Как медь сварить с медью


Как правильно сварить медь с медью

Медь и ее сплавы (латунь, бронза и т.п.) широко применяются в различных сферах промышленности (особенно в электротехнике и при изготовлении труб) в качестве конструкционных материалов.

Медь широко используется в промышленности ввиду того, что она хороший проводник тепла и тока.

Медь хорошо проводит электрический ток и тепло, прекрасно сопротивляется коррозии, обладает высокой пластичностью и эстетичностью. Каждый, кому часто приходится работать с металлами, должен знать, как варить медь.

Особенности сварки меди

Процесс работы с медными изделиями во многом зависит от наличия в ее составе различных примесей (свинца, серы и т.п.). Чем меньший процент таких примесей будет содержаться в металле, тем лучше он будет свариваться. При работе с медью необходимо учитывать следующие ее особенности:

Характеристики меди.

  1. Повышенная окисляемость. При термической обработке данного металла с кислородом в околосварной зоне возникают трещины и хрупкие зоны.
  2. Поглощение газов в расплавленном состоянии меди приводит к образованию некачественного шва. Например, водород, соединяясь с кислородом при кристаллизации металла, образует водяной пар, вследствие чего в зоне термической обработки возникают трещины и поры, уменьшающие надежность шва.
  3. Большая теплопроводность. Это свойство меди приводит к тому, что ее сварку необходимо осуществлять с применением источника нагрева повышенной мощности и с большой концентрацией тепловой энергии в области сварного шва. Из-за быстрого ухода тепла снижается качество формирования шва и увеличивается возможность образования в нем наплывов, подрезов и т.п.
  4. Большой коэффициент линейного расширения вызывает значительную усадку металла при затвердевании, вследствие чего могут образоваться горячие трещины.
  5. При возрастании температуры выше 190°C уменьшается прочность и пластичность меди. В других же металлах при повышении температуры снижение прочности происходит с одновременным увеличением пластичности. При температурах от 240 до 540°C пластичность меди достигает наименьшего показателя, в результате чего на ее поверхности могут образовываться трещины.
  6. Большая жидкотекучесть делает невозможным осуществить качественную одностороннюю сварку на весу. Для этого нужно дополнительно использовать прокладки с обратной стороны.

Вернуться к оглавлению

Марки меди.

Примеси, находящиеся в меди, оказывают на ее свариваемость и эксплуатационные характеристики различное влияние. Некоторые вещества способны облегчить процесс сварки и повысить качество сварного шва, а некоторые — снизить. Для производства различных изделий из меди наиболее популярной является листовая медь марок М1, М2, М3, которые в определенном количестве содержат серу, свинец, кислород и т.п.

Наибольшее отрицательное влияние на процесс сварки оказывает О2: чем его больше, тем труднее будет добиться качественного шва. В медных листах М2 и М3 допускается концентрация О2 не более 0,1%.

Небольшая концентрация свинца при нормальной температуре не оказывает негативного влияния на характеристики металла. При увеличении температуры наличие свинца в том же количестве вызывает красноломкость.

Висмут (Bi) в твердом металле практически не растворяется. Он обтягивает зерна меди хрупкой оболочкой, вследствие чего сварочный шов становится хрупким как в горячем, так и в холодном состоянии. Поэтому содержание висмута должно быть не более 0,003%.

Самой вредной примесью после кислорода является сера, потому что она образует сульфид, который, находясь на границах зерен, значительно уменьшает эксплуатационные характеристики меди и делает ее красноломкой. При термической обработке меди с большой концентрацией серы она вступает в химическую реакцию, что приводит к появлению серного газа, который при остывании делает шов пористым.

Фосфор считается одним из наилучших раскислителей. Его содержание в медной заготовке не только не снижает прочностные характеристики шва, но и улучшает их. При этом его содержание не должно превышать 0,1%, потому что в противном случае медь становится хрупкой. Это следует учитывать при выборе присадочного материала. Фосфор также уменьшает свойство меди поглощать газы и увеличивает ее жидкотекучесть, а это может повысить скорость свариваемых работ.

Вернуться к оглавлению

Основные способы сварки меди.

Сварить медь можно различными способами, самыми популярными из которых являются:

  • газовая сварка;
  • автоматическая под флюсом;
  • аргонодуговая;
  • ручная сварка.

Какой бы способ ни был выбран, перед началом работ необходимо правильно подготовить свариваемые поверхности. Перед тем как сварить медь, бронзу, латунь и другие сплавы, необходимо свариваемые кромки и присадочную проволоку очистить от загрязнений и окислений до металлического блеска, а затем обезжирить. Кромки зачищаются с помощью щеток по металлу или наждачной бумагой. При этом применять крупнозерновую наждачку не рекомендуется.

Травление кромок и проволоки можно проводить в растворе кислот:

  • серной — 100 см3 на 1 л воды;
  • азотной — 75 см3 на 1 л воды;
  • соляной — 1 см3 на 1 л воды.

После процедуры травления заготовки промываются в воде и щелочи с последующей их сушкой горячим воздухом. Если толщина заготовки будет больше 1 см, то ее предварительно следует прогреть газовым пламенем, дугой или другим способом. Соединение стыков под сварку осуществляют с помощью прихваток. Зазор между стыкуемыми элементами должен быть одинаковым на всем участке.

Вернуться к оглавлению

Схема газовой сварки меди.

С помощь сварки меди газовой сваркой и при соблюдении технологии выполнения работ можно получить качественный шов с хорошими эксплуатационными характеристиками. При этом максимальная прочность места соединения будет составлять около 22 кгс/мм2.

В связи с тем, что медь обладает большой теплопроводностью, для ее сварки необходимо использовать следующий расход газа:

  • 150 л/ч при толщине изделия не более 10 мм;
  • 200 л/ч при толщине более 10 мм.

Чтобы снизить процесс образования закиси меди и уберечь изделие от возникновения горячих трещин, сварку следует проводить как можно быстрее и без перерывов. В качестве присадки применяется проволока из электротехнической меди или меди с содержанием кремния (не более 0,3%) и фосфора (не более 0,2%). Диаметр проволоки должен равняться около 0,6 толщины свариваемых листов. При этом максимально допустимый диаметр — 8 мм.

При осуществлении сварки распределять тепло необходимо так, чтобы присадочный материал плавился чуть раньше заготовки.

Для раскисления металла и очищения его от шлака применяются флюсы, которые вносятся в сварочную ванную. Ими также обрабатываются концы проволоки и кромки свариваемых пластин с обеих сторон. Для измельчения зерен наплавленного металла и увеличения прочности шва после окончания работ его проковывают. Если толщина заготовки равна не более 5 мм, проковку осуществляют в холодном состоянии, а при толщине более 5 мм — при температуре около 250°C. После проковки швы отжигают при температуре 520-540°C с быстрым охлаждением водой.

Вернуться к оглавлению

Схема автоматической сварки под флюсом.

Данный метод сварки производится обычным сварочным автоматом на постоянном токе обратной полярности. Если используется керамический флюс, то работать можно и на переменном токе. Чтобы сварить медь толщиной не более 1 см, можно применять обычные флюсы. Если же толщина является больше 1 см, то нужно использовать флюсы сухой грануляции.

В большинстве случаев всю работу осуществляют за 1 проход, применяя проволоку из технической меди. Если шов не должен иметь высокие теплофизические показатели, то для увеличения его прочности соединение бронзы и меди осуществляют бронзовыми электродами. Для того чтобы расплавленный металл не растекался и при этом формировался шов на обратной стороне заготовки, используются флюсовые подушки и графитовые подкладки.

Сварка латуни осуществляется под небольшим напряжением, потому что со снижением силы дуги уменьшатся вероятность испарения цинка. Сварку бронзы производят постоянным током обратной полярности. Высоту флюса ограничивают или используют флюс крупной грануляции (до 3 мм).

Вернуться к оглавлению

Принципиальная схема аргонодуговой сварки.

Аргонодуговая сварка широко используется для изготовления медных конструкций различной сложности. Для получения надежного соединения в качестве защитного газа применяется аргон высшего сорта или его смесь с гелием. В быту такая сварка производится вольфрамовыми электродами. В роли присадки обычно выступает проволока, закладываемая встык.

Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом осуществляется при постоянном токе обратной полярности. Электрод должен быть сориентирован строго в полости стыка. Если заготовка имеет толщину более 5 мм, то ее предварительно разогревают до 320-420°C. Медь меньшей толщины можно варить без предварительного подогрева. Некоторые режимы аргонодуговой сварки приведены в таблице.

Толщина заготовки, мм Диаметр электрода, мм Сварочный ток, А Напряжение дуги, В Расход газа, л/мин
1,0 0,8-1,2 80-110 18-20 7-9
2-3 0,8-1,6 140-210 19-23 8-10
5-6 1,0-1,6 250-320 23-26 10-12
8,0 2,0-3,0 350-550 32-37 14-18

Вернуться к оглавлению

Схема ручной сварки.

Данный процесс выполняется на постоянном токе обратной полярности. Заготовки толщиной не более 4 мм можно сваривать без разделки кромок, до 1 см — с разделкой с одной стороны. При большей толщине специалисты рекомендуют использовать Х-образную разделку.

Для сварки бронзы и латуни используются электроды марок ММ3-2, ЦБ-1, МН-4 и др. Большую популярность имеют электроды с покрытием «Комсомолец-100». Теплопроводность шва при сварке покрытыми электродами значительно уменьшается. При использовании такой проволоки в шов проникает часть легирующих компонентов, что уменьшает его электропроводность в несколько раз.

Ручная дуговая сварка латуни используется довольно редко. Это обусловлено интенсивным испарением в процессе работ цинка. При сварке латуни заготовку предварительно подогревают. Сварку бронзы покрытыми электродами производят постоянным током обратной полярности как с подогревом, так и без него. При этом используются токи от 160 до 280 А.

moiinstrumenty.ru

Выполняем сварку меди в домашних условиях

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.

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.

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.

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 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!

Сергей Одинцов

electrod.biz

Статьи по теме

В домашних условиях чаще всего возникает потребность сварки медных, при монтаже отопительных систем и водопроводов. Медь представляет собой хороший материал для водопроводных труб, потому что имеет гладкую поверхность, не поддается коррозии, обеспечивает хороший ток воды, не имеет вредных веществ в составе, не зарастает отложениями и обладает бактерицидными свойствами. Медные водопроводы способны прослужить очень долго, не меньше 50 лет.

Содержание:

Сварка цветных металлов

Сварка представляет собой процесс образования неразъёмных соединений с помощью установления между свариваемыми элементами межатомных связей при их частичном или общем нагреве, либо пластическом деформировании. Для производства сварки принято использовать разные источники энергии: лазерное излучение, газовое пламя, электрическую дугу, электронный луч, ультразвук и трение.

Сварка цветных металлов существенно отличается от процедуры сварки сталей, потому что цветные металлы обычно отличаются более высокой теплопроводностью и реагируют в расплавленном состоянии с газами, которые содержатся в атмосферном воздухе. Чтобы исключить возникновение подобных негативных последствий, необходимо более тщательно выбирать сварочные материалы, подготавливать детали к сварке и строго следовать инструкции сварки.

Развитие технологий в настоящее время позволяет провести сварку не только на промышленных и производственных предприятиях, но и в космосе, под водой и в домашних условиях на открытом воздухе. Однако процедура сварки цветных металлов, в том числе и технология сварки меди, является достаточно специфичной и зависит во многом от физико-механических свойств материала.

Свойства меди

Медь используется для изготовления трубопроводов для разных машин, сосудов, химической аппаратуры, токопроводящих частей и разных деталей. Данный материал характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, а также устойчив к коррозии. Технология сварки меди является достаточно сложным процессом.

Трудности процедуры вызваны склонностью меди к окислению в расплавленном состоянии с образованием тугоплавкого окисла и поглощению газов, значительной теплопроводностью, высоким показателем линейного расширения меди при нагревании, который в полтора раза выше, чем у стали, а также повышенной текучестью.

Свариваемость меди ухудшается в результате наличия в ней висмута, серы, свинца и кислорода. Свинец и висмут придают этому цветному металлу красноломкости и хрупкости, в форме закиси меди кислород вызывает формирование трещин и хрупких прослоек металла в области термического влияния.

На процедуру сварки меди в домашних условиях влияние оказывает кислород, который поглощается из атмосферы. Но, тем не менее, медные изделия широко используются в разных отраслях промышленности, поэтому было создано несколько методик сваривания данного металла.

Газовая сварка меди

При условиях соблюдения технологии процедуры медь отлично сваривается газовыми баллонами, что заправлены ацетиленом. Если выполнить сварку по всем правилам и после этого проковать шов, то вы получите сварное соединение высокого качества. При этом предел прочности шва достигает 17-22 кгс на квадратный миллиметр, когда максимальный предел прочности меди будет 22-23 кгс на миллиметр квадратный.

Так как теплопроводность меди достаточно высокая (в пять раз больше железа), необходимо для ее сварки пламя повышенной мощности: 150 л/час, если толщина материала меньше 10 миллиметров и 200 л/час при толщине больше 10 миллиметров. При сварке более толстых агрегатов нужно вести сварку с помощью двух горелок. Одну из них, мощностью 150-200 л/час, используйте для подогрева. Вторая горелка мощностью 100 л в час нужна для самой сварки заготовок.

Для уменьшения отвода теплоты снизу и сверху свариваемого металла рекомендуется проложить листы асбеста. Принято применять при данном способе сварки меди восстановительное пламя, ядро которого ориентировано к кромкам металла почти под прямым углом. Чтобы уменьшить формирование закиси меди и предотвратить образование горячих трещин, необходимо вести сварку максимально быстро, без перерывов. При этом строго следите за сохранением восстановительного пламени.

Непосредственно перед сваркой деталей из меди не применяются прихватки. Сварку изделия обязательно следует выполнять в специальном сборочно-сварочном приспособлении. В качестве присадки при сварке используйте проволоку из электротехнической меди, или металла, который содержит раскислители: не больше 0,2% фосфора и близко 0,15-0,3% кремния. Максимально допустимый диаметр проволоки присадочной – 8 миллиметров.

При сварке распределять тепло необходимо таким способом, чтобы плавилась проволока ранее кромок основного металла. Присадочный материал при этом будет наплавляться на кромки, что начинают плавиться. Скос кромок на листах с толщиной больше 3 миллиметров выполняют под острым углом 45 градусов. Перед сваркой кромки необходимо зачистить до блеска свежего металла, либо протравить с помощью раствора азотной кислоты с промывкой в воде.

Для правильного применения газовых баллонов, нужно просмотреть видео о сварке меди. Чтобы измельчить зерна наплавленного металла и повысить плотность сварных швов после сварки материал, который имеет толщину до 5 миллиметров, проковывают в холодном состоянии, а медь толщиной больше 5 миллиметров – при температуре плюс 200-300 градусов.

Шов подвергают отжигу после проковки шов при температуре порядка 500-550 градусов по Цельсию с быстрым охлаждением водой. Чтобы предотвратить образование трещин, нельзя вести проковку при температуре больше 500 градусов, потому что медь становится хрупкой при таких температурах.

Аргонодуговая сварка меди

Дуговую сварку плавлением широко применяют для создания медных сварных конструкций. С целью получения высококачественного сварного шва рекомендуется использовать защитные газы, в качестве которых выступает аргон высшего сорта или смесь аргона и гелия (50-75% аргона). Дуговую сварку меди на производстве и в домашних условиях чаще всего производят вольфрамовым электродом.

В качестве присадки необходимо использовать узкую профилированную проставку или проволоку, которая закладывается встык. Сварка меди аргоном вольфрамовым неплавящимся электродом отличается хорошей устойчивостью дуги. Применяют ручную дуговую сварку меди при соединении агрегатов небольшой толщины (до 4 миллиметров) и в труднодоступных местах.

Сварку вольфрамовым электродом выполняют при постоянном токе. Электрод должен быть сориентированным строго в плоскости стыка. В случае сварки металла, который имеет толщину больше 4-5 миллиметров, нужно его предварительно подогреть до плюс 300-400 градусов. Перед сваркой рекомендуется кромки основного металла и электродную проволоку зачистить до свежего металла.

Медь, которая имеет толщину до 5-6 миллиметров, можно варить без проведения разделки кромок. При сварке заготовок с толщиной 2 - 3 миллиметра не требуется проводить подогрев основного металла. А вот техника электросварки меди толще 4 миллиметров подразумевает подогрев до плюс 300-400 градусов. Технология сварки цветного металла, в том числе и меди, и сплавов допускает применение плавящихся электродов.

Пайка меди

Медь в отличие от стали целесообразнее в большинстве случаев паять, чем сваривать. Особенно, если речь идет о тонкостенных медных трубах, которые используются для разных систем – отопительных, водопроводных, газовых и холодильных. Это обусловливается рядом особенностей сварки меди.

При определенных стараниях совершить пайку меди сможет даже начинающий мастер, в то время как без основательной подготовки сварить ее вряд ли удастся. Пайка структуру металла не изменяет, не нуждается в дорогостоящем оборудовании, как того требует процедура сварки.

Паяные соединения при строжайшем соблюдении технологии и использовании подходящих материалов получаются довольно прочными и термостойкими для выдерживания предназначенной им механической и тепловой нагрузки.

При пайке меди принято использовать нахлесточные типы соединений, которые позволяют обеспечить высокую прочность конструкций даже в ситуации, если были использованы мягкие припои, которые обладают относительно малой прочностью. Для обеспечения удовлетворительного уровня прочности паяного соединения вы должны обеспечить нахлест не меньше 5 миллиметров. На практике обычно применяют более высокие значения для обеспечения хорошего запаса прочности.

Виды припоев

Сплавы меди и сам металл можно паять высокотемпературной и низкотемпературной пайкой. Существует много оборудования для сварки меди и её пайки, а также разнообразных твердых и мягких припоев, которые обеспечивают хорошее качество пайки деталей и труб. Предпочтительным для низко- и высокотемпературной паек считается применение припоя и флюса одного производителя.

Низкотемпературные припои

Применение низкотемпературных припоев позволяет совершать пайку при температуре, мало влияющей на прочность меди, однако предоставляет швы с плохими механическими характеристиками. Припой для высокотемпературной пайки обеспечивает большую прочность швов и допускает высокие температуры эксплуатации системы. Однако вместе с этим совершается отжиг меди, и необходим больший навык, потому что металл легко пережечь.

Низкотемпературная пайка считается наиболее востребованной в отоплении и водоснабжении. Учитывая большую площадь контакта элементов трубопроводов, низкотемпературные припои способны обеспечить достаточную прочность соединений.

Существуют следующие низкотемпературные бессвинцовые припои, что гарантируют достаточно высокое качество медной пайки: сплавы олова с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Львиную долю в них (до 97%) составляет олово, остальное припадает на другие элементы. Для низкотемпературной пайки данного металла вообще-то подходят и пропои свинцово-оловянные, но если нужно паять трубопровод для питьевой воды, то рекомендуется от них отказаться из-за вредных качеств свинца.

Обладают самыми лучшими технологическими свойствами серебросодержащие припои, к примеру, S-Sn97Ag3, который содержит 97% олова и всего лишь 3% серебра. Немного худшими, но все равно удовлетворительными качествами обладают припои медьсодержащие, включая и S-Sn97Cu3, в котором присутствует 97% олова.

Практике известны и трехкомпонентные припои, которые содержат олово (95,5%), медь (0,7%) и серебро (3,8%). Универсальным и широко применяемым припоем является оловянно-медный. Однако такое вещество имеет один существенный недостаток - высокую стоимость. Подобные составы припоев отвечают за хорошее качество швов и высокую прочность, долговечность и надежность систем водоснабжения и отопления.

Высокотемпературные пропои

К высокотемпературным припоям рекомендуется прибегать только в случае, когда в этом имеется особая потребность. К примеру, если необходимо эксплуатировать паяный трубопровод при высокой (выше плюс 110 градусов) температуре - в отопительной системе с использованием пара, что отличается высоким давлением.

Для пайки газопровода из медных труб используется исключительно высокотемпературная пайка, потому что предоставляет соединение с наибольшим уровнем прочности и надежности, а вот низкотемпературную пайку в газоснабжении не используют.

В случае пайки медных изделий между собой медно-фосфорные припои не нуждаются в обязательном применении флюсов. Еще одно достоинство этого припоя: параметры термического расширения меди паяемых деталей и пропоя почти идентичны. Большое распространение – за самофлюсующимся припоем, который состоит из 92% меди, около 6% фосфора и 2% серебра. Все твердые припои выпускаются в форме твердого прутка.

В связи с хрупкостью данного соединения, которая возникает из-за химических реакций фосфора с определенными металлами, медно-фосфорные припои нельзя применять для пайки цветного металла с содержанием никеля больше 10%. Также устанавливать данные припои не рекомендуется для пайки бронзы алюминиевой. Не рекомендуется их применять и при пайке чугуна и стали.

Флюсы при сварке

При сварке и пайке рекомендуется применять специальные аппараты для сварки меди и флюсы, которые защищают расплавленный металл от окисления, растворяют и превращают образовавшиеся окислы в шлаки. Их вносят в сварочную ванну. Помимо этого, флюсами покрывают концы кромки свариваемых агрегатов и присадочных прутков, а также обратную сторону основного металла.

Для низкотемпературной пайки в качестве флюсов преимущественно применяются составы, которые содержат хлорид цинка. Но при покупке флюса необходимо особое внимание уделять его составу. Флюсы состоят из буры прокаленной, кремниевой кислоты, кислого фосфорнокислого натрия и древесного угля.

Существует много эффективных флюсов для пайки меди, нужно попросту приобрести любой предназначенный для этого состав. К примеру, флюс F-SW 21 или канифольная вазелиновая паста, которая состоит из канифоли, технического вазелина или хлористого цинка. Паста считается самой удобной формой для нанесения на деталь.

Теперь вы поняли, что сварка меди отличается от процедуры сварки других металлов в виду особенностей данного материала. В некоторых случаях целесообразнее проводить пайку меди. С целью раскисления металла и удаления в шлак окислов, которые образуются при плавлении меди, рекомендуется использовать припои и флюсы.

strport.ru

Как производится сварка меди в домашних условиях

В домашних условиях часто возникает необходимость сварки меди в процессе установки водопроводов и систем отопления. В большинстве случаев водопроводные трубы изготавливаются из меди. Материал имеет гладкое основание, не поддается коррозии, способен обеспечить хороший ток воды и не имеет каких-либо вредных веществ.

Цветовые характеристики сплавов меди.

Сварка — это процесс образования неразъемных соединений между разными элементами. Этого можно достичь путем нагрева свариваемых металлов или их деформирования. Для сварки используются различные источники энергии:

  • пламя от газа;
  • электрическая дуга;
  • ультразвук;
  • лазерное излучение и др.

Процесс сварки меди значительно отличается от сварки сталей, так как цветные металлы имеют высокий уровень теплопроводности, а в расплавленном состоянии они будут реагировать с газами. Чтобы избежать возникновения негативных последствий, понадобится правильно выбрать материалы для сварки, произвести подготовку соединяемых элементов и соблюдать инструкцию по сварке.

Читайте также:

Как производится сварка чугуна.

Какова технология выполнения сварного шва.

На сегодняшний день сделать сварку можно не только на предприятиях, но и в домашних условиях. Следует знать, что процесс сварки меди имеет большое количество нюансов. Во многом сварка будет зависеть от физико-химических свойств материала.

Трудности сварки меди связаны со склонностью материала к окислению в расплавленном состоянии, высоким уровнем теплопроводности, высоким уровнем линейного расширения металла в процессе нагревания и высокой текучестью.

Свариваемость металла может ухудшиться при наличии в нем серы, свинца и других элементов. Свинец придаст подобному металлу хрупкости.

Контактная сварка своими руками.

В процессе сварки меди кислород будет поглощаться из атмосферы, потому следует это учитывать.

На сегодняшний день существует несколько различных способов сварки данного цветного металла.

Элементы, которые будут необходимы для того, чтобы самостоятельно произвести качественную сварку меди:

  1. Баллоны с ацетиленом.
  2. Горелки.
  3. Асбестовые листы.
  4. Проволока.
  5. Вода.
  6. Профилированная проставка.
  7. Припои.
  8. Флюсы.

Что нужно знать об электродах для сварки меди?

Конструкция трансформаторов для точечной сварки.

Чтобы получить качественный и ровный сварочный шов, следует использовать электрод, который покрыт особым составом. Покрытие используется для продуцирования шлака, который появляется с окислами металла. Состав будет препятствовать соприкосновению шва сварки с воздухом. Обмазка заполнит убыль, которая образуется в процессе сварки за счет выгорания элементов и вводит в шов новые элементы. Благодаря обмазке будет увеличена устойчивость электрической дуги. Шлаковый покров, который продуцируется подобным покрытием, будет замедлять остывание расплавленной меди, в результате чего из шва выделится большее количество газов.

Электроды, которые используются в процессе соединения металлов, можно разделить на 2 вида:

  1. Плавящиеся, которые изготавливаются из медных, алюминиевых, стальных или чугунных проволок.
  2. Неплавящиеся, которые изготавливаются из электротехнического угля, синтетического графита и других элементов.

Чтобы подобрать подходящие электроды, понадобится обратить внимание на их цвет:

  1. Электроды красного цвета используются для электродуговой сварки меди.
  2. Синие электроды применяются для обработки теплоустойчивых элементов.
  3. Электроды желтого цвета применяются для заготовок из коррозийностойких и жаропрочных сталей.
  4. Электроды серого цвета можно использовать для обработки цветных металлов.

Газовый метод сварки меди

Технология газовой сварки.

Если соблюдать технологию, то медь можно с легкостью сварить баллонами с ацетиленом. Сварное соединение отличного качества есть возможность получить путем проковки шва.

Медь имеет высокий уровень теплопроводности, потому для ее сварки понадобится пламя высокой мощности, 150 л/час, если есть материал толщиной менее 10 мм, и 200 л/час, если есть материал толщиной более 10 мм. Если производится сварка меди большой толщины, то понадобится использовать две горелки. Одна из них — для подогрева, а другая — для сварки деталей.

Чтобы уменьшить отвод теплоты, с нижней и верхней частей элемента понадобится уложить асбестовые листы. В данном случае рекомендуется использовать восстановительное пламя, ядро которого ориентируется к кромкам меди практически под прямым углом. Для уменьшения формирования закиси металла и предотвращения появления трещин высокой температуры понадобится производить соединение металлов с максимальной скоростью, без перерывов. В процессе нужно строго следить за сбережением восстановительного пламени.

Перед соединением элементов прихватки применять не нужно. Сварка меди производится в специальной сборочно-сварочной конструкции. В качестве присадки можно использовать проволоку из прочного металла или материала с раскислителями. Диаметр используемой проволоки должен быть не более 8 мм.

Расчет расхода защитного газа при сварке.

В процессе сварки тепло нужно распределять так, чтобы проволока расплавилась раньше кромок свариваемого металла. Присадочный материал должен наплавиться на кромки. Скос кромок на листах толщиной больше 3 мм производится под углом 45°. Перед соединением кромки надо будет зачистить до блеска нового металла. Можно также протравить кромки при помощи смеси азотной кислоты, после чего промыть водой.

Для измельчения зерен наплавленной меди и повышения плотности сварных швов после соединения материал толщиной до 5 мм нужно проковывать при низкой температуре. Если используется медь толщиной более 5 мм, то проковывать нужно при температуре 200-300°С.

Шов подвергается отжигу после проковки швов при температуре 530-550°С, после этого быстро охлаждается водой. Для предотвращения появления трещин не нужно вести проковку при температуре более 500°С, так как в таком случае металл станет хрупким.

Соединение металла аргонодуговым методом

Аргонная сварка своими руками.

Дуговая сварка плавлением часто используется для получения сварных конструкций из меди. Для того чтобы получить шов сварки высокого качества, понадобится применять защитные газы, в качестве которых выступает аргон. Дуговая сварка меди чаще всего производится вольфрамовым электродом.

В качестве присадки понадобится использовать профилированную проставку небольшой ширины или проволоку, которую нужно будет заложить встык. Подобный метод сварки меди отличается хорошей устойчивостью дуги. Механическая дуговая сварка используется в процессе соединения деталей маленькой толщины и в местах, доступ в которые затруднен.

Сварка меди вольфрамовым электродом производится при постоянном токе. Электрод должен находиться строго в плоскости стыка. Если сваривается медь толщиной более 5 мм, то ее понадобится предварительно прогреть до температуры 300-400°С. Кромки соединяемого металла и проволоку электрода рекомендуется первым делом зачистить до состояния нового металла.

Материал толщиной до 5 мм может свариваться без зачистки кромок.

Если производится соединение деталей толщиной 2-3 мм, то прогрев свариваемого металла выполнять не нужно. Технология сварки подобного металла толщиной более 4 мм подразумевает прогрев металла до 300-400°С. В данном случае можно использовать и плавящиеся электроды.

Как правильно самостоятельно паять медь?

Схема капиллярной пайки.

Следует знать, что цветные металлы гораздо легче паять, чем сваривать. Особенно это касается медных труб с тонкими стенками, которые применяются для систем отопления, водопровода, газопровода и т.д.

Произвести пайку металла может даже человек без соответствующего опыта работы, но сваривать металл самому не получится. Структуру меди пайка изменять не будет. В данном случае не понадобится использовать какое-либо дорогостоящее оборудование.

Соединения пайки в случае соблюдения технологии и применения материалов хорошего качества получатся прочными, они смогут выдерживать нагрузки.

В процессе пайки подобного материала понадобится использовать нахлесточные способы соединений, которые дают возможность получить высокую прочность заготовок, даже если использовались мягкие припои, имеющие сравнительно малую прочность. Чтобы обеспечить приемлемый уровень прочности шва пайки, понадобится делать нахлест не менее 5 мм. Чаще всего применяются более высокие показатели для обеспечения большого запаса прочности.

Существующие виды припоев

Сплавы меди есть возможность соединять пайкой высокой и низкой температуры. На сегодняшний день можно найти достаточно большое количество оборудования для сварки подобного металла и его пайки, а также различные твердые и мягкие припои, которые способны обеспечить отличное качество пайки элементов. Для пайки при низкой и высокой температурах предпочтительнее всего использовать припой и флюс одинакового изготовителя.

Низкотемпературные припои

Сварка меди в среде инертных газов.

Использование низкотемпературных припоев дает возможность производить соединение элементов при температуре, которая мало влияет на прочность металла, но предоставляет швы с не лучшими механическими характеристиками. Припой для пайки при высокой температуре способен обеспечить хорошую прочность швов и позволяет эксплуатировать систему при высокой температуре. Однако в данном случае может произойти отжиг металла, в связи с чем работу может произвести лишь квалифицированный специалист.

Пайка при низкой температуре чаще всего используется при монтаже системы отопления. Следует знать, что низкотемпературные припои смогут обеспечить отличную прочность соединений, если учитывать большую площадь контакта трубопроводных элементов.

На сегодняшний день существуют такие низкотемпературные припои, которые гарантируют отличное качество пайки меди: сплавы олова с медью, сурьмой, серебром и другими элементами. Для пайки при низкой температуре можно использовать и припои из свинца и олова, однако если понадобится соединить трубопровод для питьевой воды, то их использовать не допускается в связи с вредными свойствами свинца.

Высокотемпературные припои

Сварка неплавящимся электродом.

Припои такого типа допускается применять в случае, когда надо будет паять трубопровод при высокой температуре.

Если понадобится спаять трубопровод из металлических труб, следует использовать лишь пайку при высокой температуре, так как в таком случае можно будет получить соединение отличной прочности. Следует знать, что пайка при низкой температуре в газоснабжении не используется.

Припои из меди и фосфора не требуют обязательного использования флюсов в процессе пайки. Характеристики расширения подобного металла и припоя практически одинаковы, что является дополнительным преимуществом. Твердые припои производятся в форме прута.

Данное соединение является хрупким, потому подобные припои ни в коем случае нельзя использовать для пайки материалов с содержанием никеля более 10%. Применять такие припои не допускается и для соединения алюминиевой бронзы.

Флюсы для соединения медных заготовок

Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов.

В процессе соединения подобных элементов лучше всего использовать специальные устройства для сварки металлических элементов и флюсы, которые способны защитить расплавленную медь от окисления, растворить и превратить появившиеся окислы в шлаки. Их понадобится вносить в ванну сварки. Флюсами можно покрыть концы кромки соединяемых деталей и прутьев, а также заднюю часть свариваемой заготовки.

На сегодняшний день для соединения металлов при низкой температуре в качестве флюсов чаще всего используются составы, в которых содержится хлорид цинка. В процессе приобретения флюса важно уделить внимание его составу. Флюсы могут состоять из прокаленной буры и других элементов.

На сегодняшний день можно найти большое количество флюсов для пайки подобного металла. Понадобится лишь выбрать любой состав, который подходит для работы данного вида.

Сварка меди в домашних условиях значительно отличается от процесса сварки остальных металлов, так как медь имеет некоторые особенности. Целесообразнее производить пайку подобного металла. Материал раскисляется, а окислы удаляются в шлак, потому обязательно понадобится использовать подходящие припои и флюсы.

moyasvarka.ru


Смотрите также

 
ООО "ЭлитСтрой" - производство и продажа пеноблоков
Карта сайта.XML.