Технология электродуговой и газовой сварки меди

Сварка меди имеет существенные отличия от варки стали и представляет собой довольно специфический процесс, на который влияют физико-механические свойства этого цветного металла. Во-первых, медь обладает в 6 раз большей теплопроводностью, чем сталь. Во-вторых, металл очень активно взаимодействует в расплавленном виде с газами, содержащимися в атмосфере. При этом образуется закись Cu₂О и водяной пар, которые значительно ухудшают качество швов. В-третьих, меди присуща жидкотекучесть. В-четвертых, мышьяк, свинец, висмут, сурьма, которые могут присутствовать в ее составе в виде примесей, также усложняют процесс скрепления.

Медь имеет более высокие требования к технологии сварки, нежели обычный металл.

В связи с этим сварка меди и ее сплавов требует тщательного соблюдения технологии.

Скрепление с помощью дуговой сварки

Чтобы получить качественные швы, на производстве и в домашних условиях довольно часто используется электросварка. Работы выполняются при помощи угольных, несгораемых вольфрамовых и молибденовых, медных или бронзовых электродов. Для защиты от образования закиси меди применяют специальный флюс или покрытие, которые под воздействием высокой температуры образуют защитную атмосферу.

Более широко используется сварка меди аргоном или в среде другого защитного газа: азота или смеси аргона (от 1/2 до 3/4 частей) с гелием.

Общие особенности выполнения работ:

Сварка медных изделий требует большей силы тока, чем при работе со сталью.

• применяют силу тока большую, чем при работе со сталью;
• предварительно проводят зачистку кромок до металлического блеска или протравку их азотной кислотой с дальнейшим промыванием с помощью воды;
• детали соединяют плотно, чтобы не образовывались зазоры;
• края раскрывают на 90^°;
• края листов, толщина которых составляет от 1 до 3 мм, отбортовывают, присадочная проволока не применяется;
• при толщине больше 6 мм детали перед свариванием нагревают до 300-400^°С;
• после работы швы и переходные зоны проковывают, причем металл до 6 мм проковывают холодным, толще – при нагреве до 200-300^°С, выше нагревать нельзя, так как металл становится хрупким;
• затем детали отжигают, нагревая до 550-600^°С, а затем быстро охлаждая в холодной воде.

Читайте также:

Как правильно производится сварка труб.

Особенности сварки трением.

Применение угольных электродов

Режим работы:

Применяют постоянный ток прямой полярности, напряжение которого 40-55 В, дуга при варке должна составлять 10-15 мм. Сварку проводят без задержек максимально быстро, с применением проволоки из чистой (электролитической) меди или бронзы, содержащей примесь фосфора. Наклон электрода должен составлять 70-80^°, прутка – 30^°. Присадку нельзя опускать в сварочную ванну, ее надо держать между электродами и деталями, чтобы расплавленная медь скапывала в шов.

Состав защитных флюсов

Использование электродов из металла

Электроды для сварки используются из меди или бронзы.

Для сварки меди и ее сплавов применяются электроды, изготовленные из меди или бронзы, на которые нанесено покрытие из раскислителя.

Чтобы обратная сторона шва формировалась лучше, выполняется сварка на медной подкладке. Толщина листов при данном методе должна составлять не больше 4 мм. Нужно также внимательно следить, чтобы расстояние между подкладкой и деталями составляло не больше половины миллиметра.

Легче варить детали, насыпая под шов в канавку подкладки тот же раскислитель, из которого сделано покрытие электродов.

Режим работы

Применяют обратную полярность тока. Работа выполняется быстро, дуга должна быть минимальной, применяемый флюс марки ММЗ-2.

Содержание в меди кислорода при варке металлическими электродами должно быть не более 0,01%, если его больше, то соединение выполняют при помощи угольных электродов.

Скрепление выполняют, также используя вольфрамовые и молибденовые электроды для сварки меди и ее сплавов с применением среды защитных газов (аргона, азота, аргоно-гелиевой смеси).

Одной из разновидностей соединения является контактная сварка меди. При этом способе на соединяемые детали воздействуют током, нагревая место стыка, и давлением электродов, пластически деформируя зону соединения. Применяется преимущественно на промышленных предприятиях для автоматизации массового или серийного производства однотипных изделий.

Соединение медных деталей ацетиленом

Схема газовой сварки меди.

Газовая сварка меди осуществляется с помощью пламени, мощность которого составляет для деталей толщиной до 1 см 150 л/ч ацетилена на 1 мм. Если толщина металла больше 1 см – 200 л/ч на 1 мм, причем стыковку лучше осуществлять при помощи двух горелок одновременно с подачей по 100 л/ч ацетилена на 1 мм толщины меди каждой. Пламя направляют под углом 90^°. Расстояние между горелкой и соединением должно составлять от 3 до 6 мм. Сваривание проводят максимально быстро и без задержек, шов должен быть однослойным. Применяют только восстановительное пламя. Избыток как кислорода, так и ацетилена приводит к некачественному соединению. Варке ацетиленом подвергают соединения только встык или угловые. Стыков внахлест и втавр стараются не выполнять.

Медь толщиной меньше 2 мм варят без присадок. Под детали подкладывают асбестовую или графитовую прокладку, чтобы расплавленный металл не протекал и уменьшился отвод тепла.

Перед работой обязательно кромки механически очищают от верхней пленки окислов до чистого металла или применяют протравку с помощью азотной кислоты, затем детали промывают водой.

В качестве присадки используют чистую (электролитическую) медь или с небольшим количеством раскислителей.

Проволоку применяют толщиной:

При варке применяют такие же флюсы, как и при варке электродуговым методом. Флюс № 4 используют с проволокой, которая не содержит раскислителей.

Более передовой метод – использование при газовой сварке газообразного флюса БМ-1. Наконечник горелки при этом берут на номер больше, чтобы не снижать нагрев и скорость варки.

Технология сварки меди и ее сплавов: бронзы, латуни – значительно упрощается с применением специально разработанного аппарата КГФ-2-66, который обеспечивает засасывание порошкообразного флюса ацетиленом и подачу его прямо в пламя горелки.

После соединения, как и при электродуговой сварке, шов при необходимости подвергают проковке и отжигают.

Если технология сварки полностью соблюдена, то в результате получают швы самого высокого качества, которые обеспечат надежное использование изделия на весь период эксплуатации.