Особенности сварки меди

Сварные работы с медью широко используют такие отрасли, как: электротехника, машиностроение. Здесь этот металл требуется для изготовления таких устройств, которые будут использоваться там, где необходимо наличие устойчивости к коррозии. Методики сварки меди находятся в непрекращающемся развитии. Для сварных работ с медью, какие – либо особые виды сварки отсутствуют. Здесь возможно применение всех известных методов. Исключение составляет контактная сварка, для неё есть ограничения.

Свойства металла и их влияние на свариваемость

На это большое влияние оказывает то, из чего металл состоит. Этот параметр будет подниматься, если вредные примеси в меди будут содержаться в минимальных количествах. Тем не менее есть критерии, которые оказывают негативное воздействие на процесс сварки:

• у этого металла повышенный коэффициент линейного расширения, из-за чего происходит сильное усаживание меди во время отвердевания, и появление небольших трещин;
• при расплавлении металла, возможно поглощение его массой из воздушной среды кислорода и водорода, от чего сильно портится шов сварочный шов (появляются поры и трещины);
• медь – металл с высокой теплопроводностью, благодаря чему необходим мощный источник, который будет нагревать металл методом сильной концентрации энергии в месте сварного шва. Если изделие будет быстро остывать, ухудшится качество шва – появятся дефекты;
• в меди может образоваться зернистость, в результате чего, при нагревании она становится хрупкой;
• когда температура становится больше 200⁰ C, медь становится менее пластичной и прочной;
• Медь – металл с высокой текучестью. Во время сварки лучше предусмотреть применение подкладок с плотным прилеганием к изделию. Вертикальная сварка проходит с большими трудностями.

Так как примеси ухудшают сварочный процесс, лучше, если в металле их не будет, и он пройдёт полное раскисление (кислород – не более 0,01%). Такой металл – крайне редко встречается, поэтому в производстве предусмотрено применение медных сплавов.

Для сварочных работ с медью рекомендовано применение защитных газов или флюсов с добавками и раскислителями. В качестве таких присадок распространено применение: марганца, кремния, алюминия и других. Действия с использованием плавящихся электродов возможны но, опять же, с раскислителями.

Виды сварки

Для этого необходимо неукоснительное соблюдение методик. В настоящее время для сварки меди находят применение такие способы:

• инверторная – довольно простой метод. Это связано с обеспечением устойчивых показателей тока и напряжения. Сварочный аппарат имеет небольшие габариты и немного весит. Для формирования шва используют небольшие участки длиной 20 – 40 мм. Работа должна проводиться с остановками, чтобы металл не перегревался и не деформировался.

Внимание! Инвертор работает с постоянным напряжением, допускается подключать провода с прямой или обратной полярностью;

• полуавтоматическая – при использовании полуавтомата необходимо применять медную проволоку (диаметр 2 мм). Её небольшая толщина не мешает получению высококачественного длинного шва. Чтобы не образовались поры проволока или заготовка не должны колебаться. Если свариваются детали, имеющие толщину больше 6 мм, предварительно необходимо подготовить кромки (придать им V- образную форму) и притупить края меньше 4 мм. Также предусмотрено использование флюса (марка К – 13 или АН26);
• аргоновая – для работы применяется неплавящийся вольфрамовый электрод. Работа проводится с постоянным током, с прямой полярностью в защитном газе – аргоном с высокой чистотой. Если сваривается металл, толщина которого больше 4 мм, его необходимо предварительно разогреть до 800⁰ C. Присадочный материал - медная, медно – никелевая или бронзовая проволока. Если варится медь, с сечением более 5 мм, подойдёт V-образная или X-образная разделка кромок. Раскислителями выступают: цинк, олово и фосфор;
• газовая – расход газа оказывает влияние на получение прочного и качественного шва. Для меди, с толщиной менее 100 мм на 1 час сварки достаточно 150 литров газа. Если толщина металла больше, то нужно не менее 200 литров. Газовая сварка должна проходить быстрыми темпами, целесообразно, если остановок не будет. Расплавление присадочного материала должно проходить быстрее, чем главного. По требованиям технологии, нужно применение бор содержащих флюсов;
• с использованием угольных электродов – таким способом свариваются изделия, имеющие малую важность и толщина которых меньше 15 мм. Сварка происходит в режиме постоянного тока, с плотностью 200-400 А/см2. В работе применяется длинная дуга без погружения в варочную ванну присадки. Так как образование углекислого газа не приводит к полному раскислению металла, необходимо использование присадочной проволоки, имеющей фосфорный раскислитель, и флюса – буры и магния. Перед тем, как нанести флюс (пудра), нужно применить жидкое стекло для смачивания поверхности прута или кромки.

Подготовка металла к сварке и сам процесс

Перед тем, как приступить к сварочным работам, металл необходимо подготовить. Необходимо вырезать с помощью болгарки заготовки и подогнать их под размеры. Для вырезания заготовок можно использовать также фрезерный или токарный станки. Для изделия с размером кромок 6 – 18 мм следует сделать V- или X-образный срез. Такая работа, производимая вручную очень сложная, поэтому здесь можно применить специальный кромкорез – фаскосниматель. При подготовке стыков, с них необходимо снять краску, жир и грязь. Чтобы сварной шов получился качественным, требуется с рабочей зоны убрать остатки воздуха. Бывают случаи, когда нужно заблаговременное прогревание заготовок. Для соединения меди используют плавящиеся электроды с короткой дугой и протяжённостью разрядов не более 4-6 мм. Оптимальной здесь будет импульсно-дуговая сварка. Для неё нужна защитная среда (чаще всего аргон). Этот метод даёт возможность сваривания даже тонких листов и формирования швов в разных пространственных положениях, даже на потолочном покрытии.

Применение флюса

При сварке меди применяются плавленые и неплавленые флюсы.

Неплавленые:

• АН-348А, ОСЦ-45, АН-348 – высококремнистые марганцевые;
• АН-51, АН-10 – низко кремнистые марганцевые;
• АН-20 – низкокремнистые безмарганцевые.

Из неплавленых флюсов распространено использование керамических, позволяющих легирование металла швов и введение в него раскислителей: кварцевого песка, магнезита, мела, безводной буры, плавикового шпата, алюминиевого порошка. Для более удобной работы рекомендуется использование сварочного поста, которым паяется или сваривается медь. Это компактное оборудование, для перевозки которого предусмотрен металлический каркас. Обладание навыками сварочных работ по меди даст возможность восстановления работоспособности изделий без потери качественных характеристик. Также можно создавать новые и оригинальные конструкции.