Сварка оцинковки, несколько способов решения задачи

Типовые задачи с решениями на ручную дуговую сварку

Задача 1. Определить скорость электрона, необходимую для ионизации соударением атома натрия, если его потенциал ионизации

Решение. Из уравнения 1.1 следует, что ;

Ответ.

Задача 2. Определить эффективный потенциал ионизации, если температура дуги 4860°К.

Решение. Из уравнения 1.2 .

Отсюда:

Ответ.

Задача 3. Определить коэффициент расплавления и потребляемую мощность, если ручной дуговой сваркой сваривается лист толщиной 10мм, и за 80с расплавилось 400мм электрода КПД трансформатора 0,8.

Решение. Из уравнения 1.4. , масса расплавленного металла равна массе использованного электрода:

Сила сварочного тока согласно 1.9:

Выбираем диаметр электрода согласно 1.3 равным 5 мм.

Напряжение дуги:

Учитывая, что , получим ––

;

Потребляемая мощность:

Ответ.

Задача 4. Определить температуры точек на полубесконечной пластине на расстоянии 1,0 и 3,0 см от источника теплоты, если известно, что сваривается низкоуглеродистая сталь толщиной 12 мм, КПД дуги 0,8.

Решение. Из 1.15 . Из табл. 1.2 находим коэффициент теплопроводности:

. Тогда .

Учитывая толщину металла, выбираем для сварки электрод диаметром 6 мм.

Тогда: по (1.9) .

Напряжение дуги:

Тогда для точки, находящейся на расстоянии 1 см от источника тепла,

,

а температура в точке, находящейся на расстоянии 3 см,

Ответ. .

Задачи для решения

Задача 1. Используя данные табл. 1.1, определить скорость электронов, необходимую для ионизации атомов кислорода, кальция и железа.

Задача 2. Определить эффективный потенциал ионизации, если температура столба дуги 13010 °К.

Задача 3. Определить массу наплавленного металла при сварке стального листа толщиной 6 мм, если коэффициент наплавки , а время сварки 76 с.

Задача 4. Определить коэффициент расплавления при ручной дуговой сварке стального листа толщиной 8 мм, если за 90 с расплавилось 350 мм электрода.

Задача 5. Определить потребляемую мощность при сварке стальных плит толщиной 20 мм, если КПД трансформатора 0,8.

Задача 6. Определить коэффициент наплавки, если при сварке стального листа толщиной 4 мм за 80 с израсходовано 400 мм электрода, а коэффициент потерь составил 15 %.

Задача 7. Определить коэффициент потерь, если , а при сварке стального листа толщиной 6 мм расплавилось 350 мм электрода за 80 с.

Задача 8. Определить коэффициент наплавки, если длина дуги 5 мм, а за время 96 с наплавлено 42 г металла.

Задача 9. Определить коэффициент наплавки, если на сварку стального листа толщиной 18 мм и длиной 2200 мм с V–образной разделкой под углом 60° затрачено 1,5 ч.

Задача 10. Определить , если при сварке в сети потреблялась мощность 7 кВт, при КПД 80%, а напряжение составляло 25 В. При этом за 75 с наплавлено 46 г металла.

Задача 11. Определить коэффициент потерь, если сваривается лист толщиной 9 мм, а за 40 с наплавлено 25 г металла при .

Задача 12. Определить расстояние от источника тепла до точки, где температура составит 1000 °С, если свариваются листы из нержавеющей стали толщиной 5 мм. КПД дуги 0,8.

Задача 13. Определить мощность, потребляемую при автоматической сварке под флюсом стальных листов толщиной 15 мм если КПД оборудования 80 %.

КОНТАКТНАЯ СВАРКА

Этот вид сварки основан на том принципе, что при прохождении тока через металл в нем выделяется тепло в соответствии с законом Джоуля-Ленца:

(2.1)

Максимальное количество тепла выделяется в месте контакта свариваемых деталей, так как здесь сопротивление R значительно больше, чем в других местах цепи.

По типу свариваемого соединения различают следующие виды контактной сварки: стыковая, точечная и шовная.

Стыковая сварка

При этом виде сварки заготовки приводят в соприкосновение и пропускают ток, приложив к ним определенное усилие. Схема такой сварки приведена на рис. 2.1.

Сопротивление сварочной цепи складывается из сопротивления участков детали , сопротивления электроконтактов и сопротивления самого контакта соединяемых деталей . Стыковая сварка может осуществляться сопротивлением, когда кромки свариваемых деталей нагревают до пластического состояния, а затем сдавливают, и оплавлением – когда кромки оплавляют. Циклы их приведены на рис. 2.2. Стыковая сварка используется для сварки труб, рельсов, строительной арматуры, сверл диаметром более 10мм, толстых плит, звеньев цепей и др.

Технология стыковой сварки включает определение силы сварочного тока, времени, усилия осадка и также установочной длины.

Как сваривают оцинкованный металл

Покрытие металлических поверхностей цинком – популярный, экономически выгодный способ защиты от окислительных разрушений. В результате снаружи образуются цинковый слой с прочной оксидной пленкой.

Оксиды цинка, в отличие от аналогичных соединений железа, имеют плотную структуру с минимальным количеством мельчайших пор. Влага и кислород из окружающей среды не могут проникнуть в микроячейки и нанести ущерб. Но сварка оцинковки без специальных знаний и навыков представляет определенную сложность.

Особенности материала

Существует несколько технологий нанесения оцинковки, с разной толщиной защитного покрытия. Толщина сформированного слоя варьируется в диапазоне от 2 мкм до максимальной величины 150 мкм.

При сварке любого оцинкованного изделия, например листа, происходит разогревание металла до температуры, превышающей 1000 °C. Процесс сопровождается негативными явлениями:

  • цинк переходит сначала в жидкую фазу, затем в газообразное состояние. Его температура плавления составляет 906 °C;
  • пары проникают не только в воздух, но и в основу, нарушая структуру базового металла;
  • частицы испарений нарушают качество шва оцинковки.

Самая большая опасность заключается в токсичности паров. Оцинковка во время сварки вредна для здоровья. Место работы должно обязательно иметь мощную вентиляцию зоны сварки и эффективную общую вентиляцию помещения.

Удаление покрытия

Существует несколько способов сварки оцинковки. Выбор зависит от качества металла, толщины покрытия на нем, перспективы применения конструкции.

Проще всего снять поверхностный слой оцинковки механически. Для этого подойдут любые жесткие абразивы. Оцинковка при очистке требует больших усилий.

Можно удалять слой термическим способом, но при нагревании, опять же, возможны вредные испарения. Существуют химические способы убрать покрытие в месте будущих швов.

Опасения вызывают остатки незащищенных металлических участков рядом со швом. Оцинковка с такими оголенными участками в будущем может подвергаться коррозии, что вызовет порчу всей конструкции.

Подбор электродов

Если снять наружный слой технически нельзя, можно использовать другой подход, приемлемый для покрытий с толщиной не более 15 мкм.

Сварка оцинкованной стали с низким содержанием углерода может быть выполнена электродами с рутиловым покрытием (АНО-4, МР-3, ОЗС-4). Содержащийся в них оксид титана упрощает первичное и повторные зажигания дуги, сокращает потери из-за образования брызг, обеспечивает прочность и герметичность шва.

Для соединения сваркой сталей низкого легирования нужны электроды с сильноосновными флюсами (УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50). Для предотвращения образования пор силу сварочного тока нужно увеличить на 10 – 50 А.

Процесс следует проводить аккуратно, понижая скорость на 10 – 20 %, по сравнению с обычной сваркой. Работа с оцинковкой при сварке требует специальных навыков. Придется увеличивать приблизительно в 2 раза расстояние между соединяемыми кромками. Выполняя все требования, можно получить хороший сварочный шов.

При толщине слоя покрытия больше 15 мкм, но меньше 40 мкм результативна другая технология. Нужно электродом чередовать поступательные движения с возвратными до тех пор, пока оцинковка не очистится.

Важно сосредоточиться на требуемых границах, не повредить слой в прилежащих зонах. Этот эффективный метод очистки поверхности позволяет получить прочный шов.

Применение полуавтомата

Хороший результат получается при сварке оцинковки полуавтоматом с правильно выбранными присадками. Практикой подтверждена эффективность присадок, содержащих медь в сочетании с кремнием, алюминием или марганцем. Это могут быть следующие вещества: CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. От соотношения компонентов зависит прочность соединения и легкость последующей механической обработки.

Соединение меди с кремнием, которое содержит оцинковка, способствует образованию не очень прочного, но легко обрабатываемого шва.

Неорганический композит из меди и алюминия, прежде всего, рекомендуют для продукции, содержащей алюминий в свариваемых конструкциях.

Трехкомпонентное вещество из меди, кремния и марганца обеспечивает шов с повышенной прочностью. Впоследствии для его обработки нужно прилагать значительные усилия.

Медь плавится при температуре более низкой, чем температура плавления стальных сплавов. Поэтому такая сварка оцинковки в значительно мере напоминает запаивание.

Провод, как присадка, должен подаваться в рабочую зону плавно и точно в наконечник, обеспечивающий контакт. Для подачи лучше применять привод с 4 роликами, а наконечник тщательно выбирать по размеру.

Если все сделано профессионально грамотно, то от корродирования защищен как базовый металл, так и шов при минимальных затратах изначальной энергии на сварку.

Рабочая зона очищается строго в обозначенных размерах. Не происходит разбрызгивания материалов при нагреве до температуры сварки. Оцинковка в этом случае сваривается прочно.

Для обеспечения стабильности процесса тщательно выбирают источник питания, режимы регулировки. Максимальное качество шва на оцинковке достигается при импульсном токе в инертной среде аргона. В качестве защитных газов могут быть применены также гелий, диоксид углерода или другие инертные газообразные вещества.

Точечный метод

В автомобилестроении повсеместно используются оцинковка с добавками Al, Mn, Si (так называемые TRIP-стали). Материалы успешно свариваются при правильном проведении контактной точечной сварки.

При серийном осуществлении операций в соответствии со справочными показателями подбирают форму, размеры электродов, учитывая толщину оцинкованного материала.

Формирующаяся точка соединения отличается прочностью, которая выше, чем у исходных листов. При проверке шва на разрыв линия разрыва проходит не по точке сваривания, а рядом.

Сварочные машины инверторного типа, работают от постоянного или переменного тока. Метод, обеспечивающий хорошие результаты, требует больших затрат энергии.

Популярно контактное оборудование, поставляющее импульсы трех типов: для предварительного нагрева рабочей зоны, непосредственно сварки оцинковки и последующей термической обработки.

При точечной сварке любых материалов, в том числе оцинковки, заметно изнашиваются электроды. Поэтому на стационарных рабочих постах сварщиков существует автоматическая возможность корректировки режимов, регулировки процесса в целом.

В ручной технологии это выполнить практически нереально. На протяжении одного цикла менять размеры, форму шва недопустимо. Точечная сварка в промышленных потоках осуществляется современным, полностью автоматизированным оборудованием.

Как сваривать трубы

Подходы при монтаже и ремонте трубопроводов из металлических сплавов с цинковым покрытием такие же, как при работе с другой продукцией.

Можно использовать флюсы. Сначала трубы, подлежащие свариванию, нужно хорошо зачистить снаружи и внутри, затем прогреть. Если диаметр не превышает 3 мм, кромки можно специально не обрабатывать.

У труб с большим диаметром кромки раскрывают на 90 градусов и притупляют на 1,5 мм. Ширина зазора при сваривании в обоих случаях равняется 2-3 мм. Размягченный флюс наносят на поверхность оцинковки с двойным избытком, по сравнению с количеством, используемым для непокрытых стальных труб.

Если диаметр трубы не превышает 250 мм, а толщина металла 6 мм, выбирают сопла с размером до 2 мм. Для сварки более широких труб из толстого металла нужны сопла с размером от 2 мм до 4 мм.

Хорошее качество при высокой скорости исполнения обеспечивает электродуговая сварка любых труб с цинковым покрытием. Высокая квалификация сварщика, правильный выбор электродов, оптимальная скорость процесса обеспечат качество соединения оцинковки. Для предотвращения окислительных процессов по окончании работы место сварки и прилежащие участки нужно обработать специальными составами.

Варианты сварки оцинкованных труб – преимущества и недостатки способов

Трубы из оцинкованной стали весьма широко применяются для прокладки различных коммуникаций и сооружения всевозможных металлоконструкций, поскольку отличаются хорошими эксплуатационными качествами. Монтаж таких изделий может производиться несколькими способами. Данный материал расскажет о том, как варить оцинкованную трубу, и какие особенности данного процесса могут иметь значение в процессе работы.

Способы сваривания труб из оцинкованной стали

Технология электрического сваривания металлических изделий предполагает нагревание рабочей поверхности шва до 1200 градусов, тогда как температура кипения цинка составляет лишь 906 градусов. Такая разница в показателях в ряде случаев приводит к выгоранию цинкового слоя.

Среди нежелательных последствий процесса сварки оцинкованных труб можно назвать:

  1. Испарения цинка являются чрезвычайно вредными для здоровья. Если в помещении недостаточно хорошая вентиляция, вдыхаемые пары могут привести к отравлению или временной остановке дыхания работника.
  2. Слой цинка на сварочном шве нарушается в процессе работы, так что в этом месте могут начаться коррозийные процессы, при этом профильная оцинкованная труба уже не прослужит так долго, как могла бы.
  3. Если в процессе сварки оцинкованной трубы электродом происходит интенсивное испарение цинка, поверхность трубы может покрыться порами и трещинками. В результате шов будет недостаточно герметичным и прочным.

Таким образом, соблюдение правил безопасности при работе с данными изделиями является обязательным условием. Лицо нужно защитить специальным респиратором и маской из материалов-диэлектриков. На руки надевают прорезиненные перчатки с термоизоляционной тканью сверху.

Если предварительно обработать рабочую поверхность трубы соляной кислотой, можно избежать вспенивания слоя цинка. Обратите внимание, что в идеале желательно не допускать испарения цинкового покрытия, чтобы не лишить трубу защиты от коррозии. Достигнуть этого можно несколькими методами сварки.

Первый метод заключается в механической очистке слоя оцинковки с помощью абразивного круга с наждаком или щетки по металлу. Все дальнейшие сварочные работы будут производиться как с обычными черными трубами. Недостаток данной технологии заключается в устранении защиты от коррозии, которую обеспечивает цинковое покрытие, так что срок службы такого трубопровода существенно сокращается (прочитайте: “Виды технологий сварки труб – преимущества и недостатки способов”). Из-за контакта с жидкостью такая труба быстро начнет ржаветь и очень скоро потребуется ее ремонт или полная замена, что повлечет за собой дополнительные трудовые, материальные и временные затраты.

Тем не менее, если участок без цинкового слоя невелик, его можно защитить катодным способом – нанести на зачищенный участок цинковое напыление электрохимическим способом (прочитайте: “Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов”).

Альтернативной технологией сварки оцинкованной трубы будет применение специальных флюсов для пайки. В таком случае удалять цинковое покрытие не нужно. Такой метод широко используется в тех ситуациях, когда выполнить зачистку трубы невозможно. Для соединения труб требуется сплав UTP 1 и флюс HLS-B. Примечательно, что флюс при контакте с водой полностью растворяется, он безопасен для здоровья, поэтому такой способ вполне приемлем для сборки водопроводных систем.

Метод сварки труб из оцинковки с применением флюса

Перед тем как варить оцинкованные трубы электросваркой с применением флюса, кромки труб нужно зачистить до блеска металла и обезжирить, причем обработке следует подвергнуть как внешнюю, так и внутреннюю часть трубы (прочитайте также: “Как правильно варить электросваркой трубы – теория и практика от мастера”). Подготовленные отрезки трубы нужно прогреть на 20-30 см длины с двух сторон от будущего шва. В то же время, никаких манипуляций с кромками труб, толщина стенок которых не превышает 3 мм, производить не нужно – стык и так получится качественным. В данном случае зазор между концами составит 2-3 мм. Если же стенки у трубы более толстые, то размер зазора можно оставить таким же, а вот угол раскрытия кромки составит 80-90º с притуплением на высоте 1-1,5 мм.

Читайте также:  Как заделать щель между ванной и стеной – возможные варианты

Перед сваркой флюс нужно нагреть до состояния, среднего между твердым и жидким, после чего нанести его на место будущего соединения довольно толстым слоем. При этом для стыковки оцинкованных труб потребуется вдвое больше флюса, чем для работы с трубами из обычной стали. Главная задача флюса заключается в оттягивании им избыточного тепла в процессе сварки, чтобы цинковый слой не закипал и не начинал испаряться с кромок трубы.

Нагреваясь, флюс меняет свою окраску – сначала, с желтой на белую, а затем становится полностью прозрачным. Это значит, что можно приступать к пайке труб.

Обратите внимание, что размер сопла в горелке будет зависеть от толщины стенки оцинкованной трубы.

В частности, если толщина стенки трубы находится в пределах 2-6 мм, а ее сечение не превышает 250 мм, то достаточно будет сопла, диаметром 1-2 мм. Это касается, в том числе, заполняющих швов на любых трубопроводах.

Если же диаметр оцинкованной трубы составляет более 250 мм, а ее стенки имеют толщину более 2-6 мм, понадобится горелка с соплом 2-4 мм.

Столь пристальное внимание соплу горелки уделяется потому, что слишком большой его диаметр приведет к перегреву рабочей поверхности, в результате чего цинк начнет испаряться. Кроме того, наличие расплавленного цинка на поверхности трубы приводит к образованию пор, что снижает устойчивость изделия к коррозии и сокращает срок его службы.

Напротив, слишком мелкий диаметр сопла в горелке не позволит разогреть металл до нужной для сваривания температуры, что неизбежно приведет к прилипанию припоя.

Пайку оцинкованных труб осуществляют ацетилено-кислородным пламенем, отрегулированным на излишек кислорода. Это делается, чтобы в процессе пайки при взаимодействии припоя с кремнием образовывался его оксид, который препятствует испарению цинка.

Обратите внимание, что пламя горелки должно быть стабильным, а фокусировать его нужно на зазоре между заготовками и на кромках. В противном случае труба в месте соединения может перегреться.

Оптимальным методом, как сварить оцинкованную трубу в случае использования газовой горелки, будет техника «влево», то есть размещение припоя перед пламенем, чтобы оно не попадало на поверхность металла. Во время выполнения переплавляющего шва горелку нужно держать под углом 70-75º. Если же нужен заполняющий шов, то угол наклона будет 15-30º. Легче всего наблюдать за сварочной ванной, если горелка находится в нижнем положении, хотя это не принципиально.

За один проход можно соединить трубы сечением до 4 мм, а вот для изделий с большим диаметром потребуется многопроходная сварка.

В конце работы все излишки припоя удаляют металлической щеткой и водой. При этом стоит соблюдать осторожность, чтобы не повредить цинковое покрытие. Изнутри трубу оставляют с водой на сутки и промывают.

Если все сделано корректно, швы получаются качественными и не предполагают дополнительной защиты от коррозии.

Соединение труб с цинковым покрытием ручной электродуговой сваркой

Чтобы предотвратить возникновение пор в стыковых и угловых швах, можно увеличить ток и сократить скорость сварки. Для этого понадобятся электроды для оцинкованных труб, которые подбираются в зависимости от марки стали. В частности, марка электродов для сварки оцинкованных труб из высокоуглеродистой стали выбирается с рутиловым покрытием. А если сталь для труб использована низколегированная, то вполне подойдут электроды с основным покрытием.

У электродов с рутиловым покрытием есть целый перечень достоинств:

  1. Благодаря наличию в составе электрода оксида титана, дугу можно зажечь очень легко и быстро, причем неоднократно.
  2. Сварные швы с такой дугой получаются герметичными, прочными и очень качественными, без каких-либо дефектов.
  3. При работе практически не возникает брызг, так что потери материала ничтожно малы.

В составе рутилового покрытия электрода могут быть включения порошка железа. Оно способствует снижению удельного веса углерода в слое цинка и повышает устойчивость к растрескиванию.

Стоит отметить, что для выполнения сварочных работ электросваркой, нужен хотя бы минимальный практический опыт (подробнее: “Как варить трубы электросваркой правильно – пошаговое руководство”). Помимо внешнего покрытия электрода на мощность дуги влияет еще и его толщина. В частности, слишком толстый электрод выдаст дугу, которая быстро прожжет материал. Напротив, слишком тонким электродом вряд ли получится выполнить достаточно мощный и качественный шов. Поскольку чаще всего работы выполняются с трубами с толщиной стенок в 1,5-5 мм, оптимальный диаметр электрода составит 2-3 мм.

Немаловажную роль в процессе сварки играет и скорость прохождения электрода по поверхности. Если делать это слишком медленно, велика вероятность прожигания трубы. А если скорость движения электрода выше, чем необходимо, сварной шов получится непрочным. Подобрать оптимальную скорость можно только опытным путем.

Не забудьте по завершению сварочных работ обработать швы составом от коррозии.

Антикоррозийное средство должно соответствовать таким параметрам:

  • обладать хорошим сцеплением с поверхностью;
  • обеспечивать защиту от окисления на цинковом покрытии;
  • быть удобным и простым в нанесении без специальных приспособлений.

Неплохим вариантом для защиты оцинкованных изделий считается специальная краска, содержащая порядка 94 % цинковой пыли. Этот состав легко наносится и хорошо удерживается на вертикальной поверхности благодаря наличию в нем неомыляемых связующих компонентов.

Альтернативным способом антикоррозийной защиты поверхности является наплавка проволоки, в которой содержится 99,99 % цинка, либо цинково-кадмиевых прутков.

Другие методы стыковки оцинкованных изделий

Еще один способ соединения оцинкованных труб без их нагрева – резьбовая стыковка. Нарезать резьбу на оцинкованных трубах достаточно сложно, поэтому данный способ практикуется преимущественно на изделиях с малым сечением. К тому же, такой способ материально более затратен в сравнении с обычной сваркой. Еще один важный момент – на участке нарезки резьбы слой цинка будет уничтожен, так что труба быстрее начнет ржаветь.

Для сборки коммуникаций водоснабжения и отопления могут использоваться бессварные комплекты труб с фитингами, напоминающие конструктор. В таком наборе есть специальная муфта с уплотняющим кольцом, которую с помощью болтов закрепляют на канавке по краям трубы. Хотя такой метод сборки труб еще не достаточно распространен в нашем государстве, он обеспечивает прочное соединение и выполняется очень быстро.

Подводя итоги можно сказать, что ответ на вопрос, можно ли сваривать оцинкованные трубы, будет положительным, при условии соблюдения техники безопасности и технологии выполнения работ, а также при наличии опыта. Помните, что очень важно избежать перегрева труб и испарения цинка. Предотвратить эти явления можно с помощью флюса и рутиловых электродов. Альтернативные же методы стыковки труб хоть и имеют право на жизнь, однако, обходятся существенно дороже.

Как варить оцинковку

Тонкое цинковое покрытие увеличивает коррозионную стойкость стали. Оцинкованный прокат часто применяется в сварных металлоконструкциях. Чтобы они были прочными, необходимо учитывать разницу температуры плавления цинка и углеродистых сплавов. Поскольку разрушение защитного слоя недопустимо, при сварке оцинкованной стали необходимо соблюдать технологические особенности, сохраняющие целостность цинкового покрытия.

Сварка оцинковки производится несколькими методами: с помощью электродов, присадочной проволоки. Начинающим полезно будет узнать, как сделать качественное соединение, не повреждая защитного покрытия. Знаниями нюансов сварочного процесса делятся сварщики с опытом работы.

Особенности цинкового покрытия

На сталь антикоррозионное покрытие наносится несколькими методами. В зависимости от технологии толщина покрытия оцинкованного листа колеблется от двух до 150 микрон. Прожечь его легко, цинк плавится при температуре +906°С, сталь – при +1100°С. При обычном методе сваривания металла покрытие неизбежно пострадает. Его необходимо покрывать защитным флюсом, который не дает поверхности разогреваться.

Другая сложность сварки оцинковки – высокая токсичность выделяемых защитным покрытием паров. Сварка цинка требует защиты органов дыхания. Покрытие сначала размягчается, затем переходит в газообразное состояние. Эти пары при попадании в дыхательные пути вызывают сильную интоксикацию. Если необходимо монтировать оцинковку, нужно пользоваться масками с принудительным нагнетанием воздуха или работать в хорошо проветриваемом помещении, оснащенным вентиляцией.

Жидкий цинк значительно снижает качество шва. Делает рыхлым, хрупким. Чтобы он не попал в зону разогрева металла, участки в области шва очищают. Удаление цинкового покрытия – обязательная процедура соединения оцинковки. Основные способы очистки поверхности:

  1. Горячий, когда края заготовки перед сваркой обжигаются газовой горелкой. Быстрый но небезопасный метод, образуется слишком много ядовитых паров.
  2. Химический метод, обработка деталей кислотой или щелочью. После этого поверхности необходимо промыть и просушить.
  3. Механический, защитный слой счищается стальной щеткой, шкуркой, другим абразивным материалом.

При зачистке поверхности остальную часть покрытия не трогают, в местах повреждений быстро образуется коррозия.

Выбор электродов

Когда при монтаже оцинкованных металлоконструкций пользуются электродуговой сваркой, обычные электроды для стали не подойдут. Чем варится оцинковка? Нужны расходные материалы (электроды или проволока для полуавтоматов) с рутиловым покрытием. Для низкоуглеродистых сплавов приобретают электроды типов:

  • АНО-4, рассчитаны на сварку оцинковки при постоянном и переменном токе;
  • МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В;
  • ОЗС-4, аналоги сварочной проволоки СВ08А, СВ08. Марки с высоким содержанием флюсов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Они применяются для любых видов оцинковки, в том числе для сварки высокоуглеродистых сплавов, когда нужно высокое качество шва. Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.

Способы сварки оцинкованного металла

Для соединения оцинковки можно использовать газовую и электродуговую сварку. Возможна точечная, такой метод применим на предприятиях. Для точечной сварки оцинковки нужны специальные автоматы. В условиях гаража чаще применяется электродуговая сварка оцинковки с использованием защитных флюсов, специальных электродов или проволоки, реже – полуавтоматическая, она примется в автомастерских, на производстве, требует дорогостоящего оборудования. У каждого метода сварки оцинковки металлоконструкций есть свои преимущества. Знакомство с преимуществами и недостатками каждого поможет определиться с выбором аппарата. Чем и как варить оцинковку, зависит от опыта работы сварщика. Использование традиционных сварочных аппаратов для оцинковки требует навыков. Новичкам будет трудно выдерживать ампераж. Сложно не допускать непроваров или прожогов. Инвертор или полуавтомат в этом плане предпочтительнее.

Что важно знать при любом виде сварки:

  • шов делается методом наплыва, с частым отрыванием электрода;
  • варочная ванна продлевается поэтапно, сразу варить большие участки рискованно;
  • до расплавления стали цинк должен выгореть полностью, иначе металл на шве вспучится, на нем образуются трещины после охлаждения;
  • оцинкованная сталь толще 4 мм перед заделкой соединения обрабатывается: по краям делается фаска на треть толщины листа, это необходимо для образования глубинного шва.

Сварка полуавтоматом

Качественный шов получается в атмосфере углекислого газа или аргона. При сварке оцинкованного металла полуавтоматом газ подается вместе с присадочной или электродной проволокой по рукаву. Параметры присадки зависят от толщины оцинковки:

Толщина оцинковкиДиаметр проволоки
До 4 мм0,6 – 0,8 мм
4 мм0,8 – 1 мм
Свыше 4 мм1 – 1,2 мм

Минусы использования полуавтомата:

  • нельзя пользоваться им на ветру, при работе мощной вентиляции возникают проблемы;
  • необходимо приобретать габаритные баллоны с газом;
  • нужны жесткие шланги подачи защитного газа (рукава).

Плюсы полуавтоматической сварки оцинковки:

  • допустима работа без защитной атмосферы;
  • гарантирована ровность шва;
  • легче выдерживать параметры тока.

Существует ряд особенностей работы с полуавтоматом:

  • тонкий металл сваривается точечно, чтобы не допускать прожогов;
  • при напряжении ниже 220 В размер присадочной проволоки уменьшают на 0,2 мм;
  • для метода без использования защитного газа выбирается электродная присадочная проволока;
  • клемма с положительным контактом цепляется к заготовке, минус подводится к присадке.

Сварка инвертором

Инвертор нужен при работе с тонкой оцинковкой, меньше 2 мм. Сварку оцинкованных деталей производят током обратной полярности, на заготовку крепится минусовой контакт. Держатель электрода должен быть подключен к плюсу. При таком подключении электрод быстро разогревается, для зажигания хватает пары секунд.

С помощью инверторов оцинковку качественно сваривают даже начинающие. Электрод не затухает, ровно идет по соединению. Образуется прочный шов без дефектов.

Нюансы инверторной сварки оцинковки:

  • удобнее использовать тонкие электроды, стык заваривается аккуратно, образуется ровный валик;
  • движения электродом должны быть плавными, размеренными, при резких рывках возможны повреждения цинкового покрытия;
  • для тонких листов выставляют низкие параметры тока;
  • электрод сильно не наклоняют, максимальный угол к заготовке не больше 45°, при большом наклоне легко прожечь металл, испортить качество шва.

Полезные советы

Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:

  1. После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
  2. На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
  3. Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
  4. Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
  5. Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.

Как выполняется сварка оцинкованного металла своими руками?

Сварка оцинковки – ответственный процесс, который характеризуется низкой рабочей температурой при расплавлении присадочных материалов. Сложность работ обусловлена свойствами цинка: его температура плавления всего 420 °C. Небрежное отношение к технологии сварочных работ может привести к выгоранию защитного слоя цинка, что влечет за собой дефекты соединения: трещины или поры шва.

Особенности сварки оцинковки

Легкоплавкость защитного слоя делает сварку оцинкованной стали непростой задачей. Подбор оптимального режима сварки не сможет ее решить. Выход из ситуации – ручная дуговая сварка инвертором с применением специальных электродов с защитным покрытием. Альтернатива – применение присадочной проволоки и полуавтомата для работы в среде защитного газа.

Важно! Пары цинка – опасное вещество. Категорически не рекомендуем производить сварку оцинковки в непроветриваемых помещениях. Не следует забывать про средства индивидуальной защиты – использование респиратора обязательно!

Присадочный материал имеет медно-кремниевую или алюминиево-бронзовую рабочую составляющую, которая положительно влияет на качество сварки. Особенности данного процесса следующие:

  1. Обработка шва. Полученное соединение легко поддается механической обработке.
  2. Качество соединения. Шов имеет катодную защиту и не подвержен воздействию коррозии.
  3. Стабильность процесса. Он характеризуется практически полным отсутствием брызг и малой степенью выгорания.

Сварка отверстий в оцинковке имеет свои особенности. Заделка отверстий предполагает их предварительную очистку от загрязнений, следов коррозии или нефтепродуктов. При значительном диаметре окна используют специальные конусные вставки, которые точечным методом фиксируются по периметру. При толщине металла более 2 мм применяются перегородки или пробки из низкоуглеродистого металла. Незначительные проколы предварительно рассверливают до размера 18–20 мм. Внутренняя поверхность отверстия должна быть гладкой, без следов резьбы или каких-либо загрязнений.

Нюансы проведения

Имеется несколько технологий покрытия цинком металлических изделий, с разной толщиной защитного слоя. При сварке стали с оцинкованной плёнкой, например, листового материала, происходит резкое нагревание до температуры выше 1 тыс. градусов, а это провоцирует такие последствия:

  • цинк расплавляется и начинает испаряться;
  • пары проникают в металл детали и нарушают её структуру;
  • испарения влияют на качество шва.

Пары цинка, содержащиеся в воздухе, имеют высокую токсичность, что особо опасно для окружающих, поэтому нужна мощная вентиляция не только около места проведения работ, но и всего помещения.

Удаление покрытия

Существует несколько способов сварки оцинковки. Выбор зависит от качества металла, толщины покрытия на нем, перспективы применения конструкции.

Проще всего снять поверхностный слой оцинковки механически. Для этого подойдут любые жесткие абразивы. Оцинковка при очистке требует больших усилий.

Можно удалять слой термическим способом, но при нагревании, опять же, возможны вредные испарения. Существуют химические способы убрать покрытие в месте будущих швов.

Опасения вызывают остатки незащищенных металлических участков рядом со швом. Оцинковка с такими оголенными участками в будущем может подвергаться коррозии, что вызовет порчу всей конструкции.

Область применения

Эксплуатация оцинкованных изделий и конструкций редко происходит в идеальных условиях. Поэтому сварка их необходима во всех сферах, где такая технология применяется:

  • нефтедобывающая и газодобывающая промышленность;
  • нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность;
  • автомобилестроение;
  • строительство;
  • энергетика;
  • конструкции для автодорожной инфраструктуры;
  • сельское хозяйство;
  • металлические конструкции для зданий;
  • опоры ЛЭП, рекламных баннеров и других модулей;
  • судостроение;
  • вагоностроение;
  • крепежные и мелкие металлические детали любого назначения;
  • машиностроение и другие сферы.

Если в технологических процессах предприятия предусмотрена сварка оцинкованных изделий, необходимо обеспечить эффективную вентиляцию на рабочем участке и хорошую вентиляционную систему на всей производственной площадке, где проводятся работы. В противном случае сотрудникам грозит удушье и серьезные формы отравления. Помимо вентиляции, рабочие должны быть одеты в специальную форму, а лицо защищено маской.

Выбор электродов

Когда при монтаже оцинкованных металлоконструкций пользуются электродуговой сваркой, обычные электроды для стали не подойдут. Чем варится оцинковка? Нужны расходные материалы (электроды или проволока для полуавтоматов) с рутиловым покрытием. Для низкоуглеродистых сплавов приобретают электроды типов:

  • АНО-4, рассчитаны на сварку оцинковки при постоянном и переменном токе;
  • МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В;
  • ОЗС-4, аналоги сварочной проволоки СВ08А, СВ08. Марки с высоким содержанием флюсов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Они применяются для любых видов оцинковки, в том числе для сварки высокоуглеродистых сплавов, когда нужно высокое качество шва. Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.

Электроды МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В

Способы сварки оцинкованного металла

Для сварки оцинкованной стали используют сварку следующими способами:

  • полуавтоматическим;
  • инверторным;
  • газовой горелкой.

Сварка полуавтоматом

Полуавтоматическая сварка выполняется в защитной аргоновой среде или в углекислом газе. Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемых оцинкованных конструкций.

Сварка оцинковки с применением полуавтомата имеет следующие особенности:

  • тонколистовой металл следует варить точечно, в таком случае вероятность сквозного прожога будет минимальной;
  • получить качественный сварной шов при напряжении менее 220В можно только с применением проволоки, диаметр которой составляет меньше требуемого на 0,2 мм;
  • для соединения деталей в среде без защитной газовой атмосферы нужно использовать присадки;
  • к заготовке цепляется положительный контакт, а к присадке — отрицательный.

Преимущества варки полуавтоматом:

  • выполнение работ в присутствии или отсутствии защитной газовой атмосферы;
  • высокое качество сварного шва: ровный, равномерный, однородный;
  • выдержка широкого диапазона токовых параметров.
  • при наличии воздушных потоков от ветра или вентиляционной системы запрещено пользоваться данным методом;
  • нужно использование габаритных баллонов с газом;
  • требуются жёсткие шланги для подачи газа к месту проведения работ от баллонов.

Сварка оцинкованной заготовки

Сварка инвертором

Инверторная сварка применяется при соединении деталей толщиной менее 2 мм. Подключение выполняется следующим образом:

  • к минусу подсоединяется свариваемая конструкция;
  • к плюсу — электрод.

Оцинкованный металл сваривается на токе обратной полярности. При правильном подключении разогрев электрода происходит за несколько секунд, дуга зажигается быстро, горит стабильно.

Особенности данного метода следующие:

  • при варке электродами малого диаметра сварка стыков проводится точно, равномерно;
  • перемещение сварочной проволоки вдоль поверхности должно быть плавным с постоянной скоростью, резких рывков быть не должно, так как важно не повредить цинковое покрытие;
  • наклон электрода над поверхностью заготовки не должен превышать 450, чтобы минимизировать вероятность прожига металла.

Методы сварки оцинковки

Существует более 150 способов и видов сварки. Но в отношении оцинкованных изделий преимущественное большинство методов не применимо, поскольку они характеризуются чрезвычайно высокими для цинка температурами:

  • при высоких температурах цинк испаряется, а его пары вызывают у человека тяжелые формы отравления;
  • защитное покрытие возле сварного шва разрушается, что делат металл доступным для коррозии;
  • частицы цинка попадают в основной металл, что обуславливает низкое качество соединения.

Наиболее распространенным методом соединения оцинкованных деталей, а иногда – единственным, является ручная дуговая сварка. Она выполняется при сравнительно низких температурах. В нем используется расплавленная проволока, что делает процесс похожим на пайку. Сварка выполняется в среде газа, чаще всего используется аргон. Так обеспечивается небольшое содержание паров цинка, сохранение защитного слоя и минимальные повреждения. Сварку оцинковки можно выполнять полуавтоматом.

Особенности сварки оцинковки обусловлены техническими параметрами цинка. Это металл ухудшает свойства соединения, выполненного посредством сварки. Температура должна быть достаточной, чтобы полностью проплавить металл, а шов получился прочным и надежным. В отдельных случаях перед тем, как варить оцинковку полуавтоматом, целесообразно освободить место шва от цинка с помощью щеток по металлу или абразивного инструмента. Это будет гарантией отсутствия в сварном шве цинка, и повышения качества соединения. Если цинковое покрытие имеет значительную толщину, то будет рациональным постепенное его выжигание газовым резаком. Только после этого можно переходить непосредственно к сварочным работам основного металла. Удалить цинк с поверхности можно химическим способом – кислотой. В этом случае, после удаления цинка, рабочую зону нужно нейтрализовать щелочь, тщательно промыть водой и полностью высушить.

Применение полуавтомата

Хороший результат получается при сварке оцинковки полуавтоматом с правильно выбранными присадками. Практикой подтверждена эффективность присадок, содержащих медь в сочетании с кремнием, алюминием или марганцем. Это могут быть следующие вещества: CuSi3, CuAl8, CuSi2Mn. От соотношения компонентов зависит прочность соединения и легкость последующей механической обработки.

Соединение меди с кремнием, которое содержит оцинковка, способствует образованию не очень прочного, но легко обрабатываемого шва.

Неорганический композит из меди и алюминия, прежде всего, рекомендуют для продукции, содержащей алюминий в свариваемых конструкциях.

Трехкомпонентное вещество из меди, кремния и марганца обеспечивает шов с повышенной прочностью. Впоследствии для его обработки нужно прилагать значительные усилия.

Медь плавится при температуре более низкой, чем температура плавления стальных сплавов. Поэтому такая сварка оцинковки в значительно мере напоминает запаивание.

Провод, как присадка, должен подаваться в рабочую зону плавно и точно в наконечник, обеспечивающий контакт. Для подачи лучше применять привод с 4 роликами, а наконечник тщательно выбирать по размеру.

Если все сделано профессионально грамотно, то от корродирования защищен как базовый металл, так и шов при минимальных затратах изначальной энергии на сварку.

Рабочая зона очищается строго в обозначенных размерах. Не происходит разбрызгивания материалов при нагреве до температуры сварки. Оцинковка в этом случае сваривается прочно.

Для обеспечения стабильности процесса тщательно выбирают источник питания, режимы регулировки. Максимальное качество шва на оцинковке достигается при импульсном токе в инертной среде аргона. В качестве защитных газов могут быть применены также гелий, диоксид углерода или другие инертные газообразные вещества.

Как варить оцинковку

Для сварки оцинкованной стали необходимо выполнить следующее:

  • подобрать подходящую по параметрам проволоку или электроды;
  • собрать нужное оборудование;
  • выполнить подготовительные работы, чтобы трубы или листы были надёжно соединены.

Оборудование

Заранее до проведения работ потребуется приготовить следующее оборудование:

  • инвертор или полуавтомат, позволяющие работать на требуемом сварочном токе;
  • горелка;
  • баллоны с газом;
  • держатель электродов или система подачи проволоки;
  • рукав для подключения к баллону держателя.

Рекомендуется выбор сварочного аппарата с предустановленными режимами по току и напряжению, чтобы упростить подбор параметров. Особенно эта функция подходит для новичков, у которых недостаточно опыта в проведении подобного типа работ.

Подготовительные работы

На этапе подготовительных работ:

  • при толщине заготовки более 3 мм делают скос под углом 800 на расстояние 1–1,5 мм на поверхности формирования шва;
  • торцы чистят от пыли, грязи, зачищают заусенцы, обрабатывают кромки, обезжиривают специальными составами;
  • укладывают ровно свариваемые элементы в том положении, в котором их необходимо соединить, при этом оставляют зазор 3 мм;
  • на поверхности вдоль сварного шва наносят флюс равномерным слоем 2 мм на расстояние 20 мм.

Подготовка к сварке оцинковки электродом

Процесс сварки

  1. Включают горелку, прогревают свариваемые детали от соединяемых торцов на расстояние не менее 300 мм.
  2. Нагревают флюс до тех пор, пока он не станет прозрачным.
  3. Присадочную проволоку прижимают к поверхности металлических торцов, горелкой её расплавляют, полностью заполняют пустое пространство.
  4. Горелку направляют на проволоку, греют её до температуры плавления. Припой располагают перед пламенем. Предельные углы наклона следующие: горелки – 950, проволоки – 150-300.

Листы сваривают аналогичным образом, но только используют инверторы или полуавтоматы. Техника работ простая, но важно не допустить перегрева металла.

Завершающие работы

На завершающем этапе выполняются следующие работы:

  • смывают флюс;
  • зачищают шов;
  • обрабатывают поверхность антикоррозионным составом.

Для безопасной работы требуется использование специальных защитных средств для органов дыхания либо обеспечить качественное проветривание помещений при помощи естественной или принудительной вентиляции.

Сварка труб электродом, оцинковка, водопровод

Формат сварного шва для оцинкованных изделий

Оптимальным вариантом сварного соединения для оцинковки будет контактно-точечный метод. Такое воздействие на изделия характеризует минимальную тепловую нагрузку, защитное цинковое покрытие сохраняется, а в зоне сварки формируется защитное кольцо из цинка.

Правила проведения работ

Следует неукоснительно выполнять такие требования:

  1. Нельзя допускать испарения цинка.
  2. Провести предварительные работы по очистке места сварки — это касается только труб с толстыми стенками.
  3. Для ликвидации улетучивания цинка от перегрева, флюс наносится толстым слоем.
  4. Небольшой избыток поступления кислорода делают во время газосварки.
  5. Обязательный предварительный разогрев участка сварки.
  6. Проволока с припоем располагается таким образом, чтобы пламя горелки воздействовало на пруток, а не на свариваемый металл.

Излишки флюса удаляются сразу после окончания сварочного процесса.

Полезные советы

Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:

  1. После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
  2. На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
  3. Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
  4. Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
  5. Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.

Выводы

Сварки металлов, имеющих оцинкованное покрытие, имеет индивидуальные отличия, которые нужно знать исполнителям, но без опыта работы к таким процессам начинающие сварщики не допускаются, т. к. высока вероятность прожога конструкции или испарение защитной цинковой плёнки.

Технология сварки меди

Сварка меди и ее сплавов — сложный, но вместе с тем интересный опыт, после которого вы сможете работать с любыми металлами. Дело в том, что медь обладает несколькими свойствами, существенно усложняющими ее сварку. По этой причине существует множество методов соединения деталей из этого металла: точечная сварка меди, сварка меди угольным электродом, газовая сварка меди, дуговая сварка меди, контактная сварка меди и т.д. Также возможна комбинированная сварка, например, сварка меди с нержавейкой, меди с железом и сварка меди со сталью.

Что касается оборудования, тот вам доступна и сварка меди инвертором, и сварка меди полуавтоматом, и сварка с применением иных термических или механических сварочных приспособлений. В этой статье в нашем фокусе именно сварка меди аргоном с применением полуавтомата, как самый распространенный способ соединения медных, медно-никелевых или иных других сплавов. Мы подробно расскажем, в чем заключается сложность при сварке и поведаем технологию соединения деталей из меди.

Особенности сварки меди

Как мы писали выше, существуют некоторые особенности сварки меди и ее сплавов, из-за которых процесс соединения металлов существенно усложняется. Давайте перечислим основные нюансы, на которые нужно обратить внимание.

Во-первых, у меди очень высокая теплопроводность, а это значит, что в работе вам необходимо использовать дугу, способную выдавать большую тепловую мощность, и симметрично выводящую тепло из сварочной зоны. Также из-за этой особенности не получится использовать любые виды швов. Мы рекомендуем применять для сварки медных деталей стыковые соединения.

Во-вторых, медь при плавлении начинает быстро стекать, из-за этого крайне сложно сделать потолочные и вертикальные швы, поскольку металл при малейшем перегреве стремительно стекает вниз. Чтобы избежать этой проблемы сварочная ванна должна быть минимального размера, и расплавленный металл должен быстро охлаждаться.

В-третьих, при сварке меди с использованием стыковых швов и в нижнем положении нужно обязательно использовать графитовые, асбестовые подкладки или флюсовые подушки. Это необходимо, чтобы избежать прожогов металла.

В-четвертых, находясь в расплавленном состоянии медь активно поглощает кислород и водород. Это приводит к образованию горячих трещин и в шве образовываются пор. Все это ухудшает качество шва, страдает надежность и эстетическая составляющая. Чтобы этого избежать необходима тщательная защита сварочной зоны. С этой проблемой справляется газ.

В-пятых, медь крайне склонна к окислению, при этом окисная пленка очень тугоплавкая и от нее трудно избавиться. Эта проблема решается применением присадочной проволоки, содержащей в своем составе фосфор, марганец и кремний.

И, наконец, последнее, что вам нужно знать. Медь отличается от других металлов большим коэффициентом линейного расширения. Это значит, что металла легко деформируется, и особенно подвержен образованию горячих трещин. Эту проблему можно решить относительно просто: деталь нужно предварительно прогреть в печи или с помощью горелки до температуры 300 градусов по Цельсию.

Несмотря на все сложности, сварка меди в домашних условиях возможна. Но для начала металл нужно как следует подготовить, об этом мы расскажем далее.

Подготовительные мероприятия

Для сварки или для пайки меди нужно соблюсти еще и правила подготовки металла перед сваркой, чтобы результат вас не разочаровал. В зависимости от рода детали (труба, лист, заготовка и т.д.) ее предварительно разрезают на отдельные части, если это необходимо. Медь можно разрезать с помощью шлифмашинки, трубореза или станка. Также возможна плазменно-дуговая резка. Не используйте болгарку или иные подобные инструменты.

Далее нужно разделать кроки у детали. Делается это механическим методом. Также нужно очистить металл и проволоку от окисной пленки и грязи, деталь должна в буквальном смысле блестеть. Обезжирьте металл. Обработайте кромки вручную с помощью мелкозернистой наждачки. Также для этих целей можно использовать щетку с жесткими металлическими щетинами.

Не используйте слишком жесткую щетку или наждачку с крупным зерном, иначе повредите металл. Также рекомендует выполнить травление присадочной проволоки и детали. Травление выполняется в специальном растворе, который можно приготовить самостоятельно. В качестве основного компонента может выступать азотная, серная или соляная кислота. Кислота смешивается с водой и в раствор помещаются заготовки с проволокой. После травления все нужно промыть в воде и просушить горячим воздухом.

Если деталь имеет толщину более 1 сантиметра, то ее нужно предварительно прогреть в печи или с помощью газовой горелки. Далее детали нужно состыковать друг с другом. Между деталями должен оставаться небольшой зазор, его размер не должен меняться при повторной стыковке. Чтобы точно состыковать детали можно использовать прихватки. Сами прихватки тоже должны быть очищены, чтобы не образовались трещины.

Иногда в процессе сварки используются дополнительные приспособления. Например, графитовые или медные подкладки, а также съемные экраны. Подкладки незаменимы при сварке нижних швов (или увеличивают теплоотвод), а съемные экраны понадобятся при сварке меди на улице (они защитят сварочную зону от ветра).

Настройка режима сварки

Для пайки медных труб и для сварки нужно правильно установить режим. Первое, что вам нужно запомнить — сварка меди осуществляется на постоянном токе и с прямой полярностью. А вот значение сварочного тока меняется. Чтобы узнать, какое значение сварочного тока будет оптимальным, умножьте толщину металла (в миллиметрах) на 100. Вы получите лишь ориентировочное значение тока, более точная настройка станет вам доступна с опытом.

Сварка меди полуавтоматом осуществляется в среде защитного газа. Можно использовать аргон, азот, гелий или смеси из этих газов. Если варите с применением аргона или гелия, то дуга должна быть короткой, до 3 миллиметров. Если варите с азотом, то дуга должна быть 10-12 миллиметров. Существуют отдельные нормы расхода газа. Так, при сварке меди полуавтоматом вы должны расходовать не более 10 литров аргона в минуту, не более 20 литров гелия в минуту и не более 20 литров азота в минуту.

Скорость сварки никак не регламентируется и подбирается индивидуально, исходя из навыков сварщика и типа шва. Если деталь имеет толщину не более 6 миллиметров, то ее можно без проблем варить аргоном без предварительного нагрева. Если деталь толще, то рекомендуем заменить аргон на азот или гелий. Также для сварки меди большей толщины деталь нужно прогреть (температуры от 200 до 300 градусов будет достаточно).

Технология сварки

Сварка меди полуавтоматом должна вестись углом вперед, допускается выпуск электрода не более чем на 7 миллиметров. Электрод может быть графитовым или угольным. Вольфрамовые электроды лучше не использовать при сварке меди, поскольку они слишком быстро расходуются. Дополнительно используется присадочная проволока. Проволока может быть изготовлена из меди, медно-никелевого сплава, бронзы или из специальных сплавов.

Присадочную проволоку нужно подавать с краю сварочной зоны. Это необходимо для того, чтобы расплавленный металл не попадал на электрод. Что касается режима сварки, то тут подойдут наши рекомендации, которые мы писали выше. Ниже таблица с ориентировочными режимами сварки меди в аргоне.

Как видите, технология сварки меди и ее сплава не так уж сложна. Практикуйтесь как можно больше, прежде чем приступить к ответственной работе.

Вместо заключения

В рамках одной небольшой статьи сложно рассказать про все способы сварки меди, поэтому мы рассказали вам про самый эффективный и распространенный. Для большего комфорта приобретите сварочный пост для пайки и сварки меди. Это компактные комплекты оборудования, закрепленные на металлическом каркасе для транспортировки. Сварочные посты продаются в специализированных интернет-магазинах. Делитесь своим опытом в комментариях, он наверняка будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

Сварка меди

Когда разговор заходит о сварке меди, то необходимо понимать, что этот металл обладает уникальными свойствами. А именно: отличной пластичностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью, высочайшей коррозионной стойкостью. Плюс великолепные эстетические качества. Поэтому медь сегодня используется в самых разных сферах. А так как с ней всем приходится встречаться часто, то велика вероятность, что и процессом сварки этого металла будет интересоваться большой круг людей. Поэтому вопрос, а может ли проводиться сварка меди в домашних условиях, сегодня интересует многих.

Особенности сварки меди

Необходимо отметить тот факт, что чем чище медь, тем лучше она сваривается. Но кроме этого на качество процесса влияют и ниже следующие факторы.

  • Как и многие цветные металлы, при соприкосновении с кислородом медь начинает окисляться. Окисел – это тонкая жаропрочная пленка, которая мешает проводить сваривание медных заготовок. Поэтому на стадии подготовки оксидную пленку обязательно удаляют разными способами.
  • Медь обладает очень большим коэффициентом линейного расширения. Он в полтора раза больше, чем у стали. Поэтому при охлаждении происходит сильная усадка. Именно этот фактор негативно влияет на качество шва, в котором во время усадки появляются трещины.
  • В нагретом состоянии медь поглощает водород и кислород. Первый внутри металла после остывания образует поры. Второй окисел на поверхности.
  • При резком нагреве и остывании структура металла меняется. Из мелкозернистой он превращается в крупнозернистую. А это увеличение хрупкости в зоне сварки.
  • Коэффициент теплопроводности у меди в семь раз больше, чем у стали. То есть, при нагреве металл быстро расплавляется, при снижении температуры быстро становится твердым. Резкий переход от одной стадии в другую становится причиной образования внутри дефектов.
  • Текучесть меди. Этот показатель в 2,5 раза больше, чем у стали. При высоком нагреве, а это иногда требуется для сваривания толстых заготовок, полная проплавка с одной стороны практически невозможна. Поэтому сварка меди и ее сплавов проводится по двусторонней технологии. Когда с одной стороны производится полная сварка шва, а с задней стороны окончательно формируется сварочный шов. Кстати, именно текучесть меди осложняет сварку в вертикальном и потолочном положении.
  • Перед тем как варить медь, необходимо понять, что прочность и пластичность материала снижается с повышением температуры. До +200С эти показатели находятся еще в норме, а вот с повышением их значение резко снижается. К примеру, при нагреве в пределах 500-550С пластичность практически падает до нуля. Поэтому высока вероятность появления внутри сварочного шва трещин. При высоком значении тока не стоит проводить двухслойное заполнение зазора между свариваемыми заготовками, даже если детали будут иметь большую толщину. Надо постараться все сделать за один проход.

Как уже было сказано выше, проще всего сваривать чистую медь без примесей или раскисленную, в которой кислорода всего 0,01%. А так как такая медь встречается редко, в основном в промышленности используются ее сплавы, то рекомендуется сварку проводить в защитных газах или флюсах с присадочными материалами, в которые входят раскислители. А именно: кремний, марганец, алюминий и прочие добавки. Кстати, сварку меди электродами (расплавляющимися) также можно проводить. Единственно – это, чтобы в стержень входили раскислители, о которых было упомянуто выше.

Ручная дуговая сварка медных сплавов

Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.

Технология сварки меди заключается в следующем.

  • Производится очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений, для чего используется любой растворитель.
  • Затем счищается оксидная пленка с помощью железных щеток, наждачки или другим абразивным инструментом.
  • Далее производится сам процесс сваривания электродом.

Но так как толщина медных деталей может варьироваться в больших пределах, то и сам режим сварки будет отличаться. К примеру, для соединения заготовок толщиною 6-12 мм, необходимо разделать кромки так, чтобы образовался V -образный зазор. При этом угол между кромками должен быть в пределах 60-70°. Если используется двусторонняя сварка, то угол можно уменьшить до 50°. Зазор между деталями создается путем сдвига заготовок, чтобы между ними образовалась щель шириною 2,5% от длины самого сварочного шва.

Если раздвижение деталей не производится, то необходимо провести их прихватку. Прихватка проводится неполным проваром шва длиною по 30 мм через каждые 300 мм. При этом должен сохраняться зазор размером 2-4 мм. При самой сварке меди инвертором, доходя до прихватки, ее необходимо удалить, сбив любым ударным инструментом. Потому что двойной провар меди приведет к изменению ее структуры и появлению дефектов внутри сварочного шва.

Если свариваемый металл имеет толщину больше 12 мм, то лучше использовать Х-образную разделку кромок, а соответственно и двустороннюю обварку. Если по каким-то причинам использовать данную разделку невозможно, то можно использовать V -образную. Правда, придется полностью заполнять зазор, на что уйдет больше электродов и времени.

Полезные советы

  • Стыковые соединения варить лучше на подкладках, которые будут понижать температуру в зоне сварки и не давать металлу утекать сквозь зазор. Здесь можно использовать подкладки стальные, медные, графитовые и другие. Ширина подкладки 40-50 мм.
  • Перед сваркой меди электродом необходимо кромки подогреть до 300-400С.
  • Стержень электродов, используемых для сварки медных сплавов, должен изготавливаться из меди или бронзы с легирующими добавками (кремний, марганец и так далее).

Ручная аргонодуговая сварка

Сварка меди аргоном – это еще один вариант соединения медных заготовок. Для этого используется постоянный ток прямой полярности, вольфрамовый неплавящийся электрод и присадочный материал из меди, бронзы или медно-никелевого сплава марки МНЖКТ.

Перед началом работ кромки стыка прогревают до 800С. Сварку ведут справа налево, присадочный пруток впереди горелки. Дуга короткая.

Сваривание угольными и графитовыми электродами

Эта разновидность сварки медных сплавов применяется редко. Угольные электроды используются при соединении заготовок толщиной до 15 мм, графитовые больше данной величины. Режим сварки:

  • Ток постоянный.
  • Полярность прямая.
  • Присадочный стержень в сварочную ванну не погружают. Расстояние 5-6 мм.
  • Процесс производится в защитном флюсе. Его наносят на присадочный стержень, который предварительно обмакивается в жидкое стекло.
  • Зазор – 0,5 мм.
  • Используется подкладка асбестовая или графитовая.
  • Медь толщиною до 5 мм варится без предварительного подогрева.
  • Сваривание необходимо проводить за один проход.

Сварка меди и алюминия

Два этих металла можно сварить двумя способами: контактной сваркой и замковым соединением. В первом случае необходимо учитывать, что алюминиевый материал обладает низшей температурой плавления, чем медь. Поэтому при стыковке нужно алюминиевую заготовку брать длиною больше, на поправку плавления.

При сварке рекомендуется проводить обдув зоны сваривания, используя для этого азот. Воздух здесь не пойдет, он тут же будет образовывать оксидную пленку. Если свариваются медные и алюминиевые трубки, то их необходимо надеть на стержень, состыковав в одной точке.

Замковое соединение – это когда на пластину из алюминия накладывается плоская деталь из меди. При этом производится сварка медной заготовки по периметру. При этом ширина шва должна быть равна толщине медной накладки. Процесс проводится с использованием графитовых вставок, которые и будут формировать шов соединения.

Сварка меди со сталью

Варить медь со сталью сложно, но можно. Для этого используются все те же методы, что и при сварке двух стальных заготовок. Единственное, на что необходимо обратить внимание, это разная температура плавления металлов. Поэтому при формировании кромок нужно кромку стальную делать более длиной (в 3,5 раза) и тонкой, чтобы в процессе сварки тонкий металл начинал быстрее плавиться.

Если сварка производится угольными электродами, то процесс проводится на постоянном токе прямой полярности. Длина дуги 14-20 мм, ее напряжение 40-55 вольт, а сила тока 300-550 ампер. Сварка проводится в защитном флюсе, который имеет точно такой же состав, как и при сварке медных сплавов. Сам флюс засыпается в зазор между заготовками.

Иногда встречаются ситуации, когда надо приварить медную шпильку к стальной детали. Для этого нужно применять обратную полярность, сам процесс проводится под флюсом без предварительного прогрева кромок. Стальные шпильки к медным деталям привариваются плохо, поэтому на шпильку надевают в натяг медное кольцо, которое и приваривается к медной заготовке.

Вот такие способы сварки медных сплавов и заготовок, которые сегодня применяются в промышленности и в домашних мастерских. Обязательно посмотрите видео, размещенное на этой странице сайта.

Оцените статью
Добавить комментарий