскольку они слишком быстро расходуются. Дополнительно используется присадочная проволока. Проволока может быть изготовлена из меди, медно-никелевого сплава, бронзы или из специальных сплавов.
Присадочную проволоку нужно подавать с краю сварочной зоны. Это необходимо для того, чтобы расплавленный металл не попадал на электрод. Что касается режима сварки, то тут подойдут наши рекомендации, которые мы писали выше. Ниже таблица с ориентировочными режимами сварки меди в аргоне.
Как видите, технология сварки меди и ее сплава не так уж сложна. Практикуйтесь как можно больше, прежде чем приступить к ответственной работе.
Вместо заключения
В рамках одной небольшой статьи сложно рассказать про все способы сварки меди, поэтому мы рассказали вам про самый эффективный и распространенный. Для большего комфорта приобретите сварочный пост для пайки и сварки меди. Это компактные комплекты оборудования, закрепленные на металлическом каркасе для транспортировки. Сварочные посты продаются в специализированных интернет-магазинах. Делитесь своим опытом в комментариях, он наверняка будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!
Сварка меди в домашних условиях, как варить медь инвертором?
Сваривание металлических деталей – это технологическая процедура, позволяющая получать неразъемные соединения посредством формирования связи между межмолекулярными и межатомными частицами материала при значительном нагреве до расплавления, пластической деформации. Точечная сварка меди в домашних условиях используется, как правило, для соединения многих металлов, их сплавов во всех производственных сферах, даже медицине.
Для осуществления сварочных работ могут использоваться разные источники энергии: трение, ультразвук, электрическая дуга, электрический ток. Современные технологии настолько совершенны, что работы, связанные со сварочным соединением металлических конструкций можно выполнять не только на промышленных предприятиях, но и в полевых условиях, на водоемах, под водой, даже в космосе.
Но, как и в любом виде деятельности существуют свои нюансы, преимущества и недостатки, требования к безопасности проведения работ и прочее. Так, при организации сварочных работ в домашних условиях с заготовками из меди, алюминия, латуни, нержавеющей стали необходимо соблюдать установленные меры предосторожности. Данный тип деятельности относится к особо опасным для здоровья человека: существует опасность поражения ультрафиолетовыми излучениями органов зрения, попадания расплавленного металла на кожу, поражения электрическим током и пр.
Технология газовой сварки меди
Газовая сварка меди в домашних условиях является самой распространенной технологией, применяемой в бытовых условиях. Получаемый сварочный шов по данной методике отличается высокой прочностью. Именно благодаря этому параметру газовая сварка пользуется большим спросом у домашних мастеров. Для выполнения соединения медных изделий на дому необходимо иметь под рукой:
- Сварочный аппарат
- Газовые горелки
- Баллоны с газом (ацетилен)
- Проволока из меди
- асбест
Некоторые советы опытных сварщиков
- Если толщина изделия из меди не больше 1 см, соединение можно производить одной горелкой.
- При толщине медного образца более 1 см уже нужно использовать сразу две горелки, вторая будет служить для подогрева.
- Чтобы снизить в данном случае отток тепловой энергии, дополнительно понадобятся асбестовые листы.
- Рекомендуется при сваривании медных изделий использовать электротехническую проволоку из меди, предварительно очищенную лакокрасочных изоляционных покрытий.
- Зачистка обязательно проводится и свариваемых краев изделий. Этим условием не стоит пренебрегать, так как от него зависит возможность образования закиси меди.
Все необходимые условия предварительной подготовки к сварочным работам выполнены. Значит можно приступать непосредственно к соединению подготовленных медных изделий.
Рекомендации
- Нагретые участки соединения, которые расположены вблизи друг к другу, нужно стараться не перегревать.
- Пламя концентрированное необходимо направлять перпендикулярно шву непосредственно на край проволоки.
- Проволока должна расплавляться раньше краев изделия. Процесс варения продолжается до тех пор, пока не сформируется весь шов до конца.
- Необходимо помнить, что приостановка незаконченного соединения способна привести к перегреванию некоторых участков изделия, соответственно закиси меди, формированию трещин.
- Законченный сварной шов обязательно проковывается.
- Для небольшой толщины изделий проволоку нужно вести холодной.
- Если толщина изделия составляет больше 0,5 см, тогда проволока должна быть разогрета до температуры 200 градусов. Допускается и большая температура, но не более 500 градусов, так как будет образовываться зернистость металла, который впоследствии станет довольно хрупким.
- Сварной, прокованный шов необходимо довести до температуры 500 градусов и мгновенно охладить.
На этом можно считать соединение медных деталей завершенным.
Аргонно-дуговая сварка медных образцов
Аргонно-дуговая сварка в домашних условиях выполняется при помощи сварочного оборудования с использованием постоянного тока, неплавящимися вольфрамовыми электродами. Процедура напоминает паяние изделий: электрод нагревается до высокой температуры. В результате медь начинает плавиться.
При такой методике сваривания важно мгновенно охлаждать соединяемые участки. Аргонно-дуговая сварка предусматривает использование аргона, медной присадочной проволоки, которая предварительно очищается от лакокрасочного изоляционного покрытия.
При значительной толщине медных заготовок сваривание производится с их предварительным нагреванием. Данная процедура обеспечит наиболее глубокое проникновение, усилит прочность соединения.
Сварка меди: область применение технологии
Аргоновая сварка применяется для проведения ремонта конструкций, изготовленных из меди. Она достаточно эффективно себя показала при выполнении сварочных работ на труднодоступных участках.
Аргонно-дуговая сварка достаточно востребована на производственных предприятиях, а при наличии соответствующего оборудования также успешно может применяться в бытовых условиях. Если в наличии есть инверторное оборудование для сварки, специальные плавкие электроды, процедуру соединения медных образцов можно осуществлять по технологии сваривания стальных изделий. Принципиальных отличий в данном случае практически нет. Но, при такой методике соединения намного сложнее сделать вертикальный шов, нежели горизонтальный.
Что необходимо знать об электродах, используемых для сваривания медных деталей
Чтобы сварочный шов получился высокого качества, рекомендуется применять электроды, покрытые специальным составом. Подобное покрытие необходимо для продуцирования шлака, образующегося с окислами металла. Оно не будет давать воздуху соприкасаться со сварным швом. Обмазка заполняет пустоты, формирующиеся в момент сваривания деталей за счет выгорания компонентов и впоследствии вводит новые компоненты в шов. Такая обмазка способствует лучшей устойчивости электрической дуги. Шлаковый слой, продуцируемый данным покрытием, будет замедлять охлаждение расплавленной меди, при этом из шва будет выходить больше газов.
Электроды, применяемые в процессе сваривания, подразделяются на два типа:
- плавящиеся – для их производства используется проволока из меди, стали, алюминия, чугуна;
- неплавящиеся – для их производства используется синтетический графит, электротехнический уголь.
При выборе электродов необходимо смотреть на их цвет:
- желтые электроды предназначены для образцов, выполненных из жаропрочных, коррозийно-стойких сталей;
- красные – используются для электродуговой сварки медных изделий;
- серые – для заготовок из цветных металлов;
- синие – предназначены для соединения теплоустойчивых компонентов.
Сваривание латунных конструкций
Сварка латуни в домашних условиях – это довольно сложная процедура, так как в состав латуни входит цинк, который при нагревании испаряется, в результате чего изделие теряет первоначальную прочность.
При осуществлении сварочных работ с латунными образцами выделяются вредные для человеческого здоровья вещества. С применением аргона процедура соединения латуни выполняется достаточно быстро – это большой технологический прорыв в сфере обработки металлов.
Сама латунь представляет собой сплав с цинком. Технология соединения деталей, изготовленных из латуни, считается сложной из-за испарения цинка при высоких температурах, данный химический элемент мгновенно окисляется, в результате чего формируется ядовитая тугоплавкая окись. Поэтому сварка латунных образцов должна производиться в специально оборудованных местах, оснащенных вытяжкой, сварщики должны работать в респираторах.
Основные требования, предъявляемые при сварке латуни
- Чистота процесса при использовании аргонно-дуговой сварки. Перед началом работ изделия тщательно зачищаются до характерного металлического блеска поверхности.
- На поверхности свариваемых деталей не должно быть окислов, при наличии которых их обязательно нужно убрать. Для этого используется азотная кислота. После выполнения такой очистки изделие промывается в горячей воде, затем сушится.
При необходимости соединения латунных изделий толщиной более 0,5 см – аргонодуговая сварка идеальный вариант. Электрод передвигается в проводящую зону горелки, кромки соединяемого металлического образца плавятся под влиянием электрической дуги.
При выполнении сваривания деталей аргоном ощущается характерный непрерывный треск, а сварочная дуга имеет удивительный цвет. Это все из-за наличия в сплаве цинка. Латунь в процессе соединения не прогорает, не отлетает отдельными кусками, так как она плавится. Опытные сварщики советуют варить латунь отдельными участками, не расплавлять ее сплошным слоем. При сплошном расплавлении материала существует вероятность прожигания металла.
Если необходимо заварить кратер, тогда рекомендуется постепенно уменьшать напряжение сварки, повышать длину дуги с отведением впоследствии ее в сторону от обрабатываемого изделия. В процессе такого соединения шов заполняется в полном объеме, поджаривание цинка приводит к его испарению, в результате чего в металле образуются дефекты. Чтобы уменьшить испарение данного химического элемента, необходимо увеличить в пламени наличие кислорода, использовать присадочные материалы, легированные бором, алюминием, кремнием.
Совет! При выполнении соединения деталей из латуни осуществляйте сварочные работы на улице, не пренебрегайте требований безопасности!
Контактная сварка меди
Медь является уникальным по своим физико-химическим свойствам материалом. Она имеет достаточно высокую коррозийностойкость в различных средах и агрессивных воздействиях на металл. Эти технологические качества обуславливают весьма широкое использование меди в легкой и тяжелой промышленности.
К выполнению сварки меди контактным способом выдвигаются достаточно строгие требования. При чем от чистоты наплавляемого металла зависят требования, выдвигающиеся к проведению сварочных работ по данному металлу.
По своим физическим и химическим свойствам медь, в обычных температурах является инертным металлом, но при воздействие процесса нагрева ее поверхности она имеет свойство вступать во взаимодействие с кислородом, галогенам, серой и фосфором. Все эти факторы значительно затрудняют выполнение контактной сваркой меди и ее сплавов.
При выполнении сварки давлением необходимо принимать во внимание весьма маленький температурный диапазон позволяющий выполнять сварные работы давлением. В своем большинстве контактную сварку применяют для сваривания не только меди, но и соединений меди с бронзой и латунью. Для получения чистой контактной поверхности заготовок, необходимо проводить некоторые механические действия по ее очистки.
Также необходимо применять химическое травление и последующее тщательное смывание всех используемых кислот и щелочек для травления в проточной воде. Применение электродов зависит от выбранного способа выполнения сварных работ.
Так для роликовой и точечной контактной сварке широко используются электроды, изготовленные из тугоплавким металлов состоящие из вольфрама и молибдена. Рекомендуется использовать медь без примесей для обеспечения повышенного качества сварного шва. Из-за плохих литейных свойств меди очень большую роль при выполнении контактной сварки играет присадочный материал.
В качестве присадочного материала широко используется сплавы меди с достаточно большим содержанием раскислителей, которые в свою очередь обеспечивают получение в процессе выполнения работ качественного и плотного и прочного литого соединения.
Техническая медь, используемая, в качестве присадочного материала при сварке делится на пять марок, которые отличаются друг от друга количеством примесей содержащихся в металле. Такие примеси как бериллий повышают теплопроводность металла, а алюминиевые примеси повышают устойчивость к коррозии. Есть и такие примеси, которые способны ухудшать свойства. К этим элементам относятся водород, мышьяк и свинец. При сварке меди необходимо принимать во внимания все перечисленные выше показатели.
Сварка меди и ее сплавов: технология, электроды, особенности
Медные материалы применяются в условиях с повышенными требованиями пластичности, стойкости к воздействию коррозии. Сварка меди производится при использовании различными сферами производства, декоративных деталей ввиду повышенных эстетических свойств. Теплопроводность материала в два раза выше алюминиевых сплавов, существует множество способов стыкования медных изделий. Современные технологии позволяют избежать при работе горячих трещин, пористых образований и других несоответствий стандартам.
Сварка медиСварка меди и ее сплавов технология
Сплавы меди в отличие от чистого вида металла имеют пониженную теплопроводность, следствием чего не требуется повышенная температура. Существует несколько разновидностей сплавов, наилучшим вариантом является бескислородная медь. Технология сварки меди подразумевает использование предварительно подготовленных изделий. Перед сваркой изготавливаются детали соответствующего размера, у составляющей длиной до 18 мм подготавливаются кромки фасок.
При действиях с большими объемами, скорость обработки достигается с использованием фаскоснимателя, который способен обрабатывать деталь в нужной форме. Кроме того, места соединений тщательно очищаются от грязи и окислений, во избежание образования дефектов. Сварка меди происходит защищенной от кислорода среде, для этого используются проволока из сплавов алюминия с добавлением фосфора. Очищенная от примесей часть требует предварительного нагрева, иначе слой флюса растечется по швам неравномерно.
Дуговая сварка
Качественное производство выполняется с применением электродов, длина дуги составляет не более 5 мм. Соединение импульсно – дуговым методом позволяет производить различные швы, использовать тонкий металл. В сложных ситуациях, во избежание излома и образования трещин, подкладывается упор, который способствует надежному креплению деталей.
Чем варить медь способы
Получение гарантированного соединения происходит путем использования различных методов стыковки узлов. Для стыковки применяется:
- газовый аппарат;
- инвертор;
- полуавтоматы;
- инструмент для ручной дуговой сварки.
Соединение выполняется плавящимися и неплавящимися проволочными электродами, в автоматическом или ручном режиме с применением флюса. При действиях с материалами крупного диаметра используется электрошлаковый метод.
Газовая сварка меди
Инверторный способ соединения подразумевает наличие качественного приспособления плавки металла. На строительных торговых рядах представлен широкий ассортимент, позволяющий подобрать инструмент к соответствующему участку. Среди прочих, стоит отметить графитовые электроды, позволяющие производить поделки при разных температурных режимах.
Инвертором
Угол наклона выбирается в пределах 20 градусов, процесс производится прерывисто. Инверторное устройство производит постоянный ток, поэтому сварка происходит небольшими участками длинной до 4 см. В перерывах обрабатываемая зона остывает естественным путем. Дуговая сварка требует применения покрытого защитной оболочкой электрода, в случае отклонения от данного параметра, шов будет окисляться, появятся поры.
Стержни используются формой проволоки, медного сплава с добавлением марганца или кремния. Защитное покрытие играет роль стабилизации дуги, защиты от окислений и образования шлаков. Режим сварки производится постоянным напряжением обратной полярности. Скорость производительности составляет до 15 м/час, зависит от силы тока и диаметра проволоки.
Медные изделия большой толщины подвергаются сварке несколькими подходами. Слои необходимо остудить и зачистить, перед наплавкой следующего шва. Небольшие и средние материалы целесообразно соединить за один подход, таким случаем увеличивается скорость создания, качество соединения. Во избежание рисков появления трещин, применяется обратно ступенчатая технология нанесения швов. Треть длинны обрабатывается после того, как выполнено наплавление с другой стороны.
Сварка инвертором
Процесс исполняется нижним положением, углом вперед, противоположным расположением от стороны сварки. При работе применяется механическим воздействием, с помощью молотка либо кувалды. Для надежной установки на месте, используются подкладки из стали. Сварка меди инвертором обеспечивает надежное соединение, применяемые материалы в виде проволоки повышают требования к прочности, однако негативно воздействуют на пластичность.
Полуавтоматом
Промышленными предприятиями, при больших объемах, применяются автоматические либо полуавтоматические сварочные аппараты. Процесс может производиться роботизированной техникой, либо вручную на шланговых полуавтоматических станциях. Малая толщина спаиваемых участков потребует использования неплавящегося приспособления и специального флюса.
Перед сваркой меди полуавтоматом производится зачистка кромок. Фаскосниматель применяется при больших деталях, форма обработки соответствует V образной, угол раскрытия 60 градусов. Технологический зазор необходим при стыковке тонких механизмов, крупные обрабатываются без зазоров. В первом случае, следует применить подкладку, иначе через шов будет вытекать расплавленный металл.
Сварка меди полуавтоматом
Крупные части невозможно качественно соединить без предварительного подогрева, температура всей полости не должна быть ниже 250 °. Небольшими кусками допускается местный нагрев, что значительно экономит затрачиваемое время. При работе полуавтоматическими установками применяется тонкая проволока сварочного назначения. Прочность крепления зависит от выбранного флюса и сварочной проволоки, а также составляющей основы материала.
Аргоном
Профессионалами, долгое время проработавшими с медными изделиями, аргонный метод определен как один из качественных. Аккуратный шов может быть исполнен на декоративных элементах. Постоянным током сварка выполняется вольфрамовым инструментом, при переменном напряжении обрабатываются сплавы алюминиевой бронзы. Сварка меди аргоном производится при соответствии с некоторыми параметрами:
- Толстые материалы возможно соединить без применения присадочной проволоки.
- Горелка водится колебаниями, т.е. зигзагами, тем самым обеспечивается надёжная спайка металла. В случаях применения присадки, она должна располагаться над пламенем горелки.
- Во избежание прожогов, тонкие элементы свариваются короткими швами. Горелка по окончании шва должна постепенно отводиться.
Сварка аргоном
За исключением аргона, может найти применение азот, гелий и другие газы на их составе. Аргон наиболее часто применяется при стыковании меди, с применением различных присадочных проволок. В домашних условиях ролью прутков могут выступать обычные провода, обезжиренные и зачищенные от оболочки.
Газовая сварка
Технология газовой сварки подразумевает использование бор содержащих флюсов. Получение прочного шва достигается при затратах большого объема газа, до 200 л/час. Процесс производится ускоренным темпом во избежание появления трещин и других неблагоприятных условий.
Присадочная проволока при воздействии газовой горелки должна иметь температуру плавления ниже материала, при спаивании широких зон допускается применять несколько горелок. Применяемая присадочная проволока должна состоять из идентичного свариваемого материала.
Угольным электродом
Процесс ручной работы инструментами угольного типа используется в низко ответственных конструкциях. Угольный электрод используется для обработки частей толщиной до 15 мм, если предстоит производство деталей крупного размера, используются графитовые присадки. Процесс происходит постоянным напряжением длинной дугой, при прямой полярности.
Угольные электроды для сварки
Присадка располагается на небольшом расстоянии от ванны, без погружения в нее. Угол действия электродом для сварки меди составляет 30 °, за создание защитной ванный отвечает боровой флюс с 95% содержанием вещества. В случае превышения толщины металла, более чем на 5 мм, стыковка происходит разделением кромок.
Инвертором угольным электродом
Электроды угольного типа плавятся при трехкратно превышающей обычные изделия температуре. Моментальный нагрев и небольшой расход инструмента позволяют значительно сэкономить, используя инвертор. Работа происходит на пониженных токах, поэтому требуется соответствующий опыт.
Обрабатываются большинством случаев тонкие участки, шов получается качественным, ровным и устойчивым к процессам окисления. Мобильность инверторного аппарата позволяет эксплуатировать его в различных условиях, соединять электрическую проводку.
Сварка нихрома с медью
Нихромовые детали обычно стыкуются с помощью графитовых электродов. Горение дуги происходит устойчивым порядком, длина варьируется в зависимости от параметров напряжения тока, достигает до 55 мм.
Плавление электрода исключено, наконечник способен нагреваться до необходимой к плавлению меди температуре. Структура такова, что происходит термоэлектронная реакция, позволяющая производить действия нагретым приспособлением при мощности от 10А. Достоинством можно отметить удобство эксплуатации, в следствие отсутствия прилипания, а также экономичность.
Сварка угольным электродом в домашних условиях
Самостоятельно изготовить аппарат достаточно затруднительно. Производить сварку меди в домашних условиях позволит недорогой инвертор, предлагаемый на строительном рынке. Модельный ряд предлагает отличительные характеристики мощности и выходного напряжения разновидности, данное условие позволяет выбрать устройство по карману.
При сварке небольших медных частей достаточно инвертора малой мощности. Подключение производится от домашней сети, современные устройства не воздействуют на бытовую проводку повышенными нагрузками.
Наиболее доступны по цене графитовые приспособления, позволяющие в домашних условиях соединить проводку, отремонтировать испорченный радиатор автомобиля.
Сварочный аппарат для меди
Основные агрегаты определены как полуавтоматические, автоматические, аргонные, инверторные агрегаты. Каждый из аппаратов выполняет работы различным способом производства, оснащен отличительными характеристиками.
- Соединение медных пластин может осуществляться аргонной средой органами вольфрамового типа. Инверторы современного типа питаются от бытовой сети, оснащены автономной системой охлаждения, имеют малый вес.
- С проволокой применяется полуавтоматические установки. Существуют различные узлы, в том числе и отечественные, не уступающие импортным аналогам по производительности.
- Медные провода также соединяются инвертором, основной особенностью является экономичность, низкое потребление электроэнергии. Защита от залипания, горячий старт позволят действовать начинающему мастеру без предварительного обучения.
Самодельный сварочный аппарат для сварки угольными электродами
При домашнем использовании наилучшим выбором является агрегат мощностью до 3,5 кВт. Выдаваемой мощности достаточно для соединения меди толщиной 5 мм. Низко ресурсные механизмы не навредят бытовой электросети, предотвратят выход из строя приборов.
Трудности при сварке
Необходимо следовать рекомендациям мастеров, т.к. металл отличается по характеристикам от других составляющих. Основные трудности и моменты, возникающие в процессе:
- Жидко текучесть осложняет соединение швов вертикальным положением. Нижним положением сваривание производится с применением прокладки, вертикальные произведения доступны в кратковременном режиме.
- Высокая степень теплопроводности материала, потребует использования способов отвода тепла из зоны стыковки.
- Линейное расширение при нагреве влияет на повышенную склонность к деформации, образование трещин.
Также следует помнить про способность поглощать кислород и водород, при воздействии высоких температур. Склонность к окислению требует применения специальных гелей, состоящих из кремния, фосфора либо марганца.
Технология сварка меди в домашних условиях полуавтоматом
Когда разговор заходит о сварке меди, то необходимо понимать, что этот металл обладает уникальными свойствами. А именно: отличной пластичностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью, высочайшей коррозионной стойкостью. Плюс великолепные эстетические качества. Поэтому медь сегодня используется в самых разных сферах. А так как с ней всем приходится встречаться часто, то велика вероятность, что и процессом сварки этого металла будет интересоваться большой круг людей. Поэтому вопрос, а может ли проводиться сварка меди в домашних условиях, сегодня интересует многих.
Особенности сварки меди
Необходимо отметить тот факт, что чем чище медь, тем лучше она сваривается. Но кроме этого на качество процесса влияют и ниже следующие факторы.
- Как и многие цветные металлы, при соприкосновении с кислородом медь начинает окисляться. Окисел – это тонкая жаропрочная пленка, которая мешает проводить сваривание медных заготовок. Поэтому на стадии подготовки оксидную пленку обязательно удаляют разными способами.
- Медь обладает очень большим коэффициентом линейного расширения. Он в полтора раза больше, чем у стали. Поэтому при охлаждении происходит сильная усадка. Именно этот фактор негативно влияет на качество шва, в котором во время усадки появляются трещины.
- В нагретом состоянии медь поглощает водород и кислород. Первый внутри металла после остывания образует поры. Второй окисел на поверхности.
- При резком нагреве и остывании структура металла меняется. Из мелкозернистой он превращается в крупнозернистую. А это увеличение хрупкости в зоне сварки.
- Коэффициент теплопроводности у меди в семь раз больше, чем у стали. То есть, при нагреве металл быстро расплавляется, при снижении температуры быстро становится твердым. Резкий переход от одной стадии в другую становится причиной образования внутри дефектов.
- Текучесть меди. Этот показатель в 2,5 раза больше, чем у стали. При высоком нагреве, а это иногда требуется для сваривания толстых заготовок, полная проплавка с одной стороны практически невозможна. Поэтому сварка меди и ее сплавов проводится по двусторонней технологии. Когда с одной стороны производится полная сварка шва, а с задней стороны окончательно формируется сварочный шов. Кстати, именно текучесть меди осложняет сварку в вертикальном и потолочном положении.
- Перед тем как варить медь, необходимо понять, что прочность и пластичность материала снижается с повышением температуры. До +200С эти показатели находятся еще в норме, а вот с повышением их значение резко снижается. К примеру, при нагреве в пределах 500-550С пластичность практически падает до нуля. Поэтому высока вероятность появления внутри сварочного шва трещин. При высоком значении тока не стоит проводить двухслойное заполнение зазора между свариваемыми заготовками, даже если детали будут иметь большую толщину. Надо постараться все сделать за один проход.
Как уже было сказано выше, проще всего сваривать чистую медь без примесей или раскисленную, в которой кислорода всего 0,01%. А так как такая медь встречается редко, в основном в промышленности используются ее сплавы, то рекомендуется сварку проводить в защитных газах или флюсах с присадочными материалами, в которые входят раскислители. А именно: кремний, марганец, алюминий и прочие добавки. Кстати, сварку меди электродами (расплавляющимися) также можно проводить. Единственно – это, чтобы в стержень входили раскислители, о которых было упомянуто выше.
Ручная дуговая сварка медных сплавов
Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.
Технология сварки меди заключается в следующем.
- Производится очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений, для чего используется любой растворитель.
- Затем счищается оксидная пленка с помощью железных щеток, наждачки или другим абразивным инструментом.
- Далее производится сам процесс сваривания электродом.
Но так как толщина медных деталей может варьироваться в больших пределах, то и сам режим сварки будет отличаться. К примеру, для соединения заготовок толщиною 6-12 мм, необходимо разделать кромки так, чтобы образовался V-образный зазор. При этом угол между кромками должен быть в пределах 60-70°. Если используется двусторонняя сварка, то угол можно уменьшить до 50°. Зазор между деталями создается путем сдвига заготовок, чтобы между ними образовалась щель шириною 2,5% от длины самого сварочного шва.
Если раздвижение деталей не производится, то необходимо провести их прихватку. Прихватка проводится неполным проваром шва длиною по 30 мм через каждые 300 мм. При этом должен сохраняться зазор размером 2-4 мм. При самой сварке меди инвертором, доходя до прихватки, ее необходимо удалить, сбив любым ударным инструментом. Потому что двойной провар меди приведет к изменению ее структуры и появлению дефектов внутри сварочного шва.
Если свариваемый металл имеет толщину больше 12 мм, то лучше использовать Х-образную разделку кромок, а соответственно и двустороннюю обварку. Если по каким-то причинам использовать данную разделку невозможно, то можно использовать V-образную. Правда, придется полностью заполнять зазор, на что уйдет больше электродов и времени.
Полезные советы
- Стыковые соединения варить лучше на подкладках, которые будут понижать температуру в зоне сварки и не давать металлу утекать сквозь зазор. Здесь можно использовать подкладки стальные, медные, графитовые и другие. Ширина подкладки 40-50 мм.
- Перед сваркой меди электродом необходимо кромки подогреть до 300-400С.
- Стержень электродов, используемых для сварки медных сплавов, должен изготавливаться из меди или бронзы с легирующими добавками (кремний, марганец и так далее).
Ручная аргонодуговая сварка
Сварка меди аргоном – это еще один вариант соединения медных заготовок. Для этого используется постоянный ток прямой полярности, вольфрамовый неплавящийся электрод и присадочный материал из меди, бронзы или медно-никелевого сплава марки МНЖКТ.
Перед началом работ кромки стыка прогревают до 800С. Сварку ведут справа налево, присадочный пруток впереди горелки. Дуга короткая.
Сваривание угольными и графитовыми электродами
Эта разновидность сварки медных сплавов применяется редко. Угольные электроды используются при соединении заготовок толщиной до 15 мм, графитовые больше данной величины. Режим сварки:
- Ток постоянный.
- Полярность прямая.
- Присадочный стержень в сварочную ванну не погружают. Расстояние 5-6 мм.
- Процесс производится в защитном флюсе. Его наносят на присадочный стержень, который предварительно обмакивается в жидкое стекло.
- Зазор – 0,5 мм.
- Используется подкладка асбестовая или графитовая.
- Медь толщиною до 5 мм варится без предварительного подогрева.
- Сваривание необходимо проводить за один проход.
Сварка меди и алюминия
Два этих металла можно сварить двумя способами: контактной сваркой и замковым соединением. В первом случае необходимо учитывать, что алюминиевый материал обладает низшей температурой плавления, чем медь. Поэтому при стыковке нужно алюминиевую заготовку брать длиною больше, на поправку плавления.
При сварке рекомендуется проводить обдув зоны сваривания, используя для этого азот. Воздух здесь не пойдет, он тут же будет образовывать оксидную пленку. Если свариваются медные и алюминиевые трубки, то их необходимо надеть на стержень, состыковав в одной точке.
Замковое соединение – это когда на пластину из алюминия накладывается плоская деталь из меди. При этом производится сварка медной заготовки по периметру. При этом ширина шва должна быть равна толщине медной накладки. Процесс проводится с использованием графитовых вставок, которые и будут формировать шов соединения.
Сварка меди со сталью
Варить медь со сталью сложно, но можно. Для этого используются все те же методы, что и при сварке двух стальных заготовок. Единственное, на что необходимо обратить внимание, это разная температура плавления металлов. Поэтому при формировании кромок нужно кромку стальную делать более длиной (в 3,5 раза) и тонкой, чтобы в процессе сварки тонкий металл начинал быстрее плавиться.
Если сварка производится угольными электродами, то процесс проводится на постоянном токе прямой полярности. Длина дуги 14-20 мм, ее напряжение 40-55 вольт, а сила тока 300-550 ампер. Сварка проводится в защитном флюсе, который имеет точно такой же состав, как и при сварке медных сплавов. Сам флюс засыпается в зазор между заготовками.
Иногда встречаются ситуации, когда надо приварить медную шпильку к стальной детали. Для этого нужно применять обратную полярность, сам процесс проводится под флюсом без предварительного прогрева кромок. Стальные шпильки к медным деталям привариваются плохо, поэтому на шпильку надевают в натяг медное кольцо, которое и приваривается к медной заготовке.
Вот такие способы сварки медных сплавов и заготовок, которые сегодня применяются в промышленности и в домашних мастерских. Обязательно посмотрите видео, размещенное на этой странице сайта.
Поделись с друзьями
1
0
0
0