Сварка меди

Сварка меди

Медь обладает превосходными физическими свойствами, в частности, у нее высокая электро- и теплопроводность. Она популярна при изготовлении измерительных приборов, нагревательных приспособлений, химических аппаратов и т.д. А, раз так, то ее достаточно часто приходится сваривать, как в производстве, так и во время ремонтов.

Особенности Cu

Сварщик, выполняющий горячее соединение меди, должен знать особенности материала:

  • При нагревании, происходит реакция Cu + O На поверхности металла образуется тугоплавкая пленка. Закись меди Cu2O растворяется в металле и становится причиной образования трещин.
  • При непосредственном контакте с кислородом, медь поглощает O2 и H Шов получается неоднородный, пористый и хрупкий.
  • За счет большого коэффициента теплового расширения Cu, при остывании наблюдается значительная усадка.
  • Отличная теплопроводность – причина того, что медные детали греются и остывают очень быстро. Это ухудшает характеристики соединения. Проблемы появляются и при сварке конструкций с несимметричным теплоотводом.
  • У меди высокая текучесть при нагреве. Поэтому работа на потолке или в вертикальной плоскости проблематична. Полная односторонняя проплавка практически невозможна.
  • Если Cu нагреть до +200 град С, то прочностные и пластические параметры становятся хуже. При повышении температуры до +550 град С, они стремятся к нулю.

Еще один важный момент заключается в том, что свариваемость меди ухудшается, когда в ней есть примеси.


Подготовка

До начала работы нужно:

  • Проводится грубая очистка от грязи, пыли и др.
  • Абразивом удаляется оксидная пленка (крупнозернистая наждачка и жесткие щетки по металлу не рекомендуются).
  • Поверхность по шву и рядом с ним обрабатывается растворителем (HNO2 – 75 куб.см./л, H2SO4 – 100 куб.см./л, HCl – 1 куб.см./л), с промывкой (вода+щелочь) и просушкой.
  • Разделка кромок: фаски срезаются (70-90 град) с одной стороны, если толщина листа от 6 мм до 10 мм, или с обеих (более 10 мм).

Соединяемые детали выкладываются с небольшим (1,5 мм) зазором. Могут использоваться медные либо графитовые подкладки, а также переносные экраны (от ветра).

От кислорода сварочная ванна защищается раскислением (Al, Ag, P), для чего рекомендуется электродная проволока, легированная указанными материалами.


Режим

Медь варят на прямой полярности (DC). Ориентировочное значение тока = толщина листа (мм), х 100. Ванну защищают инертным газом (гелий, азот, аргон или смесь). При Ar либо He применяют короткую (до 3 мм) дугу, при N она делается 10-12 мм. Расход на полуавтомате: Ar – до 10 л/мин, He или N – до 20 л/мин. Скорость прохода не регламентируется. Если толщина листа не превышает 5 мм, то варят с Ar, без предварительного нагрева. Если больше, то лучше взять He либо N, с предварительным прогревом заготовок до 200-300 град С.

Сварка

Полуавтоматом

Соединение медных заготовок с помощью полуавтомата рекомендуется при длинных швах. В этом случае шов получится более однородным и надежным за счет равномерной подачи проволоки, которая не должна колебаться в поперечном направлении. Для примера приводятся рекомендуемые параметры при толщине металла 10 мм:

  • Напряжение, В: 30
  • Тип проволоки: М1-3
  • Сила тока, А: 200-350 или 400
  • Диаметр проволоки, мм: 2 – 6
  • Флюс: К-13 или АН26
  • Расход аргона, л/мин: 7-8
  • Число проходов: 3 + подварочный шов.

Сварка ведется углом вперед. Угольный или графитовый электрод выпускается до 7 мм. Вольфрамовые не рекомендуются. Присадочная проволока – из меди, бронзы, медно-никелевого или другого специального сплава. Ее подают с края рабочей зоны, чтобы брызги металла не падали на электрод.

ММА

Ручная дуговая сварка Cu покрытыми электродами применяется для листов, толщина которых превышает 2 мм. Электроды берутся диаметром 3 – 6 мм, с медными или бронзовыми стержнями, со фтористо-кальциевой обмазкой. Работают в нижнем положении, на обратной полярности (DC).

Сила тока выставляется из расчета 50-60 А на каждый миллиметр электродного диаметра. Работают короткой дугой, конец стержня не должен колебаться. Соединяемые заготовки желательно прогреть до 300-400 град С, особенно при толщине выше 16 мм. После выключения дуги, шов рекомендуется проковать и охладить в воде.

Инвертор

Поскольку инвертор выдает стабильные характеристики по напряжению и силе тока, то работа упрощается за счет предустановок. Полярность может быть прямой или обратной (DC). Формирование шва - участками по 30-40 мм. Электрод наклоняют на 10-20 град. Чтобы металл не перегрелся, сварка ведется с перерывами.

Аргон

Если в качестве защитной среды выбирается аргон, то варят вольфрамовой проволокой на обратной полярности. Шов ведут справа налево. Относительно поверхности медного листа, электрод располагается под углом 90 град, пруток – 15 град. Сила тока варьируется в пределах 80-500А, расход газа-протектора в диапазоне от 7 л/мин до 18 л/мин.

Аргон (TIG)

Режим TIG при аргоновой защите подходит в том случае, если сварка автоматическая либо полуавтоматическая. В этом случае зона прогрева относительно небольшая, в структуре не образуются дефекты, скорость образования шва высокая. Вся технология достаточно простая.

Газовая сварка

Горячее неразъемное соединение меди при помощи горелки выбирается в тех случаях, когда надо варить массивные заготовки, потому что сформировать шов высокого качества при работе с газом довольно сложно. Ориентировочный расход зависит от толщины листа: до 1 см – до 150 л/мин; свыше 1 см – до 200 л/мин.

Чтобы массивные детали прогревались равномерно, можно работать двумя горелками одновременно. Шов получится более качественным, если использовать флюсы, содержащие бор. Присадочная проволока должна быть по химическому составу такой же (или, в крайнем случае, максимально приближенной), как и свариваемые материалы.

Если варить медь приходится часто, то, для более комфортной работы, желательно купить сварочный пост.

 

17.01.2020

Возврат к списку