Почему нельзя сварить заготовки из меди контактной электрической сваркой
Обновлено: 14.05.2024
Для меди и ее сплавов контактная сварка затруднена вследствие их высокой электрической проводимости и теплопроводности, а также узкого диапазона температур, в котором металл может свариваться давлением. Свариваемость медных сплавов лучше, чем технической меди, так как они обладают пониженной электрической проводимостью и теплопроводностью. Однако не все сплавы свариваются одинаково хорошо. Чаще контактная сварка применяется для латуней и кремнистых бронз. Среди них хорошо свариваются α-латуни (например, марки Л68), электрическая проводимость , которых не более 28% электрической проводимости меди. Повышение содержания цинка в латуни приводит к ухудшению ее свариваемости вследствие уменьшения пластичности сплава. Уменьшение концентрации цинка неблагоприятно влияет на свариваемость, поскольку понижается электросопротивление сплава. Хорошо свариваются кремнистая бронза (до 4% Si, электрическая проводимость равна примерно 10% электрической проводимости меди) и медно-никелевые сплавы, например мельхиор (80% Сu, 20% Ni, электрическая проводимость . равна 8% электрической проводимости меди).
Для получения чистой контактной поверхности заготовок рекомендуется их очистка механическим способом, а также травлением в тетрахлорметане или растворе каустической соды с последующей тщательной промывкой в проточной воде. Для растворения пленки оксидов применяют травление в следующих смесях: 10% -ный раствор серной кислоты, бихромат натрия; серная кислота, фтористый алюминий и 6dхромат натрия.
Точечная и роликовая сварка меди.
Точечная и роликовая сварка меди возможна только с применением электродов из тугоплавких металлов, обладающих теплопроводностью и электрической проводимостью, более низкими, чем основной металл, для уменьшения отвода теплоты во время сварки (например, из вольфрама или молибдена). При использовании таких электродов поверхность деталей сильно нагревается, а местами расплавляется, портится внешний вид изделия и быстро изнашиваются электроды. В связи с этим точечная и роликовая сварка технической меди ограниченно пригодна для промышленного применения.
Качество сварных точечных швов можно повысить, используя теплоизолирующие прокладки (например, из нержавеющей стали), размещаемые между электродами и поверхностями свариваемых деталей, а также покрывая соприкасающиеся поверхности деталей, например, серебром.
Для медных сплавов применение мягких режимов нецелесообразно. Обычно длительность нагрева медных сплавов при точечной сварке ограничивается 0,2-0,4с. Точечная сварка латуни производится короткими импульсами при больших значениях сварочного тока. В связи с высокой электрической проводимостью латуни толщина свариваемых листов на одной и той же машине принимается примерно в 2 раза меньше, чем толщина листов из стали. Шовная сварка латуни требует относительно большого удельного давления электродов, чем точечная. При сварке латуни марки Л62 υCB= 1 м/мин обеспечивает прочный плотный шов. При ширине роликов, равной 3-5 мм, сварочный ток для латуни приблизительно определяется из уравнения
Таблица 1. Ориентировочные режимы точечной сварки латуни Л62
Контактная сварка меди
Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень
1. Металл, полученный при плавлении присадочных материалов в процессе сварки (наплавки) в слоях, неразбавленных основным металлом.
2. Переплавленный присадочный металл, нанесенный в два слоя на поверхность основного металла.
3. Металл, подвергшийся в процессе сварки перемешиванию с основным металлом.
ВОПРОС 2
Что обозначают буквы и цифры в маркировке сталей и сплавов?
1. Клейма завода-изготовителя.
2. Обозначения номера плавки и партии металла.
3. Буквы обозначают химические элементы, а цифры их процентное содержание.
ВОПРОС 3
С какой целью проводят стилоскопирование металла шва?
1. С целью установления соответствия марки использованных для сварки присадочных материалов требованиям чертежей и документов
2. Для оценки химического состава металла шва.
3. Для оценки свойств металла шва.
ВОПРОС 4
До какой температуры должна быть нагрета сталь при отжиге?
1. Выше температуры аустенитного превращения.
ВОПРОС 5
К каким изменениям свойств стали приводит отжиг?
1. Увеличиваются внутренние напряжения.
2. Повышается твердость.
3. Увеличивается пластичность.
ВОПРОС 6
Содержание какого газа в металле шва малоуглеродистых, легированных и теплоустойчивых сталей оп-ределяет его склонность к пористости?
3. Углекислый газ.
ВОПРОС 7
Какими электроизмерительными приборами должно быть оснащено сварочное оборудование для авто-матической дуговой сварки(наплавки)?
1. Амперметром и устройством, обеспечивающим контроль заданной скорости сварки.
2. Амперметром, вольтметром и прибором, обеспечивающим контроль скорости сварки.
ВОПРОС 8
Параметры режима автоматической сварки под флюсом могут быть заданы в следующих пределах?
2. Сила тока 100-200 А, напряжение на дуге 60-80 В, скорость сварки — 5-80 мм/сек.
ВОПРОС 9
Чем руководствуются при выборе сечения провода для электрических цепей?
1. Допустимой плотностью тока.
2. Исходя из удельного сопротивления проводника.
3. Длиной проводника.
ВОПРОС 10
Какие должны быть род и полярность тока при сварке соединений из углеродистых сталей электродами с целлюлозным покрытием?
1. Переменный ток.
2. Постоянный ток обратной полярности.
3. Переменный ток или постоянный ток прямой полярности.
ВОПРОС 11
Укажите правильное деление электродов по типу покрытия по ГОСТ 9466?
1. Кремнесодержащие, марганцесодержащие и нейтральные покрытия.
2. Окислительные, восстановительные и пассивирующие покрытия.
3. Кислые, основные, целлюлозные и рутиловые покрытия
ВОПРОС 12
Какова роль связующих компонентов в электродном покрытии?
1. Легируют металла шва.
2. Повышают механические свойства металла шва.
3. Обеспечивают прочность и пластичность обмазочной массы на стержне электрода.
ВОПРОС 13
Какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно-дуговой сварке вольфрамовым электродом?
1. Поддерживает дуговой промежуток в ионизируемом состоянии.
2. Исключает образование дефектов в кратере.
3. Увеличивает глубину проплавления основного металла.
ВОПРОС 14
Какие зоны различают при горении дуги?
1. Катодную, анодную, центральную области дуги.
2. Зоны эмиссии, ионизации и поглощения.
3. Столб дуги, анодную и катодные области дуги.
ВОПРОС 15
Указать какие факторы учитывают при выборе сварочной проволоки сплошного сечения для аргонодуговой сварки?
1. Тип соединения (зазор, притупление, угол скоса кромок).
2. Положение сварки.
3. Марку свариваемой стали, разделку кромок (зазор, притупление, угол скоса), толщину металла.
ВОПРОС 16
Каким дополнительным оборудованием комплектуется сварочный пост для механизированной сварке в в углекислом газе по сравнению с другими способами сварки в защитных газах?
1. Редукционным вентилем и смесителем.
2. Подогревателем газа и осушителем газа.
3. Электромагнитным клапаном для включения и выключения газа.
ВОПРОС 17
Укажите, как влияет увеличение диаметра сварочной проволоки (при неизменном токе) при дуговой сварке под флюсом на размеры шва?
1. Уменьшается глубина проплавления и увеличивается ширина шва.
2. Увеличивается глубина проплавления и уменьшается ширина шва
3. Никакого влияния не оказывает.
ВОПРОС 18
Что происходит с металлом, подвергаемым кислородной резке?
1. Металл окисляется с поглощением теплоты.
2. Металл окисляется без выделения и поглощения теплоты.
3. Металл окисляется с выделением теплоты.
ВОПРОС 19
Почему нельзя сварить заготовки из меди контактной электрической сваркой?
1. Из-за большой теплопроводности.
2. Из-за большой теплопроводности и малого контактного сопротивления.
3. Из-за малого контактного сопротивления между сварочными электродами и заготовками.
ВОПРОС 20
Где выделяется максимальное количество теплоты при контактной электрической сварке?
1. В контактах между изделием и зажимными губками.
2. В изделиях при прохождении тока.
3. В контакте между свариваемыми деталями (изделиями).
ВОПРОС 21
Какие структурные составляющие вызывают охрупчивание сварных соединений теплоустойчивых сталей?
1. Мартенсит, тростит.
2. Сорбит, бейнит.
3. Низкоуглеродистый феррит.
ВОПРОС 22
Как влияет увеличение скорости деформации на свойства металла сварных соединений при испытании на статическое растяжение?
1. Уменьшает прочность и увеличивает пластичность.
2. Увеличивает предел текучести и уменьшает прочность.
3. Увеличивает прочность и уменьшает пластичность.
ВОПРОС 23
Что называют процессом ползучести материала?
1.Способность материала непрерывно деформироваться под действием переменной нагрузки.
2.Способность материала сопротивляться нагружению в упругой области без видимых
следов пластического деформирования.
3. Способность материала непрерывно деформироваться (ползти) под действием постоянной нагрузки.
ВОПРОС 24
Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость стали?
2. Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.
3. Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость стали.
ВОПРОС 25
Когда должен быть проведен визуальный контроль, если основной материал или сварное соединение (на-плавка) подлежит механической обработке или деформированию?
1. До выполнения указанных операций.
2. После выполнения указанных операций.
3. До и после выполнения указанных операций.
ВОПРОС 26
В какой цвет рекомендуется окрашивать стены и оборудование цехов сварки?
1. Красный, оранжевый.
3. Серый ( стальной ), желтый, голубой.
ВОПРОС 27
Какие меры безопасности предусматриваются при подсоединении сварочного поста к многопостовому агрегату?
1. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.
2. Агрегат выключают.
3. Производят заземление сварочного поста.
ВОПРОС 28
Как обозначается сварное соединение на чертеже?
1. Обозначается тип соединения, метод и способ сварки, методы контроля.
2. Указывается ГОСТ, тип соединения, метод и способ сварки, катет шва, длина или шаг, особые обо-значения.
3. Указывается метод и способ сварки, длина или шаг, сварочный материал, методы и объем контроля.
ВОПРОС 29
Какие существуют основные способы электрошлаковой сварки и наплавки?
1. Сварка с применением проволочных электродов, плавящихся мундштуков, электродов большого се-чения и ленточных электродов.
2. Сварка с применением одного электрода и многоэлектродная.
3. Сварка с применением кристаллизаторов и водяного душа.
ВОПРОС 30
К какому классу сталей относятся сварочные проволоки Св-12Х11НМФ, Св-10Х17Т, Св-06Х19Н9Т?
Сварка медных проводов: разбираемся в технологии
Сварка медных проводов является наиболее надежным и оптимальным способом соединения, хотя и требует определенных навыков. Выполнять эту процедуру необходимо с использованием специального оборудования, в противном случае соединение будет или ненадежным, или не получится вовсе.
Несмотря на эти особенности, сварка провода из меди не составит большого труда. В нашей статье мы расскажем о том, что необходимо для ее осуществления, разберем преимущества сварки перед другими методами и подробно опишем сам процесс.
Преимущества сварки медных проводов над другими способами соединения
Если обратиться к Правилам устройства электроустановок (пункт 2. 1.21 ПУЭ), то, согласно инструкции, для соединения, ответвления и оконцевания жил проводов, в том числе и кабелей, подходят такие способы, как пайка, сварка, опрессовка или сжимы (бывают винтовые, болтовые и т. д.)
Есть множество способов скрепить кабели, но для сохранения проводимости контактов и прочного и долговечного соединения используется метод сварки проводов. Только он гарантирует отличное сочленение и длительную эксплуатацию при отсутствии какого-либо дополнительного обслуживания.
Для сравнения приведем примеры других соединений и определим преимущества сварки:
- Пайка не очень долговечна и подвержена разрушению, так как при этом способе присутствует припой (третий металл), как правило, более легкоплавкий и рыхлый по структуре. Вследствие химических реакций на границе между двумя сплавами происходит постепенный износ и повреждение металла.
Если в качестве критерия брать трудоемкость процесса и его длительность, то пайка дает результат не хуже, чем сварка. Работу предваряет зачистка концов, использование флюса, прогревание. Сварка угольным электродом занимает всего пару секунд.
- Клеммники и обжимы. Этот способ не такой идеальный, как сварка. Это объяснимо, поскольку основным материалом для проводников является медь – довольно пластичный металл без необходимой упругости. При сварке проводов металл как бы «вытекает» из-под нагрузки, от этого не защищают даже гровер-шайбы. И при использовании специальных, глубоко подпружиненных самозажимных клеммников площадь контактной поверхности останется небольшой. Если будет сильный ток, пружины потеряют свою упругость из-за нагрева.
- Скрутка. Этот способ не предусмотрен в ПУЭ, следовательно, запрещен. Он может применяться только как временное соединение перед самой сваркой медных проводов.
- Опрессовка. Метод дает на выходе неразборное соединение, которое по качеству практически сопоставимо со сваркой, однако процесс выходит более затратным. Это не самый экономичный способ, так как чтобы изделие получилось качественным, нужны хорошие инструменты и материалы.
Так в чем же преимущество соединения проводов сваркой?
Прежде всего, после сварки получается монолитная комбинация кабелей, поэтому говорить о «контакте» мы уже не можем. Границ проводников больше не существует, и электрический ток, соответственно, проходит через однородный металл.
Кроме этого, сопротивление такого соединения минимально, следовательно, почти не выделяется теплоты.
В результате оплавления может образоваться утолщение, что даст температуру при максимальном токе даже ниже, чем в варианте с подводящими проводниками. Этому также способствует и отсутствие очень плотной изоляции.
Следующий фактор – отсутствие большой ослепительной дуги при сварке скруток медных проводов, если она осуществляется на переменном токе или пониженном напряжении. Скрутка не прогревается на большую глубину, а металл не разбрызгивается. Дело в том, что скрутки сваривают угольным электродом по торцам предварительно скрученных проводников. Мощность аппарата для сварки медных проводов может достигать 800 Вт.
Сварка сталей имеет токи большие, чем при сварке скруток, поскольку медь и алюминий плавятся при более низких температурах, а дуга и брызги металла существенно уменьшаются.
Это вовсе не значит, что средства защиты не нужно использовать. Защитные очки и огнеупорные подкладки необходимы, но сами меры безопасности будут проще, чем, например, при сварке сталей.
Ну и, наконец, для предотвращения окисления проводников в процессе сварки, в том числе алюминия, имеется особый флюс «ВАМИ». Для меди обычно используют буру. Скрутка опускается в углубление с флюсом, сделанное в угольном или углеграфитовом электроде.
Выбор аппарата для сварки медных проводов
Как выбрать правильный аппарат для сварки медных проводов? Обычно используется любой генератор тока: инвертор, выпрямитель или трансформатор. К автоаккумуляторам подключаются клещи для контактной сварки, затем два соединяют последовательно и контакты выводятся к электродам. Мощности обычно достаточно для сварки кабеля с жилой толщиной 5 мм. Больший объем возможен только при использовании сварочного аппарата.
Инвертор
Современные инверторы имеют ряд серьезных преимуществ:
- могут сваривать провода любого сечения;
- им не страшны скачки напряжения в сети, существенно снижен риск «залипания» электрода и пережога медных скруток;
- существуют более простые модели с силой тока до 150–200 А;
- созданы для работы от стандартной электрической сети (без трехфазного тока).
Инвертор проще в работе, чем трансформатор. При процессе сварки постоянным током прямой полярности минус подключается к медному проводу, который нужно сварить, а плюс – к держателю электрода.
Трансформатор
Аппараты предыдущих поколений слишком громоздки и неудобны в транспортировке, но их плюс в том, что они могут создавать ток до 400 А. Трансформатор используют для работы с постоянным током прямой или обратной полярности. С его помощью сваривают медные шины в распределительных коробах, а также соединяют скрученные проводники с большим сечением.
Подключается трансформатор, как и инвертор: минус – на скрутку, плюс – на электрод. Хотя у этих аппаратов неплохая производительность, в процессе они нагреваются и сильно гудят, поэтому требуют периодического отключения для остывания. Также при включении они влияют на напряжение в сети, которое потом стабилизируется. Это необходимо учитывать при выборе работ с данным прибором.
Сварочный аппарат можно сконструировать и на основе понижающего трансформатора, имеющего мощностью до 150 А и напряжение в диапазоне от 12 до 38 В, на него наматывается необходимое количество витков кабеля. Это число рассчитывается при помощи таблиц. Для стабилизации дуги в электрическую схему также включается диодный мост. Держатель можно купить в специализированных магазинах, а еще умельцы используют в этих целях зажим троллейбусного контактора. Токопроводящие зажимные клещи изготавливают из пассатижей, к одной из ручек которых крепится контактная клемма. Такой самодельный аппарат обязательно нужно заземлить.
Необходимые электроды для сварки медных проводов
Когда речь идет о сварке медных проводов, то нужно подбирать нужные электроды, для конкретного случая это будут графитовые или угольные.
При сварке в домашних условиях можно использовать стержни батареек либо щитки коллекторных двигателей, а также любые подобные изделия, сделанные из графита.
Графитовые стержни достойно заменят магазинные электроды, но имеется один нюанс: на них нет медного покрытия. Для решения этой проблемы нужно просто доработать держатель. Для этого применяют зажим «крокодил» и для самого электрода, и для соединения массы. Эти предметы не настолько габаритные, как, например, штатные, поэтому можно работать в распределительных щитках. Это будет даже удобнее. Не стоит забывать о том, что ручки нужно дополнительно заизолировать.
Угольные и графитовые электроды имеют один общий параметр: их температура плавления в 4 раза выше порога плавления меди. Именно поэтому расход электродов при сварке минимален. Это большой плюс.
Обязательно нужно учитывать, что электрод нагревается до высокой температуры молниеносно, поэтому можно перегреть материал, который вы свариваете, а из-за этого пострадает изоляция в самом кабеле. Сварщик обязан знать эти моменты, чтобы при монтаже электропроводки не случилось никаких аварий.
При положительной схожести угольных и графитовых стержней в процессе монтажа проводки они обладают разными характеристиками:
- Основное различие – их стоимость. Графит более доступен.
- Отличия по цвету: угольный стержень черный, графитовый – имеет темно-серый металлический оттенок.
- Использование угольного электрода при сварке требует от мастера достаточного опыта и навыка такой работы, поскольку дуга от стержня из угля имеет очень высокую температуру, из-за которой может повредиться свариваемая скрутка. С другой стороны, такие высокие показатели температуры случаются при заниженном токе. Из этого можно сделать вывод, что угольными электродами хорошо работать на слабом сварочном аппарате.
- Для инверторного аппарата, оснащенного регулятором силы тока, лучше всего подойдут графитовые стержни. К тому же квалификация мастера может быть невысокой при работе с ними. Графит также дает большую прочность соединению, сопротивляемость окислению, да и качество сварки гораздо лучше, чем с применением угля.
Технология сварки медных проводов
Техника безопасности при сварочных работах очень важна. Их необходимо проводить в защитной маске либо в очках, специальной одежде и рукавицах. Помните, что можно обжечься металлом и его брызгами, повредить глаза («наловить зайчиков»).
В домашних условиях инверторная сварка медных проводов требует использования угольных либо графитовых электродов. Как говорилось выше, в качестве электрода можно использовать и угольный стержень от отработавшей батарейки.
Для более точного ориентирования представляем рабочий диапазон сварочного тока:
- 2 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 70 А;
- 3 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 80-90 А;
- 2-3 жилы, сечение 2,5 мм² – 80-100 А;
- 3-4 жилы, сечение 2,5 мм² – 100-120 А.
Медь, которая используется при изготовлении электрических проводов, всегда имеет разный состав и качество. Эти параметры и определяют подходящий режим сварки. Как понять, что выбран оптимальный режим? Убедитесь, что электрод не прилипает к месту сварки, а дуга устойчива. Если уже имеется опыт в сварочных работах, то данные параметры вполне можно соблюдать.
Как проходит сварочный процесс:
- С медного кабеля снимается оболочка изоляции (примерно 7–10 см).
- Многожильные провода скручиваются (процесс скрутки).
- Скрутка подрезается, образуя ровный срез. Нужно оставить длину примерно 5 см.
- На скрутке крепится зажимной механизм из меди для отведения избыточного тепла, устанавливается заземление.
- Срез скрутки подносится к электроду.
- Сварка завершена, когда на конце проводов появляется расплавленный медный шарик, на это уходит порядка 1-2 сек.
- Сварку останавливают, чтобы не повредить изоляционный материал.
- Остывшие концы электропроводки изолируются изолентой или термоусадочной трубкой.
Обратите внимание на то, что, кроме прочего, также необходимо вовремя менять сварочный медный наконечник, который фиксирует электрод в процессе сварки. Его основная задача – подавать электрический ток на электрод. Его состояние будет отражаться на качестве сварочного шва: внутри наконечника есть отверстие, которое и должно хорошо удерживать стержень. К сожалению, оно достаточно скоро утрачивает свои свойства при частых сварках. Сварочный наконечник из меди также быстро изнашивается и чаще всего требует замены.
Сварка медных проводов ручным дуговым способом – пожалуй, самый надежный метод и наиболее качественный вид соединения. Если инвертор подбирается по четко заданным параметрам – это 70 % успеха сварки. Выбирая прибор, обратите внимание на его мощность. Важно представлять себе область его применения, а также место и характеристику деталей, с помощью которых планируете пайку. Сварочный процесс требует точного расчета времени – не более 1-2 секунды. Это позволит получить качественные швы. Если не пренебрегать рекомендациями экспертов, то при работе сложностей не возникнет.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Как сварить медь контактной сваркой.
(1
голос, в среднем:
5 из 5)
Точечная сварка представляет собой процесс соединения металлов путем нагрева, проходящим через него током и деформации оплавленной зоны давлением. При этом нагрев происходит только в заданной точке. Такой вид соединения относится к разряду сварки давлением. Первые упоминания такого способа соединения металлов относится к 1877 году, его предложил русский изобретатель Бенардос Н.Н. Точечная сварка — это также разновидность контактной сварки. При таком способе два электрода, находящиеся с двух противоположных сторон, проводят электрический ток силой 1-200 кА. Соединения металлов таким способом очень популярно. Примерно 30% сварных соединений происходит таким путем и в настоящее время наблюдается увеличение этого процента. Точечная сварка находит свое применение в машиностроении, авиационной промышленности, приборостроении.
Свойства материала
Чтобы сварить медь или сплавы на её основе, необходимо выполнять качественный прогрев конструкций. Благодаря отличной теплопроводности достаточно просто обеспечить равномерную температуру на поверхности детали и по толщине материала. Однако получение равномерного прочного шва требует использования определённых навыков.
- при значительном повышении температуры в меди начинают проходить окислительные процессы, в результате которых создаются тугоплавкие фазы повышенной хрупкости, что негативно сказывается на её прочностных и пластических свойствах;
- в ходе охлаждения шва происходит значительная усадка, которая может становиться причиной появления трещин;
- в результате нагрева начинается поглощение газов, повышающие вероятность образования неравномерностей и раковин;
- сварные швы на стыках меди с нержавейкой и другими металлами имеют высокий уровень зернистости, связанной с неоднородностью материалов, соединение становится хрупким и ненадёжным;
- по причине высокой электропроводности на сварочном аппарате требуется выставлять большие токи, что делает бытовые инверторы непригодными для проведения сварных работ;
- из-за высокого уровня текучести металла при нагреве создание швов в вертикальном или потолочном расположении невозможно.
Подготовка к сварке
Медь или ее сплавы разрезают на мерные заготовки шлифовальной машиной, труборезами, на токарных и фрезерных станках, а также плазменно-дуговой резкой. Кромки под сварку подготавливают механическими способами. Свариваемые детали и присадочную проволоку очищают от окислов и загрязнений до металлического блеска и обезжиривают. Кромки обрабатывают мелкой наждачной бумагой, металлическими щетками и т.д. Использовать абразивы с крупным зерном не рекомендуется. Возможно травление кромок и проволоки в растворе кислот:
75 см3 на 1 л воды азотной;
100 см3 на 1 л воды серной;
1 см3 на 1 л воды соляной
с последующей промывкой в воде и щелочи и сушкой горячим воздухом. Конструкции с толщиной стенки 10-15 мм предварительно подогревают газовым пламенем, рассредоточенной дугой и другими способами. Сборку стыков деталей под сварку ведут либо в приспособлениях, либо с помощью прихваток. Зазор между стыкуемыми заготовками соблюдают одинаковым на всем протяжении. Прихватки должны быть минимального сечения, чтобы в процессе сварки их можно было переплавить. Поверхность прихваток необходимо очистить и убедиться в отсутствии поверхностных горячих трещин.
Если сварка ведется в нижнем положении, то для улучшения теплоотвода используют специальные приспособления из графита или меди
При сварке на открьтом воздухе стык обустраивают съемными экранами
1 — поток газа; 2 — шов; 3 — экран.
Технология сваривания
Сварка медных деталей выполняется двумя способами:
Для газосварки потребуется использование баллона с ацетиленом и горелки. Качество шва полностью зависит от количества пор в материале, поэтому перед проведением работ необходимо выполнить проковку поверхности вблизи линии формирования шва.
Для поддержания горения требуется обеспечить непрерывную подачу газа. Средний расход для сварки конструкций толщиной более 10 мм составляет от 200 л/ч. Массивные детали рекомендуется предварительно прогревать, чтобы шов был прочным и однородным.
Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью, то важно обеспечить равномерное остывание конструкций. Для этого со всех сторон конструкции следует обкладывать асбестными листами, делая своеобразный защитный экран.
Чтобы в процессе сваривания не допустить образования окислов или раковин, допускается увеличение скорости перемещения горелки вдоль шва, но движение обязательно должно быть с постоянной скоростью и без разрывов. Расположение горелки относительно поверхности должно быть перпендикулярным.
При толщине материалов более 3 мм необходимо обрабатывать кромки под углом 450. Чтобы металл лучше заполнил стык, его обрабатывают водным раствором азотной кислоты.
После выполнения работ шов требуется проковать при температуре +3000С, а также выполнить его отжиг при +5000С, затем детали охладить в воде.
Аргонодуговая сварка подходит для соединения конструкций любой толщины, включая крупногабаритные. Сварные работы проводятся при подключении прямой полярности на постоянном токе вольфрамовым неплавящимся электродом. Температура в среднем должна составлять от +3000С до +4000С.
Перед проведением сварки, нужно разогреть дугу на пластинке из угля или графита. Допустима сварка в потолочном, вертикальном или нижнем расположениях.
Сварка меди газом
Выбор присадочных материалов
Присадочные материалы, использующиеся для сварки медных деталей, должны выбираться на основании данных о физико-химических свойствах меди или ее сплавов, из которых изготовлены детали или изделия.
При осуществлении сварки следует обратить внимание на марку самой меди или сплава – она должна быть раскисленной или бескислородной, так как, в противном случае, во время сварочного процесса металл будет кипеть в сварочной ванне, в результате чего сварочный шов получится пористым и непрочным.
В качестве прутка или проволоки следует использовать такие материалы, которые позволят избежать кипения материала в шве: необходимо подобрать проволоку или пруток с содержанием в сплаве химических элементов, позволяющих вытеснить кислород из зоны сварочной ванны.
Примерная стоимость медной проволоки на Яндекс.маркет
Неплавящийся электрод выбирается только вольфрамовый, на конце которого должна быть заточка конической формы с небольшим притуплением. Такая форма позволит обеспечить стабильное горение дуги при осуществлении самого процесса сварки, что даст возможность сохранить температурный уровень сварочной зоны и не допустит быстрого остывания деталей до момента завершения шва.
Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет
Если говорить о защитном газе, который используется при сварке, то выбор такового зависит от условий сварки, в том числе от пространственного положения соединения. Аргон тяжелее воздуха, в частности, кислорода, и он оседает к земле под действием природных сил притяжения.
Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет
Если необходимо выполнить потолочные стыки, то потребуется замена аргона гелием, который легче воздуха, но также может выполнять защитные функции при выполнении сварочных работ.
Выбор электродов
Для получения качественного сварного шва необходимо выбрать электрод по диаметру, составу обмазки, особенностям состава материала заготовок. Состав обмазки выполняет защитную роль, так как предотвращает попадание в расплав газов.
При сваривании меди аргоном обмазка и защитные покрытия позволяют создавать специальные плёнки. В покрытии содержатся присадки, позволяющие улучшить шов при контакте материала стержня электрода с металлом конструкции. Шов в таком случае формируется однородным и равномерно застывает, одновременно исключается создание хрупких фаз.
Применяют два вида электродов:
- неплавящиеся, на основе синтетического графита, электротехнического угля, а также других материалов с аналогичными свойствами.
- плавящиеся, создаваемые на основе прутков из меди, чугуна, алюминиевой проволоки, поверх которой наносится специальная обмазка.
Чтобы понять, каким электродом сварить медь, нужно ориентироваться на цвет обмазки:
- красный – для ручной сварки;
- синий – для тугоплавких сплавов;
- серый – для сварки деталей из цветных металлов.
Технология сварки меди
Сварка меди аргоном пользуется спросом в автомастерских, машиностроении, энергетической и химической промышленности за счет устойчивости к разрушению коррозией и агрессивными средами. Наиболее востребованными считаются 5 марок сплавов меди, отличающихся процентным содержанием примесей (от 0,05 до 1,0%). Независимо от марки металла сваривание деталей осуществляется наплавляющимся тугоплавким электродом с вольфрамом (TIG). Для создания шва высокого качества в область электрода подается аргон, защищающий рабочее поле от окисления и возгорания.
Медные электроды для сварки
К особенностям соединения элементов из меди относится отсутствие образования шлака. Кроме этого, аргонодуговая методика позволяет работать с металлом минимально допустимой толщины. Аргоновый способ соединения элементов считается наиболее надежным, шов не выделяется на фоне металла, при необходимости укрепления соединительной ванны можно добавлять другие плавкие материалы с присадкой.
Оборудование
Для аргонодуговой сварки потребуется применение следующего оборудования:
- инверторного аппарата или трансформатора;
- одной горелки или комплекта, в зависимости от сложности работ;
- защитной аппаратуры;
- баллонов с газом;
- компенсационных устройств для регулирования тока.
Аргоновая сварка может выполняться вручную или полуавтоматом. Метод выбирается на основе того, какие сварочные работы планируется проводить, их сложности, технических требований к шву.
Подготовка материала, очистка
Сваривание меди аргоном может выполняться без тщательной подготовки поверхности, достаточно выполнить зачистку абразивным инструментом до блеска, а также выполнить обезжиривание. Однако очистку следует выполнять тщательно.
Для сварки конструкций толщиной 5-12 мм необходимо срезать односторонние кромки , а если более 12 мм – двухсторонние.
Зачистка перед сваркой
Работы в домашних условиях
В домашних условиях иногда требуется сварка деталей небольших размеров, поэтому для большинства случаев в качестве электродов подойдут обычные медные жилы из проводов. Все этапы работ определяет технология сварки меди:
- Зачищают пруток от поверхностных слоёв лака, окисла, жира или других видов загрязнений. Рекомендуется применять проволоки с минимальным количеством примесей в составе.
- В процессе сварки используют присадки, выполняющие роль защитной среды от контакта металла с воздухом.
- Поджигают горелку, впереди шва ведут присадку, затем электрод, а за ними выполняется прогрев. Движения горелки должны быть по спирали в сторону формирования шва.
При сварке толстых деталей рекомендуется расплавлять основной металл конструкций, но основе которого и формировать соединение. В таком случае шов получается чистым и аккуратным. При этом присадки не используют.
В среде аргона качество шва достигается при вертикальном положении шва и горизонтальной проварке.
Сваривание тонких деталей выполняется ступенчатым образом. Способ заключается в выполнении проварок через определённые интервалы, а затем заваривают пропущенные участки до того момента, пока не получится равномерный и качественный шов.
К выполнению сварки меди контактным способом выдвигаются достаточно строгие требования. При чем от чистоты наплавляемого металла зависят требования, выдвигающиеся к проведению сварочных работ по данному металлу.
По своим физическим и химическим свойствам медь, в обычных температурах является инертным металлом, но при воздействие процесса нагрева ее поверхности она имеет свойство вступать во взаимодействие с кислородом, галогенам, серой и фосфором. Все эти факторы значительно затрудняют выполнение контактной сваркой меди и ее сплавов.
При выполнении сварки давлением необходимо принимать во внимание весьма маленький температурный диапазон позволяющий выполнять сварные работы давлением. В своем большинстве контактную сварку применяют для сваривания не только меди, но и соединений меди с бронзой и латунью. Для получения чистой контактной поверхности заготовок, необходимо проводить некоторые механические действия по ее очистки.
Также необходимо применять химическое травление и последующее тщательное смывание всех используемых кислот и щелочек для травления в проточной воде. Применение электродов зависит от выбранного способа выполнения сварных работ.
Так для роликовой и точечной контактной сварке широко используются электроды, изготовленные из тугоплавким металлов состоящие из вольфрама и молибдена. Рекомендуется использовать медь без примесей для обеспечения повышенного качества сварного шва. Из-за плохих литейных свойств меди очень большую роль при выполнении контактной сварки играет присадочный материал.
В качестве присадочного материала широко используется сплавы меди с достаточно большим содержанием раскислителей, которые в свою очередь обеспечивают получение в процессе выполнения работ качественного и плотного и прочного литого соединения.
Техническая медь, используемая, в качестве присадочного материала при сварке делится на пять марок, которые отличаются друг от друга количеством примесей содержащихся в металле. Такие примеси как бериллий повышают теплопроводность металла, а алюминиевые примеси повышают устойчивость к коррозии. Есть и такие примеси, которые способны ухудшать свойства. К этим элементам относятся водород, мышьяк и свинец. При сварке меди необходимо принимать во внимания все перечисленные выше показатели.
Читайте также: