Сварка меди и нержавейки аргоном

Обновлено: 01.05.2024

Нержавейка и медь – достаточно разные по составу металлы, которые в основном свариваются аргонодуговой сваркой. Аргонодуговое сваривание является чем-то средним между обычным свариванием и газовой сваркой. Подача материала и техника сваривания очень схожа с газовой сваркой, но тепло для расплавления металла происходит не от химического горения, а от электрической дуги. Между изделием и тугоплавкими вольфрамовыми электродами горит дуга, которая является источником тепла. Чтобы защитить расплавленный металл и электрод от окисления, через специально предназначенную горелку подается инертный газ. Сварочное соединение может образовываться за счет расплавления кромок соединяемых деталей или же с помощью присадочного прутка, который подается в сварочную ванну.

За счет того, что нержавеющая сталь обладает антикоррозионными свойствами, она занимает важное место в сфере деятельности человека, потому как данный металл используется, начиная пищевой и заканчивая тяжелым машиностроением.

Нержавеющая сталь является практичным и долговечным материалом, поэтому сварочный процесс данного металла очень важен для современного производства. Аргонодуговое сваривание является самым высокотехнологичным способом сваривания. Суть метода сварки заключается в образовании сварного шва за счет расплавки присадочного материала и металла. Аргон автоматическим образом подается в сварочную ванну и защищает ее от неблагоприятного воздействия атмосферы, что предупреждает образование дефектов в сварочном шве. Сваривание металла, которое производится данным способом, позволяет дать отличные результаты и не требует использования флюса. Данный способ сваривания подходит не только для сварки нержавейки, но и других металлов.

Аргон не взаимодействует с металлом и газами в зоне образования дуги. Он на 38% тяжелее самого воздуха, благодаря чему он способен вытеснить его из зоны сваривания, что позволяет изолировать процесс сварки от действия атмосферы.

При аргонодуговом сваривании происходит крупнокапельный перенос металла. Рабочий процесс сопровождается разбрызгиванием металла, что возникает из-за достаточно небольшого давления.

Сила тока при аргонодуговом сваривании варьируется от 120 до 240 Ампер. При силе тока, которая превышает 260 А, появляется стабильность процесса и разбрызгивание значительно уменьшается. Высокая сила тока может не соответствовать технологическим требованиям к использованию сварочного оборудования. Стабильность процесса можно обеспечивать с помощью импульсного источника питания, который обеспечивает переход к струйному переносу металла, если сила тока составляет около 100 Ампер.

Основным предназначением аргонодугового сваривания является изготовление сварных конструкций из цветных металлов и легированных сталей, например нержавейки и меди. Аргонодуговое сваривание обеспечивает надежное соединение металлов, благодаря чему оно широко используется для решения бытовых проблем, а также применяется в промышленных масштабах.

Сварка меди с использованием аргонодугового способа: особенности технологии во взаимосвязи с металлом

Медь как металл представляет собой мягкий, достаточно податливый материал. Для него характерен сравнительно простой процесс обработки путем переплавления из руды в металл, который в дальнейшем можно обрабатывать. Это свойство обусловило широкое распространение изделий из меди, однако, существенным образом затрудняет возможности сварки в связи с физико-химическими особенностями свойств.

Особенности сварки меди аргонодуговым способом

Сама медь, так же, как и сплавы на ее основе, являются достаточно высокотеплопроводными материалами, которые, ко всему прочему, обладают также большой электропроводностью, а также высокой коррозионной стойкостью как при воздействии внешних факторов, так и относительно внутрикристаллической коррозии.

Точка плавления меди в ее чистом виде составляет 1083 °С, а в случае добавления различных легирующих химических соединений данный показатель может смещаться в одну или другую сторону.

Особенностью сварки медных изделий и деталей является высокая теплопроводность данного металла, что делает обязательным предварительный подогрев деталей перед началом сварки. Разогрев должен осуществляться до температуры от 350 до 600 °С. Подогрев осуществляется, как правило, с помощью газовой горелки.

Сварка осуществляется чаще всего с помощью аргонодугового способа путем использования неплавящегося электрода с постоянным током. В качестве присадочного материала используется пруток из чистой меди либо из ее сплавов. Это позволяет добиться максимального качества шва, а также его аккуратного внешнего вида.

В случае если материалы подобраны неправильно, медь в сварочной ванне начинает кипеть, что вызывает образование большого количества пор в полученном шве, а само соединение становится хрупким и может разрушиться в процессе эксплуатации.

Режимы сварки меди в аргоне

Как и для других видов свариваемых материалов, режимы сварки следует подбирать исходя из качества деталей. Примерные варианты режимов опираются на толщину свариваемого металла, диаметр электродов, проволоки и выливаются в определенные показатели силы тока, измеряемой в амперах.

Каждый режим тем не менее должен подбираться в соответствии с конкретными условиями сварки и проверяться на деталях, аналогичных по материалу изготовления тем деталям, на которых будет производиться основной процесс сварки.

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.

Технология сварки меди аргонодуговым способом

С технологической точки зрения, сварка меди аргонодуговым способом, как и другой вид сварки, делится на три этапа:

подготовительный. На этом этапе необходимо очистить свариваемые поверхности от окислов, загрязнений, обезжирить. После выполнения данных работ следует проверить их на чистоту и состояние и если потребуется, выполнить зачистку вручную или с помощью электроинструмента, после чего повторить процесс очищения от окислов и обезжиривания;
собственно этап сварки;
завершающий этап, на котором происходит проверка качества выполненного сварного соединения после зачистки от застывших капель расплавленного металла, а также визуальный контроль качества шва на предмет видимых пор.

На этапе собственно сварки следует выполнить следующие действия:

если речь идет о ремонте какого-либо медного изделия, необходимо сделать прорезь вдоль возникшей трещины таким образом, чтобы края такой прорези выходили за пределы трещины. Это даст возможность избежать появления новых трещин за пределами отремонтированного участка;
дуга зажигается только в разделе кромок, что позволит избежать прижогов металла, из которого изготовлено все изделие, и сократит зачищаемые участки;
присадочную проволоку или пруток необходимо вести перед горелкой таким образом, чтобы они равномерно подавались в сварочную ванну;
движения сварочной горелки должны быть максимально плавными и поддерживать постоянное расстояние от вольфрамового электрода до сварочной ванны;
в зависимости от толщины деталей, подлежащих сварке, горелка может двигаться вдоль создаваемого шва различными способами: по прямой, если толщина деталей небольшая, либо зигзагообразно, если детали толстые. Если совершаются поперечные движения, это чревато увеличением глубины проплавления кромок и изменениями в формировании сварочного шва;
если происходит сварка тонкостенных деталей, то, чтобы избежать прожогов металла, необходимо швы выполнять короткими, а между ними делать перерывы по времени для остывания металла;
если детали собраны без зазора, возможно осуществлять сварку без использования проволоки или прутка. Однако в этом случае следует не перегревать металл, чтобы избежать проседания сварочной ванны вовнутрь;
в момент окончания сварки необходимо отводить горелку плавно, удлиняя сварочную дугу, что позволит сократить кратер шва;
если на аппарате имеется функция заваривания кратера шва, то возможно упрощение процесса окончания сварочных работ;
после завершения сварки необходимо на какое-то время (до тридцати секунд) сохранить подачу защитного газа. Это позволит сохранить остывающий шов в облаке газовой защиты и избежать попадания продуктов окружающего воздуха в расплавленный металл, что сохранит качество шва.

Особенности физико-химического поведения меди и стали, их учёт при выборе метода сварки этих материалов в конкретных условиях

Сварка меди со сталью является изначально сложной задачей. Применение того или иного технологического приема зависит от конструкции изделий, условий работы свариваемого соединения и требований, предъявляемых к ним.

Влияние особенностей меди на выбор способа её сварки со сталью

На выбор технологии сварки влияют следующие особенности меди :

Высокая теплопроводность затрудняет точечный разогрев.
Быстрая окисляемость провоцирует засорение металла шва, делая его неоднородным и менее прочным.
Медь при расплавлении поглощает большое количество водорода, приводя к образованию в шве дефектов.
Сильная растекаемость расплавленной меди приводит к необходимости вести сварку в нижнем положении с использованием подкладок.
Очень сильно влияет на свариваемость меди качественный и количественный состав примесей, входящих в её состав.

Аргонодуговая сварка

Сваривание происходит при помощи электрической дуги в аргоне, т. е. в инертной среде, при использовании плавящихся или неплавящихся электродов. В качестве неплавящегося чаще всего используют вольфрамовый электрод. Подача присадки производится к зоне дуги извне, в электрическую цепь не подсоединяется. Аргонодуговую сварку обычно применяют для соединения небольших изделий.

Качество сварного соединения зависит от степени проплавления стали и будет более приемлемо при возможно меньшем количестве стали в получившемся шве. Это достигается корректной регулировкой нагрева и контролем плавления обоих металлов: большую температуру дуги концентрируют на меди, а сталь нагревается и оплавляется, благодаря тепловой энергии, поступающей от получившейся сварной ванны.

С учётом этой особенности для сварки меди с толстым железом предварительный прогрев не производят. При этом сварку лучше выполнять на флюсе. Чтобы предотвратить вытекание жидкого металла, при таком подходе используют соответствующие ограничители со стороны меди.

При использовании неплавящегося электрода используется постоянный ток прямой полярности и чистый аргон без примесей. Материал толще 4 мм приваривают после предварительного прогрева до 800°С. Сварку лучше вести, наклоняя электрод к свариваемому участку на 85-90°, при этом присадочную проволоку нужно наклонять на 15-20° , а вылет электрода поддерживать на 5-10 мм. Также очень важно правильно выбрать присадочный материал. Обычно используют различные сплавы меди.

Сварка угольным электродом

Данный вид сварки не гарантирует качественное соединение, поэтому угольные электроды оправданно использовать при малой толщине меди. На толщине более 15 мм целесообразнее применение графитовых электродов.

Работа выполняется постоянным током прямой полярности и ведётся длинной дугой с целью избежать нежелательного влияния на качество выделяющегося оксида углерода. Поддерживают расстояние от присадочного материала до ванны 5 мм, не погружая в ванну, под углом 30° к изделию. Угол электрода к рабочей поверхности в 70-90°.

Обязательно применение присадочного материала с фосфором, а часто и флюс. Слой флюса наносят на предварительно обработанные жидким стеклом свариваемые кромки и хорошо просушивают.

Детали из совсем тонкой меди приваривают угольной дугой. При необходимости сварить более объёмные детали также допустимо использовать угольный электрод, но обязательно использование присадочного материала, в состав которого входят борный ангидрид, борная кислота, бура. Этим же составом можно обмазывать электроды.

Газовая сварка

При ремонтных работах и при изготовлении тонкостенных изделий из стали и цветных сплавов широко используется газовая сварка. Газовой сваркой выполняются такие же виды сварных соединений, как и электродуговой сваркой. Особенностью процесса является то, что под воздействием струи кислорода газ нагревается до температуры, достаточной для плавки.

Этапы газовой сварки меди:

Подготовительный этап. Зачистка кромок свариваемых деталей, совмещение компонентов изделия и фиксация деталей прихватками. Длина прихваток и их расположение определяется толщиной меди – от 4-6 мм прихватки располагаются на расстоянии 70–110 мм друг от друга, а при толщине меди до 15-25 мм с расстоянием между ними – до 450–550 мм.
Правильная установка компонентов изготавливаемой конструкции. Для качественной сварки установка происходит с небольшим наклоном к горизонтали (порядка 15 градусов).
Выбор режима сварки. Режим определяется толщиной свариваемых деталей. При толщине 3–4 мм выбирается мощность 150–175 л/ч на 1 мм толщины, а при толщине от 8 до 10 мм мощность горелки выбирается из расчета 175–230 л/ч на 1 мм.
Процесс сваривания.
Заключительный этап. Состоит из проковки шва и очистки его от остатков флюса. Делается это азотной или серной кислотой с последующим удалением остатков кислоты водой.

Сварка аргоном разнородных металлов

IMG_3165.JPG Сварка аргоном разнородных металлов. Материалы и инструменты.

Эт понятно что не ногами, хотелось бы узнать какая присадка, есть ли отличия от сварки медь-нержа и нержа-нержа?

dmitriy79 Научный сотрудник МО 1.7K 354 torch-vi Доцент Питер 1.1K 381

зашел на сайт ostmetal.там пытались сварить медь. вот их отчет. может кому понадобится. вердикт: аргоном сварить несложно. можно даже обычной сваркой с электродами по нержавейке. ну и обязательно потренироваться и не отравиться парами меди.цитата с сайта ostmetal:

Ну что,процесс пошел,набрав целую кучу различных электродов,приступили к делу,но на самом деле оказалось все намного сложнее.Медь,листы 3 мм,никак не хотели поддаваться нужному процессу,итог после первого дня мучения таков:листы стали вариться с помощью простых черных электродов без подогрева,но способ отпадает,так как швы начнут ржаветь,очень хорошо приловчились варить электродами по нержавейки,но и этот способ отпал сам собой,так как шов был белым.День второй: притащили газ,нашел электроды по меди Комсомолец,и приступили . ,но процесс прогревания положительных результатов не принес,места сварки по-прежнему оставались непреступны,там где прикасался электрод меалл оставался чистым,а электрод разлетался брызгами вокруг.В конце рабочего дня настроение что-то упало,и глядя на своих рабочих и сварщика не знал что делать.Вообщем решил попробывать сам,переоделся и приступил.Первая прихватка-по нулям,вторая-тоже,третья-что-то получилось вроде расплавления металла,и тут до меня дошло,нужен определенный темп прикосновения электрода к поверхности металла,тогда отпадает даже необходимость-первоночальное прогревание меди.Шов конечно выглядел совсем не так,как по стали,напоминал дорожку,усеяным мелким горохом.Вообщем за час осилил где-то около пяти метров шва,после зачистки,шов получился плотным и набитым,и самое главное-нужного цвета.Но на этом медь не сдалась,ночью подлетела температура под сорок и держалась всю ночь,пот тек рекою ,вообщем получил отравление,но к утру осталась только слабость,а ближе к обеду все нормализовалось.

если честно,то для меня это новость.никогда не думал что медь варится с нержавейкой.думал только пайка.правда о долговечности и свойствах шва (хрупкость,трещины,и т.д.)говорить рано.

Посл. ред. 11 Нояб. 12, 15:38 от torch-vi

если честно,то для меня это новость.никогда не думал что медь варится с нержавейкой.думал только пайка.правда о долговечности и свойствах шва (хрупкость,трещины,и т.д.)говорить рано. torch-vi, 11 Нояб. 12, 15:27

варить аргоном не пробовал,да и электродом тоже. трубу на картинке выше я бы сделал по другому. если уж приспичит именно медную то приварю трубу нержавейку и покрою ее медью гальваникой.эфект тот-же а прочность шва больше.

варить аргоном не пробовал,да и электродом тоже. трубу на картинке выше я бы сделал по другому. если уж приспичит именно медную то приварю трубу нержавейку и покрою ее медью гальваникой.эфект тот-же а прочность шва больше.
torch-vi, 11 Нояб. 12, 16:38

На "скорую" руку попробовал, коряво вышло. В качестве насадки нерж проволока у меня не очень пошла,
медная получше, варить можно, практиковаться еще надо (вверху медная присадка, справа нерж) Медь желательно подогревать
и учитывать разную темп плавления
foto-00382.jpg Сварка аргоном разнородных металлов. Материалы и инструменты.

с нержавейкой гораздо легче работать

foto-00451.jpg Сварка аргоном разнородных металлов. Материалы и инструменты.

mitl Профессор Новочеркасск 2.6K 555

tixoxod-4x4 Научный сотрудник Москва 7.2K 1.4K

тогда уж в мастерской новую тему завести, например "сварка аргоном разнородных металлов" тема действительно интересная

Так все же и решили выпытать. Ток по более чем обычно присадка какую найдешь медь а все остальное от навыка только от навыка.

Читайте также: