Каким газом сваривают медь

Содержание
  1. Газовая сварка меди. Как варить медь с помощью газовых горелок?
  2. Содержание
  3. Подготовка медных деталей при газовой сварке
  4. Подготовка сварных кромок при сварке
  5. Присадочная проволока для газовой сварки меди
  6. Состав присадочной проволоки
  7. Выбор диаметра присадочной проволоки
  8. Мощность газовой горелки при сварке меди
  9. Технология и техника газовой сварки меди
  10. Качество сварки при сваривании меди газовыми горелками
  11. Как сварить медь с медью: технология и особенности
  12. Особенности сварки меди и ее сплавов
  13. Электроды для сварки меди
  14. Подготовка деталей к сварке
  15. Способы сварки меди
  16. Сварка меди аргоном
  17. Газовая сварка
  18. Ручная дуговая сварка
  19. Технология сварки меди и ее сплавов
  20. Технология сварки меди
  21. Способы сварки меди
  22. Ручная дуговая сварка электродами
  23. Подготовительные работы
  24. Электроды
  25. Режимы
  26. Техника выполнения
  27. Качество
  28. Сварка медных труб
  29. Ручная сварка графитовым или угольным электродом
  30. Ручная дуговая сварка с аргоном
  31. Сварка автоматом и полуавтоматом под флюсом
  32. Подготовка
  33. Присадка
  34. Флюсы плавленые и неплавленые
  35. Режимы
  36. Режимы сварки под плавлеными флюсами
  37. Режимы сварки под керамическим флюсом ЖМ-1
  38. Режимы сварки под керамическими флюсами К-13
  39. Режимы автоматической сварки под флюсом нахлёсточных соединений меди
  40. Техника
  41. Качество
  42. Сварка газовой горелкой
  43. Подготовка
  44. Присадочная проволока
  45. Технология
  46. Качество
  47. Контактная сварка меди
  48. Ориентировочные режимы стыковой контактной сварки медных заготовок определенного сортамента
  49. Примерные режимы стыковой контактной сварки медной проволоки с помощью разряда конденсатора
  50. Сварка меди инвертором
  51. Аппараты для сварки меди
  52. BUDDY TIG 160 от ESAB
  53. RENEGADE ES 300i ESAB
  54. Для сварки электродами
  55. Для сварки проволокой
  56. Для сварки проводов

Газовая сварка меди. Как варить медь с помощью газовых горелок?

Содержание

При газовой сварке меди наибольшее применение получили смеси газов из кислорода и горючих газов. Среди горючих газов наибольшее распространение получил ацетилен С2Н2. Другие горючие газы используются, в основном, при сварке деталей малой толщины.

Ацетиленокислородная газовая смесь предотвращает окислительные процессы при сварке, т.к. в металле сварного шва не происходит растворение таких газов, как водород, приводящий к образованию холодных трещин, углекислый газ, азот и др.

Подготовка медных деталей при газовой сварке

Перед началом газовой сварки, медные изделия очищают от масел, грязи и оксидных плёнок. При этом, ширина очищаемого участка должна составлять не менее 30мм от места соединения. Очистку выполняют либо вручную, либо на специальных машинах, оснащённых стальными щётками для чистки.

Последующая очистка свариваемых деталей производится непосредственно, в ходе сварки, химическим путём, при воздействии флюса.

При сварке меди чаще всего применяются стыковые соединения. Тавровые и соединения внахлёст распространены меньше, т.к. в тавровых соединениях образуются подрезы, а в соединениях внахлёст существует большая вероятность непровара.

По возможности, лучше заменять соединения внахлёст на торцовые соединения. Например, при вваривании днища в цилиндрический сосуд, см. рисунок:

На рис. а показано не рекомендуемое соединение, выполняемое внахлёстку, а на рис. б) представлено торцевое соединение, которое выполнить гораздо легче.

Если необходимо выполнить соединение внахлёст, то выполнять сварной шов нужно по толстому листу, со стороны тонкого листа. Если выполнить шов по тонкому листу, это приведёт к его прожигу, см рисунок:

Тавровых соединений при газовой сварке меди необходимо избегать, т.к. качество сварки у них плохое.

Подготовка сварных кромок при сварке

При сварке медных листов с толщиной 1,5-2мм рекомендуется выполнять отбортовку свариваемых деталей по всей толщине металла.

При сварке листов, толщина которых не превышает 3мм, разделка под сварку не производится. Детали собираются встык, с зазором 1,5-2мм для обеспечения провара. Чтобы ещё улучшить провар, сварку можно выполнять на подкладках с жёлобом. Также без разделки кромок можно выполнять сварку деталей, толщиной до 8мм, если сварку производить с двух сторон. В этом случае зазор при сборке составляет 3мм.

При сварке медных листов толщиной 3-10мм, рекомендуется выполнять скос кромок под углом 45° и с притуплением углов кромок радиусом 1,5-2мм. Зазор при сборке деталей составляет 2-3мм.

При сварке листов, толщиной больше 10мм, лучше всего выполнить V-образную разделку сварных кромок с суммарным углом 90° и притуплением углов кромок до 5мм. Сварка деталей большой толщины достаточно сложная и выполняться должна сразу двумя горелками, при вертикальном расположении стыка.

Присадочная проволока для газовой сварки меди

Состав присадочной проволоки

При сварке малоответственных изделий, в качестве присадочной проволоки может быть использована медная проволока того же состава, что и свариваемые детали. Но, если необходимо обеспечить высокое качество шва, необходимо применять проволоку, в состав которой входит раскислитель. Поэтому, для сварки медных листов толщиной до 10мм, в присадочную проволоку вводится фосфор, а при толщине более 10мм, дополнительно вводится кремний. Фосфор способствует восстановлению меди из окислов. Восстановление протекает по реакции:

Другие примеси должны находиться в незначительном количестве и температура плавления присадочной проволоки не должна быть ниже температуры плавления основного металла больше, чем на 100°C.

Не рекомендуется применение присадочной проволоки из оловянистых бронз, т.к. их температура плавления на 150°C ниже, чем у меди. Из-за этого практически невозможно обеспечить хороший провар.

Выбор диаметра присадочной проволоки

Согласно многочисленным опытам, проведённым на практике, установлено, что при газовой сварке меди не рекомендуется применять присадочную проволоку, диаметром менее 1,5мм и более 8мм. Диаметры проволоки можно выбрать по таблице, в зависимости от толщины свариваемых деталей:

Мощность газовой горелки при сварке меди

Мощность газовой горелки при сварке цветных металлов и сплавов на основе меди, существенно отличается от мощности при сварке чёрных металлов. Связано это с тем, что теплопроводность у меди значительно выше, чем у стали. Если сварка выполняется без предварительного подогрева, то мощность горелки определяется по формуле:

Если сварка происходит с предварительным подогревом, то мощность будет меньше:

При сварке медных листов большой толщины рекомендуется общий предварительный подогрев до температуры 400-500°C и мощность горелки находится по формуле:

В этих формулах W — мощность горелки, приведённая к расходу ацетилена в час
s — толщина свариваемых листов, мм.

Технология и техника газовой сварки меди

При газовой сварке медных листов, толщиной до 5мм, их рекомендуют устанавливать под углом наклона 7-10° к горизонту для лучшего заполнения разделки. Сварку ведут по направлению подъёма листов. Угол наклона газовой горелки при всех видах сварки (за исключением вертикальной сварки) выбирают 40-50°. Угол наклона сварочной проволоки 30-40° по отношению к листам.

Сварку больших толщин (более 15мм) рекомендуется выполнять при вертикальном расположении сварного шва. Сваривание металла выполняют с двух сторон, двумя горелками одновременно. Угол наклона горелки равен, в этом случае, 90°.

При сварке медных листов толщиной свыше 20мм, сварку вертикальных швов рекомендуется выполнять участками, длиной 80-150 мм. При этом, процесс сварки прерывают для проковки выполненных швов.

Для уменьшения коробления листов и предотвращения образования горячих трещин при сварке без прихватки, листы рекомендуется раздвигать по углом друг к другу. При этом, получившийся зазор не должен превышать 2% от длины сварного шва, см. рисунок справа.

Если сварка выполняется с прихватками, то сварку начинают выполнять не с начала стыка, а отступив от него на расстояние, примерно 1/3 длины сварного шва. При этом, сварку 2/3 длины ведут ступенчатым швом в одном направлении, а сварка оставшейся 1/3 длины — в другом направлении.

Схема такого способа показана на рисунке слева. Такая техника выполнения швов рекомендуется не только при газовой сварке, но и при других способах сварки медных листов в стык.

Газовая сварка меди всегда выполняется за один проход, с одним сварочным слоем. Многослойные сварные швы не допускаются, т.к. это приводит к образованию дефектов в сварных швах (пор в металле).

Качество сварки при сваривании меди газовыми горелками

Качество сварки медных изделий с помощью газовых горелок зависит от режимов сварки, состава флюса и присадочной проволоки, и вида сварного соединении.

Газовая сварка меди в химическом приборостроении уступает другим способам сварки из-за их низкой производительности. При тавровом соединении газовая сварка меди не обеспечивает хорошего качества и даже у опытных сварщиков часто получается брак. При перегреве расплавленной ванны образуется сварной шов с большой пористостью, поэтому, не следует доводить расплавленный металл до излишней подвижности.

Проковка сварного шва при газовой сварке меди, увеличивает его качество. Однако, при сварке листов, толщиной менее 4мм, проковка пользы не принесёт, т.к. сварной шов получается хрупким, с большими внутренними напряжениями. При сварке листов больших толщин проковка тоже не приносит заметной пользы, т.к. уплотняется лишь верхняя часть сварного шва.

Источник

Как сварить медь с медью: технология и особенности

Нередко при монтаже конструкций или ремонте предметов из меди требуется выполнение сварочных работ. Однако из-за неординарных характеристик сварка меди не так проста, как стали. Поэтому не каждый сможет сделать надежное соединение. После освоения технологии сварки меди и ее сплавов можно без затруднений работать с любым металлом.

Особенности сварки меди и ее сплавов

Сложность работы с этим металлом обусловлена рядом негативных свойств:

  1. Высокая химическая активность, особенно при нагреве, приводит к быстрому появлению на поверхности оксидной жаропрочной пленки. Если ее частицы попадут в шов, то станут причиной образования трещин.
  2. Из-за высокого коэффициента температурного расширения, сварное соединение при усадке в процессе остывания может деформироваться и растрескаться.
  3. При нагревании медь начинает активно насыщаться водородом, от которого остаются поры, и кислородом, окисляющим поверхность.
  4. Быстрый нагрев и охлаждение делает соединение хрупким.
  5. Из-за высокой текучести осложняется создание надежных вертикальных и потолочных швов.
  6. Для компенсации высокой теплопроводности работа проводится большим током. Иначе из-за быстрого рассеивания тепла появятся наплывы, подрезы и другие дефекты.

Электроды для сварки меди

Для соединения меди без присадочной проволоки используются плавящиеся электроды со специальным покрытием. При расплавлении оно создает слой шлака, который защищает место сварки от соприкосновения с воздухом. Присадки, входящие в состав обмазки, соединяясь с металлом, улучшают качество шва. Слой шлака замедляет остывание стыка, что способствует удалению большего количества газов.

Читайте также:  Железо с медью какая среда

Неплавящиеся угольные и графитовые электроды используются совместно с присадочной проволокой, необходимой для создания шва. При выборе следует учитывать что:

  • для ручной сварки меди цвет обмазки красный;
  • марки с серым покрытием предназначены для цветных металлов;
  • синими электродами варят тугоплавкие металлы;
  • с желтой обмазкой жаропрочную легированную сталь.

Подготовка деталей к сварке

Независимо от способа медные заготовки нужно очистить от грязи с последующим обезжириванием. Оксидную пленку удаляют металлической щеткой или мелкозернистой наждачной бумагой осторожными движениями, чтобы не было глубоких царапин. Очистку рекомендуется завершать травлением свариваемых деталей и проволоки в водном растворе азотной, соляной или серной кислоты. Затем промыть приточной водой и высушить горячим воздухом.

С кромок заготовок толщиной 0,6 — 1,2 см снимают фаски, чтобы между ними получился угол 60 — 70⁰. При сварке с обеих сторон его уменьшают до 50⁰. Если толщина деталей больше 12 мм кромки разделывают в виде буквы Х для двухстороннего соединения. Если это невозможно делают глубокую V-образную разделку. Но для заполнения стыка потребуется больше расходных материалов и времени, так как сваривать медь придется широким швом.

Для предотвращения деформаций при усадке между заготовками, в зависимости от толщины, оставляют зазор 0,5 — 2 мм. Чтобы его ширина была неизменна по длине стыка, детали прихватывают с интервалом 30 см. При доведении шва до временного соединения его сбивают молотком, иначе на этом месте стык будет с дефектами.

Чтобы медь не протекала на обратную сторону, под стык подкладывают пластины из стали или графита шириной 4 — 5 см. Для компенсации температурного расширения детали предварительно нагревают до 300 — 400⁰C. При работе на улице потребуются переносные экраны, защищающие от ветра.

Способы сварки меди

Негативные свойства меди, препятствующие сварке, обходят многими способами, применяя различные расходные материалы и оборудование. Не все можно применить в домашних условиях, но некоторые вполне доступны.

Сварка меди аргоном

Этим способом выполняют сварку меди полуавтоматом или ручным аргонодуговым методом. Работа проводится постоянным током прямой полярности. Его величина устанавливается из расчета, что на каждый миллиметр толщины нужно 100 А. Значение можно корректировать в процессе работы в зависимости от состава металла. При сварке меди аргоном расход газа не должен превышать 10 л/мин.

В качестве присадочной проволоки можно использовать медные провода или жилы кабеля, очищенные от изоляции и лака. Ее подают по краю сварочной ванны впереди электрода, чтобы при плавлении металл не прилипал к нему. Для заготовок толщиной меньше 0,5 см предварительный подогрев не нужен.

Чаще всего выполняют сварку меди угольными электродами, так как вольфрамовые приходится часто менять. Заготовки толщиной больше 1,5 см соединяют графитовыми электродами. Допустимый вылет электрода не больше 7 мм, длина дуги 3 мм. В отличие от других способов сваркой меди аргоном можно качественно соединять вертикальные стыки.

Газовая сварка

Для этой технологии не требуется сложное оборудование как для аргонодуговой. Достаточно горелки и баллона с ацетиленом. Чтобы обеспечить нормальное протекание процесса, потребуется расход газа 150 л/час для заготовок толщиной до 10 мм, свыше ― 200 л/час. Для замедления остывания заготовки с обеих сторон обкладывают листовым асбестом. Диаметр присадочной проволоки выбирается равным 0,6 толщины металла, но не более 8 мм.

Выполняя газовую сварку меди, пламя направляется перпендикулярно к стыку. При этом нужно следить, чтобы проволока плавилась раньше основного металла. Чтобы снизить вероятность появления горячих трещин, работу проводят без остановок. Завершенный стык проковывают без нагрева, если детали тоньше 5 мм, или при температуре 250⁰C, когда толще. Затем проводят отжиг при 500⁰C и быстро охлаждают водой.

Ручная дуговая сварка

Этим способом соединяют заготовки толщиной больше 2 мм, используя плавящиеся электроды и постоянный ток обратной полярности. Процесс практически не отличается от сварки стали, только электрод ведут без поперечных колебаний, поддерживая короткую дугу. Шов формируется возвратно-поступательными движениями.

Для сварки меди в домашних условиях лучшими признаны электроды АНЦ-1, которыми можно соединять металл толщиной до 15 мм без подогрева. Аналогичными характеристиками обладают марки EC и EG польского производства. При ремонте трубы с горячим носителем следует учитывать, что тепло и электропроводность швов, сделанных этим способом, в 5 раз меньше, чем у меди.

Сила тока и диаметр электрода в зависимости от толщины деталей приведены в таблице:

Источник

Технология сварки меди и ее сплавов

Сварка меди и сплавов на ее основе требует особого подхода, обусловленного невысокой температурой плавления и другими особенностями металла. Существует много вариантов соединения медных заготовок. Они отличаются в зависимости от условий работы и состава материала.

В настоящее время существует несколько технологий сварки меди. Они активно применяются в разных сферах производства и жизнедеятельности. Усовершенствованные технологические процессы дают возможность исключить образование большинства дефектов, включая появление пор и трещин. Выполняются работы привычным для любого сварщика инвертором в среде защитного газа; расходные материалы – проволока и электроды.

Технология сварки меди

Перед началом работы с медью и ее сплавами требуется подготовка. Заготовки вырезаются и подгоняются под размер болгаркой, с помощью фрезерного или токарного станка. Если заготовка имеет толщину кромок 6-18 мм, то предварительно их необходимо подготовить. Их срез делается V- или X-образным. Большое количество деталей сложно подготовить вручную. Оправдано будет приобретение специального кромкореза-фаскоснимателя.

Стыки очищаются от краски, окислов, жиров и грязи. Для получения качественного сварного соединения нужно рабочую зону защитить от атмосферного воздуха. Иногда заготовки нужно предварительно прогреть. Соединяется медь плавящимися электродами на короткой дуге. Длина разряда не должна превышать 4-5 миллиметров. Идеально для этих целей подходит технология импульсно-дуговой сварки. Она выполняется в защищенной среде (как правило, в аргоне) и позволяет сваривать даже тонкие листы металла, формировать шов в любом пространственном положении, в том числе на потолке.

Способы сварки меди

Для сваривания медных заготовок используется различное оборудование – инверторы, аргоновые и газовые аппараты, полуавтоматы. В качестве расходников применяются плавящиеся и неплавящиеся электроды, флюс и присадки. Для работы хорошо подходит дуговая технология соединения металлов.

Для соединения толстых заготовок м толщиной полок 30-35 миллиметров используется электрошлаковый метод. Инвертор хорошо сочетается с угольным электродом. Хорошие результаты дает сваривание меди графитовыми электродами.

Ручная дуговая сварка электродами

Дуговая сварка плавящимися электродами имеет свои достоинства и технико-экономические преимущества, что обусловило целесообразность ее применения. Очень важное преимущество метода заключается в высокой производительности. Вторая – вариативность. Заключается в том, что ручная дуговая сварка выполняется в разных условиях – ручным аппаратом, полуавтоматом; в защитной среде и под флюсом.

Подготовительные работы

Если толщина полок составляет 6-12 мм, то предпочтительней выполнить V-образную разделку кромок. Угол раскрытия должен составлять 60-70 градусов. В ситуации, когда планируется сформировать с внешней стороны подварочный шов, то угол можно уменьшить до 50 градусов.

Сварочные листы предварительно следует расположить под углом относительно друг друга. Угол должен составлять примерно 2,5% длины стыка.

В противном случае рекомендуется заготовки прихватить короткими стежками (до 30 миллиметров) по всей длине через равные промежутки. Прихваты следует делать электродами меньшего диаметра, а между листами оставить зазор шириной 2-4 мм. Если сваривать листы впритык, то высока вероятность перегрева металла, что неизбежно приведет к образованию горячих трещин.

Делая прихваты, сварщик должен отчетливо понимать, что повторный нагрев провоцирует появление в металле трещин. Поэтому, формируя основной шов, перед прихватами делают паузу, вырубают временное соединение и зачищают стык. Такая предохранительная мера позволяет избежать образования трещин и занимает немного времени.

Метал толщиной более 12 мм следует варить после Х-образной разделки кромок. Естественно, что придется проваривать стык с обеих сторон. Прихватки делаются с обратной стороны и зачищаются перед формированием постоянного шва. В исключительных ситуациях, когда сделать Х-образную разделку не представляется возможным, выполняют V-образную. Недостаток такого решения заключается в увеличении расхода электродов (примерно, в полтора раза) и времени на выполнения работы.

Сваривание деталей без предварительной подготовки кромок или же с V-образной разделкой делается на подкладках. Они плотно прижимаются к стыку. Если это невозможно сделать, то под низ насыпается подушка из флюса. Кромки предварительно рекомендуется прогревать до температуры 300-400 градусов Цельсия.

Электроды

Для ручной дуговой сварки меди используются покрытые электроды, поскольку непокрытые приводят к появлению дефектов, окислению шва; а их горение нестабильно. Чаще всего стержни расходников делаются из легированной марганцем или кремнием медной проволоки.

Такие электроды оказывают раскисляющее действие. Покрытие подбирается с таким составом, чтобы обеспечить стабильное горение дуги и образование шлака. В результате шов хорошо формируется, а качество сварного соединения высокое.

Режимы

Для выполнения работ требуется подключение к источнику постоянного тока с обратной полярностью. Переменный ток используется в виде исключения, поскольку не позволяет обеспечить равномерное и непрерывное горение дуги. Использование источника переменного тока оправдано в случаях, когда в составе защитного покрытия расходника есть железо. В такой ситуации сила тока повышается на 40-50%. Сварщику важно учесть, что переменный ток помимо всего прочего способствует разбрызгиванию расплава. Ниже в таблице приведены ориентировочные режимы 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

Производительность составляет 15-18 метров сварного шва за час работы. Чтобы увеличить производительность, нужно использовать бронзовые электроды. Поскольку сплав меди имеет более низкую температуру плавления, то формирование шва занимает меньше времени.

В случае работы с заготовками толщиной более 10 миллиметров и диметра расходного материала 6-8 мм, нужно увеличить силу тока до 500 ампер. Тавровые заготовки соединяются в таком же режиме, как и стыковые. Формирование шва выполняется способом «в лодочку».

Техника выполнения

Детали с толстыми кромками свариваются за несколько проходов. Каждый уложенный слой зачищается перед формированием последующего. Тонкие и средней толщины заготовки желательно соединять за один проход. Выполняется операция обратноступенчатым способом. Длина отдельных участков составляет 20-30 см.

Читайте также:  С раствором сульфата меди 2 взаимодействует растворы гидроксида натрия хлорида цинка

Стык делится на два неравных участка: один длиной 2/3 от общей и другой – 1/3. Первым заваривается участок большей длины по направлению к меньшему. После этого приходит черед короткого отрезка. Такая техника выполнения заметно снижает вероятность образование трещин в соединении.

Сварочные работы выполняются в нижнем положении углом вперед, то есть стержень наклоняется на 15-20 градусов в противоположную от сварки сторону. Если не выдержан оптимальный зазор между кромками, то высока вероятность их вспучивания. Тогда шов периодически нужно подравнивать молотком. Поэтому нельзя использовать графитовые подкладки (они расколются), а лучше брать стальные или медные.

Качество

Посредством ручной дуговой сварки формируются качественные соединения. Проковка стыка улучшает его прочность примерно на 10-20%. Обратная сторона медали: после проковки снижается пластичность.

Сварка медных труб

Для работы подходят электроды «Комсомолец-100». Выполняется процесс на обратной полярности с подключением к источнику постоянного тока. Плотность сварочного тока составляет 50А/мм.

Предварительно рабочую зону нужно прогреть до температуры 250-300 градусов Цельсия. Трубы диаметром до 50 мм греют полностью, а в случае соединения магистралей большего диаметра ограничиваются местным прогревом. Предварительно делают прихватки. По ходу наложения основного шва прихватки удаляются, поскольку повторный нагрев приводит к увеличению числа пор. Нормативная производительность труда при таких работах составляет 15 метров шва за час работы. Нужно избегать перегрева металла свыше 350 градусов Цельсия.

Ручная сварка графитовым или угольным электродом

Данный способ применятся для соединения малоответственный изделий. Угольные электроды применяются в работе с медью толщиной до 15 мм. Заготовки с более толстыми стенками свариваются графитовыми расходниками. В каждом из вариантов требуется подключение к источнику постоянного тока прямой полярности. Плотность тока варьируется в диапазоне 200-400А на квадратный сантиметр.

Присадку не погружают в расплав, а держат на удалении 5-7 мм под углом 30 градусов. Электрод наклоняют незначительно: угол составляет примерно 75-85 градусов. Сварной шов от окисления защищают при помощи флюса, состоящего из плавленой буры (96%) и магния (4%). Предварительно смоченный в жидком стекле флюс наносится на край электрода.

При толщине металла больше 5 мм требуется предварительная разделка кромок. Общий угол составляет 70-90 градусов. Заготовки располагают с зазором до 0,5 мм. В качестве подкладки может служить графитовая или асбестовая пластина. Электрод ведется углом вперед. Заготовки толщиной до 5 мм проковывают без подогрева, а детали с более толстыми стенками предварительно разогреваются до температуры 800 градусов, после чего быстро охлаждают. Желательно сваривать за один проход, поскольку в этом случае обеспечиваются наилучшие эксплуатационные характеристики соединения.

Ручная дуговая сварка с аргоном

Соединение меди в среде защитного газа выполняется вольфрамовыми электродами при прямом подключении к источнику постоянного тока. Металл толщиной свыше 4 миллиметров предварительно прогревается до температуры 800 градусов Цельсия. Для присадки используется пруток из меди, бронзы или медно-никелевого сплава.

При толщине металла свыше 6 мм рекомендована V-образная разделка кромок с углом раскрытия до 70 градусов. Сваривание деталей выполняется углом вперед, стержень удерживается под углом 80-90 относительно заготовки, а присадочный материал – под углом 10-15 градусов.

Сварка автоматом и полуавтоматом под флюсом

Для повышения производительности и улучшения качества сварного соединения в промышленном производстве применяются автоматические и полуавтоматические сварочные аппараты. Соединение деталей из меди небольшой толщины выполняют успешно выполняют под флюсом неплавящимися электродами.

Подготовка

Кромки зачищаются, а заготовки располагаются на удалении 1-1,5 миллиметра. Если толщина полок превышает 6-8 мм, то рекомендуется предварительная V-образная разделка кромок, с суммарным углом 60 градусов. При этом детали можно расположить впритык, без технологического зазора.

Планируя сварку заготовок с зазором, нужно позаботиться о наличии подкладки. В противном случае расплав будет вытекать. Лучше всего использовать флюсовые подкладки, но не стоит слишком сильно прижимать их к заготовкам. Ведь в таком случае ухудшается качество корня сварочного шва.

Сваривать медные детали желательно с предварительным подогревом рабочей области. Если полки небольшой толщины, то можно ограничиться местным подогревом. Толстые стенки необходимо прогревать на протяжении всего процесса сварки. Точно так же следует поступить и при работе с длинными стыками. Температура подогрева составляет 250-300 градусов Цельсия.

Присадка

Для сварки используется медная проволока. Тонкую проволоку предварительно нужно нагартовывать. Если сделать это по каким-либо причинам невозможно, то желательно тонкую медную проволоку заменить на более толстую бронзовую. При этом нужно иметь ввиду, что использование бронзы увеличивает вероятность образования трещин.

Автоматическая сварка заготовок с присадкой из тонкой медной проволоки подразумевает использование специальных протяжных механизмов для автоматизации подачи материала в рабочую зону. Помимо тонкой можно использовать проволоку толщиной 3 и больше миллиметра. Проволоку толще 5 мм для сваривания меди не применяют, поскольку в этом случае требуются специальные источники тока.

Флюсы плавленые и неплавленые

Из числа плавленых флюсов наибольшее распространение получили:

  • марганцевые высококремнистые – АН-348, АН348А, ОСЦ-45;
  • марганцевые низкокремнистые – ПН-10, АН-51;
  • безмарганцевые низкокремнистые – АН-20.

Не менее популярны керамические флюсы, позволяющие легировать расплав и добавлять в его состав раскислители. Состав наиболее востребованных марок таких флюсов приведен в таблице.

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

Основное достоинство керамических флюсов заключается в том, что они позволяют работать с источниками переменного тока. Самым активным является флюс марки ЖМ-1. Он обеспечивает стабильные результаты. При его использовании содержание расплава получается максимально чистым. Результаты исследований приведены в таблице.

Металл Содержание компонентов, %
Cu Fe Al Si Мп 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

Чаще всего медь сваривают постоянным током с обратной полярностью под флюсом. Исключение составляет только вариант с использованием флюса ЖМ-1, которому необходим переменный ток. Рекомендованные режимы сварки указаны в таблице.

Режимы сварки под плавлеными флюсами

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 БрКМц3-1 2 340-350 250 70-75
4 Нет БрКМц3-1 2 350-370 260 60-70
5 Нет БрКМц3-1 2 380-420 270 45-55
6 Нет БрКМц3-1 2 450-470 300 26-32
Примечание. Значение индексов: 1 — первый слой; 2 — второй слой.

Режимы сварки под керамическим флюсом ЖМ-1

Толщина меди, мм Диаметр проволоки, мм Сила тока, А Рабочее напряжение, В Скорость сварки, м/ч
4 4
5
490
550
22-24
22-24
42
37
6 4
5
580
640
26-28
26-28
32
28
8 4
5
650
710
30-32
30-32
26
22
10 4
5
710
780
34-36
34-36
22
18

Режимы сварки под керамическими флюсами 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

Методики соединения стали и меди имеют незначительные отличия. Полки толщиной до 8 мм желательно соединять за один проход. Во время работы с толстыми заготовками, для сваривания которых требуется несколько проходов, каждый шов перед наложением нового нужно тщательно зачищать.

В автоматической и полуавтоматической сварке используется тонкая присадочная проволока из меди. Детали со стенками толщиной свыше 6 мм предварительно разделываются с общим углом раскрытия 90 градусов. Чтобы уменьшить количество пор, сваривают детали без поперечных колебательных движений.

Для сварки заготовок со стенками толщиной 10+ мм полуавтоматом применяется проволока толщиной 2 мм. Желательно работу выполнить за один проход. Рекомендованные настройки: напряжение – 30В; сила тока – 300А; производительность – 10 метров за час. Нужно обеспечить колебательные движения держателя в поперечном направлении.

Многопроходная сварка требует от специалиста внимательности и аккуратности. Чтобы избавиться от шлака в расплаве, нужно соблюдать порядок наплавления валиков. После формирования корневого шва валики наплавляются по сторонам. Порядок выполнения работы показан на рисунке.

Качество

Прочность сварного соединения во многом зависит от режима сварки и расходных материалов. в таблице приведены усредненные данные различных соединений, выполненных 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 БрКМц3-1 234,4 307,9 180 33,0
Прмечание. Прочность основного металла 213,8МПа
*В скобках даны результаты испытаний плоских образцов
Читайте также:  Оксид ртути реагирует с медью

Согласно приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что прочность сварного соединений не уступает основному металлу.

Сварка газовой горелкой

Листы толщиной до 10 мм свариваются пламенем мощностью 150 литров за час работы из расчета на 1 мм металла. Нельзя варить науглероживаючим пламенем. Это чревато образованием трещим в сварном шве. Работы выполняются за один проход, поскольку повторный разогрев ранее сформированного шва спровоцирует появление трещин.

Подготовка

Заготовки необходимо очистить от загрязнений, пятен, оксидов и т.п. Ширина чистого участка по длине составляет 30 см в каждую сторону от стыка. Очищать можно вручную, а можно на специальном оборудовании, оснащенном абразивными рабочими органами.

Как показывает практика, наиболее часто медь варится встык. Другие способы соединения – тавровый и внахлест – применяются намного реже. В первом случае очень часто возникают подрезы, а во втором – высока вероятность непроваров. Поэтому вместо соединения внахлест детали свариваются в торец.

Когда возникает необходимость сварить детали внахлест, то важно следовать простому правилу. Оно гласит, что варить шов нужно по толстому листу со стороны тонкого. В противном случае высока вероятность прожога тонкого металла. На рисунке изображены два варианта исполнения – правильное и ошибочное.

Перед сваркой меди толщиной 1,5-2 мм нужно выполнить отбортовку заготовок по всей длине стыка. Разделка заготовок с полками до 3 мм не проводится. Детали варятся встык с зазором 1,5-2 мм. Чтобы провар был максимально качественным используются подкладки с желобом. Без разделки можно сваривать и более толстые листы – до 8 мм включительно. Но только в том случае, если есть возможность сформировать швы с обеих сторон. Технологический зазор при сборке конструкции составляет 3 мм.

Перед свариванием листов меди толщиной 3-10 мм желательно выполнить скос кромок. Угол скоса составляет 45 градусов, а зазор между заготовками – 3 миллиметра. Если толщина полок превышает 10 мм, то выполняется V-образная разделка кромок с углом раскрытия 90 градусов. Более толстые заготовки соединяются с использованием двух горелок одновременно при вертикальном расположении стыка.

Присадочная проволока

Для изготовления малоответственных конструкций применяется проволока, состав которой соответствует основному металлу. А вот в случаях, когда требуется высококачественное соединение, лучше взять проволоку с раскислителем. Присадочная проволока, предназначенная для сваривания меди толщиной до 10 мм в своем составе имеет фосфор, а расходный материал для более толстых заготовок содержит кремний.

Не рекомендуется использовать присадочную проволоку из оловянистой бронзы. Она имеет температуру плавления ниже по сравнению с медью на 150 градусов Цельсия. Поэтому хороший провар обеспечить не получится.

Что касается выбора диаметра, то, как показывает практика, не нужно брать расходный материал тоньше 1,5 и толще 8 мм. В таблице приведены рекомендуемые размеры проволоки в зависимости от толщины заготовок.

Диаметр проволоки, мм Толщина свариваемых медных деталей, мм
1,5 до 1,5
2,0 1,5-2,5
3,0 2,5-4,0
4,0 4,0-6,0
5,0 6,0-8,0
6,0 8,0-15,0
8,0 свыше 15

Технология

При работе с медными листами, толщина которых составляет 5 мм, желательно устанавливать их под углом 7-10 градусов относительно горизонта. В этом случае наполнение разделки будет наиболее полным. Горелку перемещают в сторону подъема, удерживая ее под углом 40-50 градусов по отношению к листу металла. Проволока держится под углом 30-40 градусов к листу.

При сварке металла толщиной 15 и больше миллиметров лист нужно располагать вертикально. Работы выполняются с двух сторон одновременно. То есть нужны две горелки. Они удерживаются под прямым углом относительно рабочей поверхности. Если толщина листа свыше 20 мм, то стык нужно проварить таким же способом, но раздели на отрезки длиной до 15 см. делают небольшие перерывы для проковки швов.

Когда сварка выполняется с прихватами, то основной шов нужно формировать не от начала, а отступив от края примерно треть общей длины стыка. Важно обратить внимание на то, что 2/3 варятся многоступенчатой проходкой в одном направление, тогда как оставшаяся часть – в обратном. Такая техника рекомендована для всех способов сварки медных листов.

Качество

Насколько хорошо будет сделана работа зависит не только от мастерства специалиста. Качество определяется также режимом сварки, составом присадки и флюса, типом сварного соединения.

Газосварка меди характеризуется сравнительно невысокой производительностью. Хорошего качества при тавровом соединении добиться очень сложно. Даже у специалистов с большим опытом выполнения подобных операций нередко случается брак. Сложно выдержать оптимальную температуру сварочной ванночки. А при малейшем перегреве образуется большое количество пор.

Улучшается качество сварного шва посредством проковки, но не всегда. От нее не будет толку, если толщина листа меньше 4 миллиметров. В результате проковки соединение становится хрупким и создаются внутренние напряжения.

Контактная сварка меди

Технология применяется повсеместно для сварки труб, проволоки, лент, прутков. Но больше всего способ востребован для соединения сплавов меди.

Точечная или шовная разновидности контактной сварки не получили широкого распространения. Соединение встык тоже используется нечасто из-за технологических трудностей, а именно: необходимости удержания расплавленного металла на торцах заготовок. Еще один недостаток заключается в том, что стыки приходится прогревать на большую глубину, а это в конечном итоге приводит к усадке металла.

Наиболее качественное соединение получается в том случае, когда выполнять осадку стыка под током. С помощью такого способа удается получить сварной шов, по своей прочности не уступающий основному металлу. На практике часто контактная сварка применяется для соединения медной проволоки с помощью разряда конденсатора. Рекомендованные режимы работы приведены в таблице.

Ориентировочные режимы стыковой контактной сварки медных заготовок определенного сортамента

Параметры режима сварки Пруток, диаметром 10 мм Труба 9,5х1,5 мм Лента 44,5х10 мм
Установочная длина, мм 20 20
Припуск на оплавление, мм 12
Припуск на осадку, мм 8
Скорость оплавления, мм/сек 8
Скорость осадки, мм/сек 200
Удельное давление осадки, МПа 372,2 284,4 215,7
Удельная мощность, кВт/мм2 2,6 2,66 1,35
Сила сварочного тока, кА 33 20 60
Вторичное напряжение, В 6 5 10

Примерные режимы стыковой контактной сварки медной проволоки с помощью разряда конденсатора

Диаметр проволоки, мм Емкость конденсатора, мкФ Напряжение заряда, В Начальное расстояние в стыке, мм Усилие осадки, Н
1,6 256 900 14 1373
2,0 380 1000 15 1373
2,8 380 1400 16 1471
3,0 440 1500 16 1569
3,0 1200 1000 9 1177
3,0 1200 800 5 1177
3,0 550 1400 5 1471
3,0 540 1300 8 1569
3,0 540 1500 12 1569
3,2 550 1500 14 1765

Сварка меди инвертором

Оборудование разработано для подачи постоянного тока прямой или обратной полярности. Использовать аппарат рекомендуется с небольшими перерывами. Свариваются небольшие участки длиной до 4 сантиметров. После нужно дать им остыть естественным путем. Электрод во время работы удерживать под углом 10-20 градусов.

Хорошие результаты показал инвертор в сочетании с угольными электродами. Для их плавления необходима температура, в три раза превышающая порог плавления меди. из-за этого их расход очень небольшой. Но для работы с такими стержнями нужно иметь опыт. Результат характеризуется высокой устойчивостью к окислению, плотность, прочностью и хорошим качеством. Во время выполнения работ электрод наклоняют под углом 30 градусов относительно рабочей поверхности. Силу тока устанавливают в зависимости от толщины полки. Она может варьироваться в диапазоне 35-130 ампер. Инвертор в сочетании с угольными электродами чаще всего применяется для сварки скруток и проводов.

Аппараты для сварки меди

Для соединения меди применяются разные сварочные аппараты: инверторы, автоматы, полуавтоматы, TIG. Самыми популярными торговыми марками являются ESAB, СПЕЦЭЛЕКТРОМАШ, TESLA.

BUDDY TIG 160 от ESAB

Горелка включается в двух- и четырехконтактном режимах. Аппарат совместим с любыми генераторами. Помимо меди используется для сварки иных металлов, в том числе и нержавеющей стали.

RENEGADE ES 300i ESAB

Наделен встроенной памятью, сохраняющей несколько наборов настроек. Самостоятельно настраивает параметры пуска в зависимости от силы тока. Небольшой и легкий с виду аппарат обладает большой мощностью. Инвертеры применяются для сварки прутков. Они генерируют ток в пределах 60-110 ампер. Отлично работают с медными и угольными электродами.

Для сварки электродами

Наиболее подходят для соединения медных пластин. Как пример – аппарат Orion 150s или 250s обладает небольшим весом и достаточной мощностью. Надежно сваривает медь вольфрамовыми электродами в защитной среде (чаще всего – аргон).

Инвертор Ресанта САИ-220 может подключаться к сети 140-220 вольт. Устройство укомплектовано принудительной системой охлаждения, поэтому не перегревается. Удобный вариант для выездной работы.

Для сварки проволокой

Сварку меди проволокой выполняют инверторным полуавтоматом Энергомаш СА-97ПА20. Его вес составляет 13 килограмм и дает возможность работать с проволоками толщиной от 0,6 до 0,9 миллиметров.

Модель Shyuan MIG/MMA-290 плавно подает расходный материал в рабочую зону. Скорость подачи можно регулировать в диапазоне от 2,5 до 13 метров за минуту. Может работать с электродами.

Инверторный полуавтомат Союз САС-97ПА195 наделен функцией холостого хода 60В. Рабочее напряжение регулируется в диапазоне от 15 до 23 вольт. Для работы подходит проволока 0,8-1 мм. Аппарат удобен, надежен и весит всего лишь 10 кг.

Для сварки проводов

Аппарат ТС-700-2 сваривает медные жилы сечением до 22 мм квадратных. Компактный агрегат имеет небольшой вес – 4 килограмма. Энергопотребление составляет 1 кВт. Угольного электрода достаточно для семисот сварок. Для сваривания медных скруток лучше всего использовать универсальные инверторы марок Сварог, Ресанта, QUATTRO, FUBAG и других. Модель Сварог ARC 160 Easy Z213 H имеет бесступенчатый регулятор тока. Он удобен в использовании, поскольку кабель переключается через особые разъемы.

Процесс значительно облегчается, если аппарат наделен функциями горячего старта, сглаживания перепадов силы тока, защиты от залипания. Для домашнего использования достаточно оборудования мощностью до 4 кВт. Оно генерирует силу тока в 160 ампер, которой будет достаточно для сварки металлов толщиной 5 миллиметров.

Источник

Adblock
detector