Сварка меди в домашних условиях: технологии и материалы

Сварка меди. Способы и технология сварки. Как варить медь?

Содержание

  1. Ручная дуговая сварка меди металическими электродами
    • Подготовка места сварки
    • Электроды для сварки и покрытия для них
    • Режимы ручной дуговой сварки меди
    • Техника ручной дуговой сварки меди
    • Качество ручной сварки меди
    • Ручная сварка медных трубопроводов
  2. Ручная сварка угольными и графитовыми электродами
  3. Ручная аргонодуговая сварка меди
  4. Сварка меди на автоматах и полуавтоматах под флюсом
    • Подготовка металла под сварку
    • Проволока для автоматической сварки меди
    • Плавленые и неплавленые флюсы для сварки
    • Режимы автоматической сварки меди
    • Техника сварки меди автоматами и полуавтоматами
    • Качество сварки меди на автоматах и полуавтоматах
  5. Газовая сварка меди
  6. Контактная сварка меди
  7. Видео: общие сведения о сварке меди. История сварки

Сварка меди нашла широкое применение и в электронике, и в химическом машиностроении при изготовлении приборов для применения условиях, где требуется высокая коррозионная стойкость. Поэтому технология сварки меди, как и технология сварки цветных металлов и сплавов, вообще, постоянно совершенствуется, несмотря на стремление к их экономии. Прежде чем описать, как варить медь, необходимо пояснить, что в большинстве случаев, для сварки используются листовые медные детали и трубы.

Отметим также, что нет каких-либо специальных видов сварки для медных изделий. И для их сваривания могут применяться все известные способы, за исключением контактной сварки, которая применяется ограничено.

Ручная дуговая сварка меди металлическими электродами

Целесообразность применения дуговой сварки плавящимся электродом взамен газовой сварки меди продиктована технико-экономическими преимуществами, также как и при сварке сталей. Прежде всего, этот способ отличается высокой производительностью. Скорость дуговой сварки металлическим плавящимся электродом намного превосходит скорость при другом способе сварки. Дуговая сварка меди может производиться вручную, автоматически под флюсом или в защитных газах. О сварке меди на полуавтоматах и автоматах изложено ниже по тексту. Сейчас рассмотрим ручную дуговую сварку меди.

Подготовка места сварки

Если толщина свариваемой меди составляет 6-12мм, то рекомендуется выполнять V-образную разделку с суммарным углом раскрытия кромок 60-70°. Если предусматривается подварочный шов с оборотной стороны, то угол можно уменьшить до 50°.

Перед сваркой необходимо раздвигать медные листы или полосы под углом друг к другу, с зазором 2-2,5% от длины шва, см. рисунок справа. Если сварка выполняется без предварительного раздвигания листов, то рекомендуется предварительно прихватить их короткими швами длиной около 30мм на расстоянии, примерно, 300мм друг от друга. Прихватки выполняют электродом меньшего диаметра и обеспечивают зазор между кромками 2-4мм. При отсутствии зазора возрастает вероятность перегрева металла и появления горячих трещин при сварке. При выполнении прихваток следует учитывать, что повторный нагрев меди приводит к появлению пор в металле, поэтому, по мере приближения к прихваткам их необходимо вырубать и зачищать. Это не потребует много времени, т.к. прихватки выполняются на малую глубину.

При толщине металла более 12мм рекомендуется Х-образная разделка кромок, что потребует двухсторонней сварки. Если нет возможности выполнить Х-образную разделку, то выполняют V-образную. При этом возрастает почти в полтора раза расход электродов и время сварки. При Х-образной подготовке кромок прихватку выполняют с оборотной стороны первого шва и удаляют её перед началом выполнения второго шва.

Сварка стыкового соединения без разделки кромок или с V-образной разделкой выполняется на подкладках, которые прижимаются вплотную к стыку, либо на флюсовой подкладке-подушке. Применяются стальные, медные, либо графитовые подкладки шириной 40-50мм с выполнением формирующей канавки.

Перед сваркой рекомендуется предварительный подогрев кромок. Подогрев может быть местным, общим или сопутствующим, в зависимости от габаритов изделия и толщины свариваемой меди. Обычно температура подогрева составляет 300-400°C.

Электроды для дуговой сварки меди и покрытия для них

Для дуговой сварки меди применяют покрытые электроды. Применение электродом без защитного покрытия приводит к окислению шва, нестабильному горению дуги и появлению дефектов в сварном шве (пористости). Электродные стержни используют в виде медной проволоки (которая может быть легирована кремнием и марганцем), бронзы марки Бр.КМц 3-1 или бронзы марок Бр.ОФ 4-03 и БР.ФО 9-03.

Электродные стержни такого состава легируют металл шва кремнием, марганцем, фосфором (иногда оловом) и оказывают раскисляющее действие. Защитные покрытия подбираются с таким составом, который обеспечивает стабильность дуги, раскисление металла и образование шлаков. Всё это способствует хорошему формированию шва и повышению качества сварки.

Подробнее о марках электродов для сваривания медных изделий и о том, какие защитные покрытия применяются для них в том или ином случае подробно рассказано в статье: “Электроды для сварки меди”.

Режимы ручной дуговой сварки меди

Сварка выполняется постоянным током обратной полярности. Применение переменного тока часто не позволяет обеспечить нужной стабильности дуги. Переменным током возможно производить сварку лишь в том случае, если в составе защитного покрытия присутствует железо. При этом необходимо повысить силу тока, примерно, на 40-50%. Но следует иметь в виду, что применение переменного тока может привести к разбрызгиванию электродного металла. Ориентировочные режимы сварки указаны в таблице ниже.

Режимы ручной дуговой сварки в стык листовой меди медными электродами на постоянном токе:

Инструменты

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.

Читайте также:  Беседки из дерева: простые и красивые варианты

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.

Сварка меди – технологии, электроды, аппараты

Разработано и широко применяется несколько основных методов сварки меди. Современные технологии позволяют избежать появления горячих трещин, пор и другого вида брака. Сварка меди и ее сплавов производится при помощи аргона, инвертора, проволокой и электродами. Рассмотрев основные методы можно выбрать наиболее подходящий и избежать многих проблем.

  • Сварка меди и ее сплавов: технология
  • Чем варить медь: способы
    • Инвертором
    • Полуавтоматом
    • Аргоном
    • Газовая сварка
      • Видео
    • Угольным электродом
    • Инвертором угольным электродом
    • Сварка нихрома с медью
    • Сварка угольным электродом в домашних условиях
  • Сварочный аппарат для меди
    • Для сварки электродами
    • Для сварки проволокой
    • Для сварки медных проводов

Сварка меди и ее сплавов: технология

Перед тем как начать сваривать медь и ее сплавы необходимо тщательно подготовить изделие. Мерные заготовки вырезаются при помощи шлифовальной машинки, токарного или фрезерного станка. У меди толщиной 6-18 миллиметров нужно подготовить кромки. Они должны быть V- или X-образными. (При больших объемах целесообразно будет приобрести кромкорез-фаскосниматель.)

Перед началом работы швы тщательно очищаются от загрязнения, окисления. Чтобы сварка меди прошла успешно необходимо защитить ванну от воздействия кислорода. Для это рекомендуется применить электродную проволоку, которая должна быть легирована алюминием, фосфором. В некоторых случаях требуется подогревать медь.

Она хорошо соединяется при ведении работ с помощью плавящихся электродов. Важно знать, что при этом длина дуги должна быть 4-5 миллиметров. Применяя технологию импульсно-дуговой сварки в аргоне можно выполнить любые виды швов, даже потолочный, сваривать очень тонкий металл. Под него рекомендуется подложить подкладные элементы.

Чем варить медь: способы

Для успешной и качественной сварки меди чаще всего применяют инверторы, полуавтоматы, газовые аппараты, аргоновые. Ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку купрума и его соединений можно выполнить плавящимися и неплавящимися электродами. Для работы с медью и сталью используется автоматическая дуговая технология, флюс.

Электрошлаковый метод рекомендуется для соединения изделий толщиной 30-55 миллиметров. Используя инвертор можно применить угольный электрод, например, ESAB OK Carbon, Weldline CARBONAIR PLUS. В магазине представлен широкий выбор производителей. Отлично зарекомендовала себя сварка меди графитовым типом электрода. Ниже приведены несколько подзаголовков, в которых дано более подробное описание лучших способов сварки меди и ее сплавов.

Инвертором

Подобрать электроды, наиболее подходящие для сварки меди с использованием инверторов, можно посетив соответствующий раздел сайта. Рекомендуется марка Комсомолец 100. Инвертор рассчитан на создание постоянного напряжения, ток обратной или прямой полярности. Работать нужно с небольшим перерывом. Сваривают участки по 30-40 миллиметров, после чего они должны остыть естественным путем. Угол наклона электрода должен быть 10-20 градусов.

Полуавтоматом

При работе полуавтоматом ведется сварка медной проволокой, она хотя и тонкая, но очень качественная, позволяет достичь хороших результатов. Если толщина металла больше 6 миллиметров, то рекомендуется подготовить кромки болгаркой или фаскоснимателем. Они должны быть V-образными с притуплением до 4 миллиметров. Чтобы шов не был пористым, сварка производится без поперечных колебаний.

При работе на полуавтомате можно применить проволоку М2 толщиной 2 мм. Рекомендуемое напряжение 30 В, 300 А. Работа делается поперечными движениями. При этом может использоваться флюс К-13, АН26, проволока М1-3. Прочность шва меди, сделанного на полуавтомате, не уступает по показателям основному металлу.

Аргоном

Аргон служит отличным защитным средством. Применяются в работе вольфрамовые виды электродов. Роль присадки выполняет проволока. Работа ведется на постоянном токе обратной полярности. Тонкие медные изделия соединяют без подогрева. Сварку рекомендуется выполнять справа налево. Нужно выдерживать угол наклона электрода 90 градусов, прутка 15. В зависимости от толщины металла газ расходуется в пределах 7-18 литров в минуту. Сварочный ток выставляется от 80 до 500 ампер.

Газовая сварка

Чтобы шов при ведении газовой сварки меди получился прочным и качественным, необходимо следить за расходом газа. Если медь тоньше 10 мм хватит 150 литров на час работы, а если толще, то потребуется уже 200 литров.

Если заготовка толще 10 миллиметров, то можно использовать две горелки. Технология подразумевает использование флюсов. Они бор содержащие. Допускается легирование металла, его раскисление при помощи присадочной проволоки. Метод подходит и для соединения сплавов меди. Важно знать, что присадочная проволока по своему составу должна быть идентична свариваемому основному металлу.

Видео

Можно посмотреть небольшой ролик, где наглядно показан процесс крупным планом.

Угольным электродом

Распространена сварка меди графитовым электродом, часто применяется угольный аналог. Есть разные методы ее проведения. Дуга может гореть сразу между парой электродов. Она бывает независимой. Ее можно поджигать и между электродом, и свариваемым изделием. Технология похожа на газовую сварку. Часто применяется проволока БрКМц3-1. Работа может выполняться на открытом воздухе. Соединение меди угольным электродом будет полностью соответствовать требованиям, которые предъявляются к механическим свойствам.

Инвертором угольным электродом

Угольные электроды ESAB ARCAIR

Угольные электроды плавятся при температуре в три раза большей, чем у свариваемой ими меди. Их расход при работе инвертором небольшой. Они нагреваются моментально. Угольные стержни плавятся при небольшом токе. Для работы ими необходимо иметь опыт. Полученный шов обычно отличается качеством, хорошей сопротивляемостью к окислению, плотностью и прочностью. Угол наклона стержня должен быть до 30 градусов. Ток устанавливается в промежутке 35-130 ампер, что зависит от толщины меди. Инвертором и угольными электродами можно соединять провода, скрутки. Такие аппараты легкие и удобные.

Сварка нихрома с медью

Сварка нихрома с медью угольным электродом позволяет добиться хороших результатов. Дуга при этом будет гореть хорошо, устойчиво, ее длина достигает показателя 30-50 мм. Электрод не плавится, при этом его конец нагревается до большой температуры. Он выдает мощную термоэлектронную реакцию, что дает ему возможность устойчиво гореть уже при токе в 5-10 А. Угольный вид электрода при работе с медью и нихромом медленно испаряется. Он практически не прилипает, чем значительно облегчает работу.

Сварка угольным электродом в домашних условиях

Сварка меди угольным видом электродов в домашних условиях возможна при помощи простого недорого инвертора. Его можно запитать от обычной сети. Он не требователен к условиям. По цене угольные электроды доступны для всех. С их помощью можно соединить проволоку, заделать дырки в радиаторе автомобиля. Чтобы научиться пользоваться ими не профессионалу достаточно прочитать несколько советов и посмотреть видеороликов.

Сварочный аппарат для меди

Качественные сварочные аппараты для меди:

  • – полуавтоматы и автоматы;
  • – TIG – аппараты;
  • – инверторы.

Популярные модели производит TESLA, СПЕЦЭЛЕКТРОМАШ, ЭСАБ.

BUDDY TIG 160 от ESAB (на фото справа) имеет двух и четырехтактные режимы включения горелки. С его помощью можно соединять нержавейку и большинство других видов металлов. Он совместим практически с любыми генераторами.

Инвертор RENEGADE ES 300i ESAB сохраняет в памяти несколько параметров сварки. Автоматически устанавливает лучшие параметры пуска по настроенному току. Он легкий, но у него высокая мощность.

Инверторные аппараты позволяют сваривать медные прутки, они вырабатывают ток 60-110 ампер. Для них нужно покупать медь/угольные электроды. Компания HUNTER выпускает полупрофессиональные модели, например, ММА 257D, рассчитанные на непрерывную работу продолжительностью два часа.

TESLA известна надежными аппаратами типа ММА 265, 275, 255. У них есть функция возбуждения бесконтактной дуги. Они без проблем подключаются к обычной бытовой сети. Ими удобно сваривать медь и ее сплавы, цветные металлы.

Для сварки электродами

Импульсно-дуговая сварка медных пластин возможна вольфрамовыми электродами в аргонной среде при помощи аппарата Orion 150s или 250s. Они имеют небольшой вес, позволяют сваривать медь качественно и надежно. Инверторное сварочное устройство Ресанта САИ-220 ПН может подключаться к сети напряжением 140-220 вольт. С ним легко перемещаться, он оснащен принудительной системой охлаждения, поэтому не перегревается.

Для сварки проволокой

Для выполнения работ по сварке меди проволокой применяют полуавтомат инверторный Энергомаш СА-97ПА20. Он имеет небольшой вес 13 килограмм. Он позволяет работать с проволокой разной толщины 0,6-0,9 мм.

Плавную подачу материала обеспечивает модель Shyuan MIG/MMA-290 со скоростью 2,5-13 метров в минуту. Устройство дает возможность применять кассеты 1-5 килограмм, позволяет работать с электродами.

Инверторный сварочный полуавтомат Союз САС-97ПА195 характеризуется наличием функции холостого хода 60 Вольт. Он имеет диапазон регулировки рабочего напряжения 15-23 вольта. Для него подойдет проволока 0,8-1 мм. У него небольшой вес 10 килограмм, он удобен и надежен.

Для сварки медных проводов

Сварочным аппаратом ТС-700-2 можно соединить медные жилы сечением 22 кв. мм. Он компактный, легкий, его вес всего четыре килограмма, питается от обычной сети, потребляет чуть больше 1 кВт. Его можно носить в сумке. Одного угольного электрода хватит на то чтобы произвести 700 сварок.

Медные скрутки рекомендуется сваривать, используя универсальные инверторные аппараты, например, РЕСАНТА САИ-160, QUATTRO ELEMENTI A 160 Nano 643-255, СВАРОГ ARC 160 Easy Z213 H. Немецкий прибор FUBAG IQ 160 дает возможность выставлять ток 10-160 А. Его вес почти семь килограмм, стоимость 7 тысяч рублей (на момент написания этой статьи).

СВАРОГ ARC 160 Easy Z213 H от российского производителя имеет бесступенчатый регулятор тока. Им удобно пользоваться, потому что кабель подключается посредством особых разъемов. Его вес 4 килограмма, примерная стоимость 9 тысяч рублей.

Функции аппаратов, значительно облегчающих процесс сварки, это:

– защита от залипания;

– не реагирование устройства на перепад тока;

Для дома лучше купить аппарат мощностью до 4 кВт. Силы тока 160 ампер хватит чтобы сварить металл 5 миллиметровой толщины. Основным критерием выбора является цель использования, стоимость и набор функций.

Как сварить медь с медью: технология и особенности

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

Особенности сварки меди и ее сплавов

Сложность работы с этим металлом обусловлена рядом негативных свойств:

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

Электроды для сварки меди

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

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

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

Подготовка деталей к сварке

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

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

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

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

Способы сварки меди

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

Сварка меди аргоном

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

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

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

Газовая сварка

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

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

Ручная дуговая сварка

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

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

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

Качественная сварка меди в домашних условиях

Перед тем как рассмотреть процесс сварки меди, необходимо несколько вспомнить курс школьной физики. Не стоит удивляться, ведь без теоретических знаний ни один человек не может освоить в полной мере весь процесс сварки медных изделий. Прежде всего, вспомним, что медь отличается очень высокой теплопроводностью. А вот температура плавления меди существенно ниже, чем соответствующий параметр стали. Из всего этого следует, что сварка меди будет существенно отличаться от сварки стали. Проще говоря, в процессе сварки быстро будет нагреваться не только непосредственное место сварки, но и вся деталь.

Сварка неплавящимся электродом.

Кроме того, при сварке в домашних условиях нужно будет очень точно чувствовать момент расплавления металла, так как малейшая неосторожность приведет к прогоранию меди.

К тому же расплавленная медь обладает и иными негативными для сварщика моментами: металл в таком состоянии обладает довольно высоким уровнем текучести, который обусловлен его высокой плотностью.

Второй момент имеет химическую направленность: медь в расплавленном состоянии очень быстро вступает во взаимодействие с газами, что приводит к появлению различных соединений меди в местах сварки.

Из перечисленных свойств необходимо сделать несколько важных выводов:

  1. Время сварки должно быть очень коротким, чтобы вся деталь не успевала прогреваться.
  2. Сварку необходимо вести при очень высоких температурах, но концентрировать направление теплового потока именно в место сваривания.
  3. Быстрое охлаждение мест сварки является одним из важных факторов.

Разобравшись с теорией, можно переходить к вопросу о том, как произвести сварку меди в домашних условиях. Существует несколько способов сварки меди. Так как они принципиально отличаются, то их рассмотрение необходимо вести отдельно.

  1. Газовая сварка меди, технологии и материалы
  2. Аргонно-дуговая сварка меди
  3. Пайка меди и труб из нее
  4. Сварка меди с использованием флюсов, важное условие

Газовая сварка меди, технологии и материалы

Это, пожалуй, самый распространенный метод сварки. К тому же сварочный шов обладает отличной прочностью, что и делает такой метод востребованным и популярным. Для такого способа сваривания вам необходимо иметь:

Электродуговая сварка.

  • баллоны с ацетиленом;
  • газовые горелки;
  • медную проволоку;
  • асбест.

Заметим, что если толщина медной детали не более 10 мм, то сварка может вестись и одной горелкой. При большей толщине необходимо использовать одновременно две горелки: вторая будет применяться для подогрева. При этом для уменьшения оттока тепла необходимо использовать асбестовые листы. Для сварки лучше использовать обычную электротехническую медную проволоку, которую предварительно зачищают от лаковой или иной изоляции. Если такая медь уже была заготовлена заранее, то ее следует зачистить. То же самое рекомендуется сделать и с краями деталей, где будет вестись сама сварка. Этот момент нельзя игнорировать, так как он уменьшает вероятность образования закиси меди.

Итак, вы все подготовили и полны решимости вести сварку меди в домашних условиях. Приступаем: прогретые места сваривания, находящиеся в непосредственной близости друг от друга, стараемся не перегреть. Концентрированное пламя направляем непосредственно на саму проволоку (ее край) перпендикулярно шву. Следим за тем, чтобы проволока плавилась раньше краев детали, и не прекращаем процесс, пока не будет выполнен весь шов. Прерывание в работе почти всегда приведет к перегреву определенных областей детали и образованию на них трещин и закиси меди. И то и другое вам совершенно не нужно. Полученный шов следует проковать. Для малой толщины деталей проковку следует вести в холодном состоянии. При толщине деталей более 5 мм проковку проводят при температуре около 200 градусов. Температура детали может быть и выше, но следует помнить, что при 500 градусах проковку вести нельзя, так как формируется зернистость металла и он является очень хрупким. Сваренный и прокованный шов рекомендуется отжечь при температуре около 500 градусов и быстро остудить с помощью погружения в воду. Сварка меди на этом завершена.

Аргонно-дуговая сварка меди

Ее проводят с помощью сварочного аппарата при постоянном токе и используют при этом вольфрамовый неплавящийся электрод. Сварка напоминает обычное паяние: вольфрамовый электрод нагревается до очень высокой температуры, за счет чего быстро плавится медь. Самый важный момент при такой сварке — быстро остужать места сваривания. Для этих целей используется аргон. При такой сварке может использоваться все та же медная проволока, предварительно зачищенная от налета оксидов. Если толщина свариваемой меди большая, то сварка проводится с предварительным подогревом детали. Это обеспечивает более глубокое взаимное проникновение слоев меди и усиливает прочность сварки.

Используется аргоновая сварка при ремонте медных конструкций, особенно эффективно использовать ее в труднодоступных местах. На производстве такой способ завоевал достойную репутацию. Но и в домашних условиях при наличии необходимого оборудования вполне можно производить сварочные работы. Кстати, при наличии сварочного аппарата инверторного типа и специальных плавких электродов для меди весь процесс сварки можно производить по аналогии со сваркой стали. Принципиальных отличий вы совершенно не заметите. Справедливости ради отметим, что вертикальный шов при таком способе выполнить будет намного сложнее, чем горизонтальный.

Пайка меди и труб из нее

В домашних условиях производить пайку меди предпочтительнее, чем выполнять иные способы сваривания. Особенно если вопрос касается медных труб, которые повсеместно используются при обустройстве систем отопления и кондиционирования. Здесь и опыт большой не потребуется, и навыки быстро можно приобрести. Даже начинающий мастер справится с пайкой при определенном старании и усидчивости, чего не скажешь об иных способах сварки. Для пайки вам потребуются:

  • газовый баллон;
  • газовая горелка (паяльник);
  • припой.

Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.

Собственно говоря, это и есть весь набор инструментов. А сама сварка методом пайки проста. Сначала придется зачистить края детали и прогреть (необходимость этих моментов была рассмотрена выше). Непосредственно сварка заключается в наплавлении слоя припоя на края детали и последующем прогревании. За счет умелого прогревания происходит взаимное проникновение наплавленного слоя и самого металла детали. Единственная проблема при такой сварке — не допустить перегрева детали. Место пайки тоже предстоит проковать и подвергнуть отжигу. Даже в домашних условиях все эти процессы выполнить несложно. Куда сложнее выбрать припой для меди. В зависимости от температуры плавления, все припои можно разделить на две группы: низкотемпературные и высокотемпературные.

Низкотемпературные припои чаще всего имеют в своем составе несколько компонентов. За счет этого и достигается быстрота плавления припоя и скорость пайки. Нельзя сказать, что при использовании низкотемпературных припоев вы получите самый прочный шов. Он вполне способен выдерживать нагрузки, но место пайки будет отличаться от металла по своей структуре, что при определенных условиях может быть не совсем хорошо. В частности если изделие будет подвергаться частым перепадам температур или находиться в агрессивной среде, то стоит задуматься о целесообразности использования такого припоя.

Высокотемпературные припои реже содержат в себе иные металлы, зато они могут иметь иные присадки. Медно-фосфорные припои, например, дают швы особой прочности. Именно их и применяют при монтаже газопроводных систем и иных важных трубопроводов. И давление такие швы выдерживают высокое, и температурные перепады им нипочем. Но, увы, медь в домашних условиях спаять при помощи таких припоев значительно сложнее, поэтому прибегать к нему не рекомендуется.

Сварка меди с использованием флюсов, важное условие

Какая бы сварка меди ни проводилась: домашний это вариант работ или нет, флюсам необходимо уделить особое внимание. Флюсы — это вещества, которые защитят расплавленную медь от соединения с газами и не позволят образоваться окиси. Используются флюсы перед началом сварки и в ходе ее выполнения. Перед началом процесса сварки флюсы наносятся на края деталей, ими же обрабатывается и проволока для сварки или припоя. При высокой температуре флюсы, имеющие, по сравнению с медью, более низкую плотность, поднимутся на поверхность шва и станут своеобразным изолятором между медью и газами. При остывании из флюсов получается тонкий защитный слой. Опытные мастера советуют наносить флюсы и на внешнюю сторону деталей, аргументируя это необходимостью защищать изделия со всех сторон.

Читайте также:  Откуда начинать клеить обои, другие нюансы

Четыре способа сварки латуни

Латунью называют сплавы, основой которых является цинк и медь. Процент содержания этих основных металлов в каждом конкретном сплаве может различаться. Например, цинка может быть от 20 до 60%. Кроме того, в сплав могут быть добавлены в небольших количествах и другие элементы.

Особенности сварочных работ со сплавами меди

Латунь часто сравнивают с бронзами. Ведь бронзы – это тоже сплавы, в которых присутствует медь, а в качестве второго основного компонента может выступать алюминий, кремний, свинец, бериллий и так далее.

Теплопроводность меди в 6 раз больше, чем железа. И поэтому технология сварки сплавов из меди имеет серьёзные отличия от технологии сварки стальных и железных изделий

Важно также отметить, что вещи из латуни или бронзы зачастую имеют декоративную ценность. А значит, при сварке нужно использовать тот режим, который позволит получить идеально гладкий шов и придать долговечность соединению.

Все сплавы с медью имеют определённые общие черты, но при этом у каждого из них есть и свои уникальные свойства. Например, особое значение для работы с латунью имеет тот факт, что в ней присутствует цинк.

Именно этот элемент из таблицы Менделеева делает сварку латуни столь непростой. Есть несколько трудностей, с которыми мастера сталкиваются при этом процессе:

  • газы поглощаются расплавленным металлом (происходит окисление цинка и возникновение водородных пузырьков в сварном шве);
  • на латуни при перегреве легко образуются поры и трещинки;
  • из сплава начинает выгорать цинк, так как он имеет меньшую точку кипения, чем медь.

Чтобы бороться со всеми трудностями при сварке, используют защитную среду аргона. Применяют и другие виды сварок, не забывая о подготовке материала и строгом соблюдении технологии процесса.

Подготовка

Сегодня на практике при работе с бронзой и латунью применяют электродуговую, газопламенную и аргоновую сварку. Но вне зависимости от того, какая именно технология была выбрана, необходимо тщательно подготовить металлические поверхности, которые предполагается сваривать.

Для этого по краям заготовок следует вырезать специальные сварочные кромки, а будущее место шва отполировать до появления блеска с помощью наждачки и напильника.

На латунных поверхностях нередко образуются окислы, от которых тоже нужно избавиться. Это можно сделать, воспользовавшись раствором соляной или азотной кислоты. Причём такую очистку следует осуществлять строго перед началом сварочных работ.

Электродуговая

Для стандартной электродуговой сварки лучше всего использовать электроды из латунной проволоки (причём доля цинка в этой проволоке должна составлять 40%) с включениями алюминия, железа, свинца, марганца.

Через эти электроды при включении аппарата должен проходить постоянный электроток, обладающий прямой полярностью. В данном случае сварка проводится короткой дугой из положения снизу.

Дуга должна поддерживаться силой тока в 250 ампер для электродов длиною в 5 мм. В таком случае быстрота укладки шва может достигать 30 см в минуту.

По окончании основной операции сварочный шов следует дополнительно проковать и разогреть до температуры в диапазоне от 600 до 650 °C. Это придаст соединению большую прочность.

Газовая

Безусловно, варить поверхности изделий из латуни можно и газовым аппаратом. Но в этом случае работу надо осуществлять с максимальной скоростью. Если горелка будет двигаться медленно, то в шве будут образовываться поры – это опять же связано с особенностями плавления цинка. В конечном счёте, скорость работы должна быть равна примерно 25 см в минуту.

Сварку газовым аппаратом нужно выполнять без поперечных колебаний, иначе изделие из латуни начнёт расплавляться. Горелку специалисты советуют держать под прямым углом к поверхности изделия. А присадочную проволоку необходимо во время процесса располагать под углом примерно в 30 градусов к свариваемым кромкам.

В среде аргона

Сварка латуни аргоном – самый качественный и популярный вариант на сегодня. Причём это справедливо не только для латуни, но и для иных медных сплавов.

Данный метод представляет собой ту же дуговую сварку, но в среде инертного газа аргона. И здесь возможно применение как плавящихся, так и неплавящихся электродов.

В качестве материала для неплавящихся электродов, как правило, используется вольфрам. А хорошим присадочным материалом в большинстве случаев могут стать бронзовые прутки марки БрКМц-3-1.

Однако если сплав латуни очень сложен, то следует использовать присадочную проволоку из того же материала, что и само обрабатываемое металлическое изделие.

Сварка бронзы или латуни аргоновым аппаратом выполняется в один слой. И при этом варить нужно не цельным швом, а небольшими отдельными участками (валиками).

Здесь нужна точность и аккуратность, потому что достаточно велика вероятность прожога. В частности, из-за этого сварка латуни аргоном проводится посредством длинной дуги. И мастер должен постепенно снижать силу тока в зонах сваривания, чтобы добиться нормального результата.

В связи с описанными выше особенностями технологии применять аргоновую сварку лучше всего на изделиях толщиной более 5 миллиметров.

В домашних условиях

Дома проще всего воспользоваться имеющейся в наличии или позаимствованной у кого-то паяльной лампой и оловянным припоем. А в качестве флюса, то есть материала, отделяющего зону сварки от атмосферного воздуха, можно использовать дешёвый и доступный борат натрия. Иногда для пайки латуни готовят специальные припои из меди и серебра.

Если предстоит сварка латуни в бытовых домашних условиях электродуговым методом, нужно подумать о средствах защиты и строгих мерах предосторожности. Пары цинка представляют действительно серьёзную опасность для здоровья людей – они ядовиты.

Следовательно, производить сваривание латуни обязательно нужно в защитной маске, перчатках и респираторе. По этой же причине данный процесс лучше выполнять на улице или в помещениях с достаточно мощными вытяжками.

Не слишком опытным мастерам будет полезен дополнительный совет. Сначала желательно потренироваться на ненужном куске латуни подходящих размеров. Только набив руку и установив правильные настройки аппарата, можно браться за настоящую работу.

Тем, кто хочет быстро соединить два металлических объекта, стоит знать о том, что такое холодная сварка. Хотя это название не совсем корректное. Условно говоря, удар кувалдой по двум металлическим пластинам, в результате которого можно получить единое изделие (и именно так поступали в древности) тоже можно считать холодной сваркой.

Но в наши дни так называют соединение двух металлических частей благодаря специальным составам, а также сами эти составы. Их можно купить практически в любом специализированном магазине, они позволяют соединять, ремонтировать и герметизировать изделия из латуни и бронзы.

Способ применения крайне прост: нужно размешать состав холодной сварки, пока не получится однородная масса. Потом следует нанести эту смесь на обе поверхности, которые необходимо соединить, и плотно прижать их друг к другу на несколько секунд.

Фактически холодная сварка – это клей для металлов, и иногда такой клей действительно способен решить соответствующие проблемы в домашних условиях. С другой стороны, бывают ситуации, когда без настоящей сварки не обойтись.

Специфика сварки латуни

Сварка латуни является технологически сложным процессом, так как входящие в состав сплава медь и цинк обладают различными физико-химическими свойствами.

Сварка латуни является технологически сложным процессом, так как входящие в состав сплава медь и цинк обладают различными физико-химическими свойствами. Тем не менее производить соединение различных деталей, изготовленных из латуни, с помощью сварки можно несколькими вполне доступными способами, причем технологически этот процесс в большей степени похож на сваривание меди.

Определение

Латунь является двойным или многокомпонентным сплавом меди и цинка, для чего дополнительно добавляют в состав в небольшом количестве олово, никель, свинец, марганец, железо и другие присадки. Металлургическая классификация разделяет латунь и бронзу как разные по физико-химическим свойствам сплавы.

В промышленности используют два основных вида латунных сплавов:

  • однофазный или альфа, где цинк составляет не более 35% от общей массы. Изделия на основе такого состава легко деформируются в любом состоянии без необходимости в дополнительном нагреве.
  • двухфазный или альфа-бета, в состав которого добавляют до 60% цинковой массы. Отличительной чертой данного сплава является хорошая прочность и износостойкость, а вот обработку приходится производить с помощью давления и высокой температуры.

Особенности при сварке латуни

Сварка латуни также сопровождается образованием соединения кислорода и цинка или окислением последнего по формуле 2Zn+O2=2ZnO. Оксид цинка в виде пленки белого цвета образуется непосредственно в зоне термической обработки и покрывает участки металла в районе сварного шва, тем самым препятствуя свободному сплавлению латунных деталей.

Для термической обработки латуни также характерен процесс поглощения свободного водорода, который при попадании в расплавленный металл не успевает вовремя выделиться и застывает, тем самым способствуя образованию газовых пузырей и пор в структуре сварного шва, тем самым значительно снижая его прочность.

Таким образом, если обобщить трудности, с которыми придется столкнуться при сварке латуни, то можно выделить:

  • испарение и выгорание цинка,
  • окисления цинка с образованием оксидной пленки,
  • образование пористости и трещин в месте сварки.

Методы сварки латуни

На практике применяют три основных способа сварки латуни, а именно:

  • электродуговую сварку,
  • газопламенную сварку,
  • аргоновую сварку.

В свою очередь электродуговая сварка делится на:

  • сварку с помощью латунных электродов,
  • сварку с помощью угольных электродов.

Для обычной электродуговой сварки латуни используют постоянный электрический ток прямой полярности. Сварка производится короткой дугой из нижнего положения, которую поддерживают силой тока в 250 ампер для пятимиллиметровых электродов, при этом скорость укладки сварочного шва составляет до 30 сантиметров в минуту.

По окончании работ сварочный шов необходимо проковырять и дополнительно отпустить путем разогрева до температуры в 600-650⁰ C. Изготовление электродов для электродуговой сварки производят из латунной проволоки на основе меди и 40% цинка с небольшими добавками до 5% марганца, алюминия, железа и прочих компонентов.

Выбор электродов

  • графитированые, для изделий небольшой толщины не требуют дополнительной присадочной проволоки;
  • толстопокрытые электроды, с многослойным покрытием.

Изготавливают электроды путем покрытия сварочной проволоки типа ЛК-80-3 слоем обмазки толщиной в треть миллиметра, приготовленной из смеси состоящей из одной трети жидкого стекла и двух третьих частей сухих веществ:

  • марганцевая руда — 30%,
  • концентрат титана — 30%,
  • ферромарганцевых компонентов — 15%,
  • меловая крошка — 20%,
  • калий сернокислого — 5%.

После высыхания обмазки ее дополнительно покрывают миллиметровым слоем флюса, представляющего собой смесь жидкого стекла с борным шлаком.

Сварку латуни с помощью угольных электродов производят аналогично процессу сварки медных деталей, с той лишь разницей, что применяется в качестве припоя латунная проволока с содержанием цинка до 40% и пятипроцентной марганцевой присадкой, которая покрыта специальным флюсом.

  • толщина свариваемых листов латуни на один проход не должна быть более 3 мм;
  • объемные изделия необходимо заранее прогревать до температуры в 200-300⁰ C;
  • тонкостенные материалы рекомендуется сваривать одним проходом, так как при многослойной сварке могут образовываться в большом количестве трещины и поры.

Для соединения тонкостенных деталей и труб, выполненных из латуни, в основном применяется газопламенная сварка. При ее использовании для снижения количества испарений молекул цинка, сварку латунных изделий производят пламенем с переизбытком кислорода. Вследствие чего образуется тонкая оксидная пленка ZnO, которая и позволяет в значительной мере уменьшить процесс испарения цинка. Причем кислородный избыток вдобавок позволяет связывать свободный водород, который образовывается в пламени горелки, из-за чего, в свою очередь, уменьшается его проникновение в расплавленный металл.

Флюс для газопламенной сварки изготавливают на основе прокаленной буры с добавлением борной кислоты. Эту сухую смесь предварительно разводят водой до состояния густой пасты, а перед началом работ пастообразную массу флюса просто наносят кисточкой на место будущей сварки.

Сварка латуни в среде аргона

Устройство аргоновой сварки представляет собой токопроводящий зажим, фиксирующий электрод в виде округлого сопла, при помощи которого на место сварного шва и поступает газ аргон. Формирование сварного шва производится с помощью проволочного припоя, который для качественного соединения должен быть полностью идентичен по составу с латунным сплавом свариваемых деталей.

Обязательным условием качества сварки аргоном является необходимость тщательной подготовки места будущей сварки, как в принципе и для других способ сварки. Для этого на краях заготовок необходимо вырезать специальную сварочную кромку, а место сварки тщательно зачистить до идеального блеска с помощью напильника или наждачной бумаги. Для очистки латунных поверхностей от окислов используют метод травления разбавленным раствором азотной или соляной кислоты, причем кислотную очистку надо проводить непосредственно перед началом сварочных работ.

Пару советов напоследок

Стоит знать и помнить, что во время сварки латунных изделий образуется оксид цинка в виде белого порошка или белесых паров, который является токсичным веществом и противопоказан для попадания внутрь человеческого организма. Поэтому необходимо производить сварочные работы либо на открытом воздухе, либо при хорошей вытяжной вентиляции, а также в обязательном порядке воспользоваться такими средствами индивидуальной защиты, как защитная маска или защитные очки и респиратор.

Оцените статью
Добавить комментарий