Сварка меди покрытыми электродами

Обновлено: 02.07.2024

Электродуговая сварка покрытыми электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности. При многослойной сварке меди толщиной более 10-12 мм (3-6 слоев) используют электроды диаметром 6-8 мм при сварочном токе до 500 А. Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок; до 100 мм с односторонней разделкой при угле скоса кромок до 60-70°, притуплением 1,5-3 мм. При большей толщине рекомендуется Х-образная разделка. Сварку ведут короткой дугой без поперечных колебаний электрода. Лучшее формирование шва обеспечивает возвратно-поступательное движение электрода. Удлинение дуги ухудшает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, ухудшает механические свойства сварных соединений. При сварке стыковых соединений используют металлические (стальные или медные) или асбестовые прокладки. Сварку производят в нижнем или слегка наклонном положении (на подьем). При ручной сварке меди покрытыми электродами подогрев кромок необходим, начиная с толщины 4 мм. Температура подогрева возрастает с увеличением толщины свариваемых кромок и габаритов изделия. При толщине свариваемых кромок 5-8мм металл подогревают до 200-300° С, при толщине 24 мм до 750-800° С. Скорость сварки принимают максимально возможную. Она увеличивается с повышением температуры предварительного подогрева и снижается с возрастанием толщины металла.

Удовлетворительные механические свойства соединений обеспечиваются при сварке электродами «Комсомолец-100» со стержнем из меди Ml. В этом случае у металла шва δ=18÷20%; а_н=588,6÷784,8 кДж/м 2 . Достаточно высокие механические свойства шва и сварного соединения на меди можно получить также при использовании электродов со стержнями из броней Бр.КМц3-1 с обмазкой ЗТ.

Таблица 5. Ориентировочные режимы ручной однопроходной сварки меди покрытыми электродами

Таблица 6. Механические свойства сварных соединений листовой меди, выполненных покрытыми электродами.

Примечание. b=2÷4 мм.

Проковка швов на меди без нагрева увеличивает прочность металла швов при некотором снижении пластичности:

С проволокой в холодном состоянии

Специальные высокопроизводительные электроды марки АНЦ-1 обеспечивают выполнение сварки без подогрева для металла толщиной до 15 мм или с невысоким подогревом для металла больших толщин. Стыковые соединения на меди толщиной 20 мм выполняются без разделки кромок одно или двусторонними швами, на графитовых подкладках. Рекомендуемые режимы: I_св = 85÷100 A; U_Д = 45÷50 В. Необходимым условием получения качественных швов является применение источников постоянного тока сварочных выпрямителей или преобразователей с напряжением холостого хода U_Х.Х.≤70B. Аналогичные электроды для сварки меди марок ЕС и GT разработаны польскими специалистами.

Теплопроводность и электрическая проводимость швов при сварке меди покрытыми электродами по сравнению с аналогичными параметрами основного металла значительно снижаются. В процессе плавления электрода с покрытием «Комсомолец-100» в шов переходит 0,2-0,25% Si, 0,5-0,6% Мn, 1,1-1,2% Fe. Электрическая проводимость такого легированного шва составляет всего 20% электрической проводимости меди Ml. Примерно в такой же степени снижается электрическая проводимость шва при сварке электродами со стержнями из бронзы Бр. КМц3-1.

Ручная дуговая сварка латуни применяется редко, так как интенсивное испарение цинка крайне затрудняет работу сварщика. Для наблюдения за сварочной ванной необходим непрерывный отсос газов с ее поверхности. Покрытыми электродами можно сваривать латунь толщиной более 4 мм. Двустороннюю сварку выполняют без разделки кромок при толщине металла до 10 мм, а одностороннюю при толщине металла 5 мм и более с V-образной разделкой, при толщине металла 12 мм и более с Х-образной разделкой. Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины металла, диаметра электрода и типа разделки. Так, для электрода диаметром 5 мм ток составляет 125-200 А. При сварке латуни необходим предварительный подогрев металла. Благодаря подогреву сварку можно проводить на пониженном токе более короткой дугой и на повышенной скорости; при этом уменьшаются потери цинка.

Сварные соединения из латуни марки Л62 толщиной 4-20 мм имеют следующие механические свойства: σ_в = 243,3÷340,4 МПа; α = 126÷180°.

Сварку бронз покрытыми электродами выполняют постоянным током обратной полярности как без предварительного подогрева, так и с предварительным и сопутствующим подогревом. Выбор режима подогрева зависит прежде всего от типа бронзы. Оловянные бронзы имеют невысокие прочность и пластичность при температуре 400° С. Резкие изменения температуры ведут к образованию термических напряжений, которые, складываясь с остаточными сварочными напряжениями, вызывают образование трещин в металле шва и околошовной зоне. Поэтому для оловянных бронз до предела сужают зону разогрева, стремясь к плавному понижению температуры от шва к основному металлу. При многослойной сварке оловянных бронз рекомендуется выполнять проковку каждого валика при температуре не выше 200° С. Сварочный ток выбирают в зависимости от диаметра электрода.

Таблица 7. Ориентировочные режимы ручной сварки бронз покрытыми электродами.

Сварка меди

Медь обладает целым рядом уникальных свойств, в числе которых: высочайшая электро- и теплопроводность, пластичность, коррозионная стойкость. К чисто техническим качествам добавляется и высокая эстетичность металла, способствующая его большой востребованности в качестве декоративного материала.

Медная раковина со столешницей

Все это обеспечивает меди широкое применение в самых различных областях. Пайка и сварка меди - операции, с которыми рано или поздно приходится сталкиваться любому мастеру, любящему работать с металлом. Кроме технически чистой меди широко распространены ее сплавы: бронзы и латуни.

Сварка меди

Свариваемость меди и некоторые особенности

Свариваемость меди зависит от ее химической чистоты: чем меньше в ней вредных примесей - серы, фосфора, свинца и пр. - тем лучше она сваривается. К факторам, отрицательно влияющим на сваривание, относятся следующие:

Склонность меди к окислению. Соединение с кислородом с образованием тугоплавких окислов приводит к образованию хрупких зон и трещин в области термической обработки.
Высокий коэффициент линейного расширения (в 1,5 раза больше, чем у стали) вызывает большую усадку при затвердевании, приводящую к возникновению горячих трещин.
Склонность металла к поглощению газов в расплавленном состоянии из воздуха (в основном кислорода и водорода) также крайне отрицательно сказывается на качестве сварного шва. Водород, в частности, в момент кристаллизации металла соединяется с кислородом закиси меди и образует водяной пар, вызывающий образование пор и трещин.
Расположенность к росту зерна приводит к появлению хрупких структур в зоне термического влияния.
Большой коэффициент теплопроводности (в 7 раз выше, чем у стали) требует источника нагрева с высокой мощностью и концентрацией энергии в зоне плавления. Из-за быстрого отвода тепла ухудшается формирование шва, растет склонность к возникновению в нем дефектов - подрезов, наплывов и пр.
Большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза больше чем у стали) не позволяет производить на весу одностороннюю стыковую сварку с полным проплавлением кромок и хорошим формированием шва с обратной стороны. Для стыковых швов могут потребоваться подкладки с противоположной стороны, плотно прилегающие к свариваемому металлу. Большая жидкотекучесть меди затрудняет также сварку в вертикальном и особенно в потолочном положении.
При температуре выше 200°С снижается прочность меди с одновременным уменьшением пластичности (в отличие от других металлов, например стали, у которых снижение прочности при повышенной температуре связано с повышением пластичности). В интервале температур 250-550°С, при которых пластичность меди достигает минимальных значений, могут возникать трещины. В связи с этим следует избегать жестких закреплений. Не рекомендуется выполнять швы в два прохода, так как первый проход уже создает жесткое закрепление. Прихватки следует заменять скользящими закреплениями.

При сварке латуни, цинк может испаряться (его температура кипения 907°С, т.е. ниже температуры плавления меди), что приводит к образованию пор. Пары цинка, соединяясь с кислородом, образуют оксид цинка, который, как и сами пары, ядовит и выделяется в виде плотного белого облака. В связи с испарением и выгоранием цинка его концентрация в сплаве шва уменьшается. Предварительный подогрев металла и повышение скорости сварки позволяют снизить испарение цинка. В общем, ручная дуговая сварка латуни применяется редко, и для неё необходим непрерывный отсос газов.

Лучше всего сваривается раскисленная медь (М-1р, М-2р, М-3р), в которой содержание кислорода не превышает 0,01%.

Для преодоления трудностей сваривания, технология сварки меди предусматривает газовую или флюсовую защиту сварочной ванны, в состав электродов и присадочной проволоки вводят раскислители: кремний, алюминий, марганец и прочие.

Способы сварки меди

При изготовлении сварных конструкций из меди, используются разные виды сварки - без защитного газа покрытыми электродами, с защитными газами неплавящимися и плавящимися (проволокой) электродами, под флюсом и пр. Наиболее распространены два вида: ручная дуговая сварка металлическими покрытыми электродами и сварка вольфрамовыми электродами в защитных газах.

Подготовка меди к сварке

Как и прочие цветные металлы, медь требует тщательной очистки перед сваркой. Прежде всего, нужно удалить с помощью ветоши, ацетона или других растворителей все загрязнения, способные быть поставщиками вредных примесей, особенно свинца и серы. Их могут содержать смазочные и охлаждающие жидкости, жиры, масла и краски.

Затем полностью удаляется окисная пленка - металлической щеткой или сеткой из нержавейки, или каким-то абразивным инструментом - обработкой детали до блеска.

Подготовка меди к сварке

Очистка детали - очень важный этап, прямо влияющий на качество сварного шва. Без неё невозможно получить прочный и красивый шов.

При толщине стенок от 5 мм, сварку выполняют с предварительным подогревом детали до 300-700°C. Особенно важен подогрев для массивных деталей, и чем массивнее деталь, тем выше должен быть нагрев.

Сварка меди металлическими покрытыми электродами (режим MMA)

С помощью покрытых электродов варят медь толщиной более 2 мм. Металл до 4-5 мм можно сваривать без разделки кромок, при большей толщине необходимо выполнять V-образную или X-образную разделку с углом раскрытия 60-70°. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности. Ориентировочные значения диаметра электрода и сварочного тока в зависимости от толщины меди приведены в нижеследующей таблице.

Толщина меди, мм	Диаметр электрода, мм	Ток сварки меди, А
2	2-3	100-120
3	3-4	120-160
4	4-5	160-200
5	5-6	240-300
6	5-7	260-340
7-8	6-7	380-400
9-10	6-8	400-420

В процессе сварки тонколистового металла может потребоваться уменьшение первоначально установленного тока - из-за разогрева детали и возникновения в связи с этим опасности прожогов.

Для сварки меди предназначены электроды Комсомолец-100, АНЦ/ОЗМ-2, АНЦ/ОЗМ-3, АНЦ/ОЗМ-4, ОЗБ-2М (для бронз) и пр. Электроды перед использованием рекомендуется прокаливать.

Покрытые электроды для сварки меди не могут обеспечить такое же качество шва, какое обеспечивает сварка в аргоне. Прочность сварного соединения, выполненного с их использованием, зависит от многих факторов: правильного выбора марки электрода, соблюдения требуемой технологии (тщательности очистки, предварительного подогрева, оптимального токового режима) и, разумеется, от квалификации сварщика.

Сварной шов выполненный покрытым электродом неопытным сварщиком

Сварка меди вольфрамовым электродом в среде аргона (режим DC/AC TIG)

С точки зрения результата этот способ - наилучший. Швы, выполненные в режиме TIG, отличаются прочностью и аккуратностью. Сварка выполняется вольфрамовым электродом на переменном или постоянном токе прямой полярности. Величина сварочного тока выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и диаметра электрода.

Толщина меди, мм	Диаметр электрода, мм	Диаметр присадочного прутка, мм	Ток сварки меди, А	Расход аргона, л/мин
1,2	2,5-3,0	1,6	120-130	7,0-8,5
1,5	2,5-3,0	2,0	140-150	7,0-8,5
2,5	3,5-4,0	2,5-3,0	220-230	7,5-9,5
3	3,5-4,0	2,5-3,0	230-240	7,5-9,5

В качестве защитных газов используются аргон, гелий, азот или их смесь. Эти газы отличаются своими технологическими свойствами, в чем-то превосходя, в чем-то уступая друг другу. Азот, в частности, требует меньшего сварочного тока в сравнении с аргоном, но швы, выполненные с его использованием, имеют некоторую склонность к порообразованию. Кроме этого, при прочих равных условиях расход азота превышает расход аргона. Поэтому последний, с учетом еще и его универсальности, используется чаще других газов.

В качестве присадочного материала применяются прутки меди (M1, М2, М3) или бронзы (Бр КМц3-1 и пр.). На практике часто используют медные жилы из электрических кабелей и проводов. Желательно, чтобы температура плавления присадки была ниже температуры плавления основного металла. Для лучшей защиты шва, пруток следует вести перед горелкой, а не за ней (см. второе фото). Листы меди толщиной до 4 мм можно сваривать с отбортовкой без присадочного материала.

Прутки меди

Сварка встык с отбортовкой

Во избежание загрязнения вольфрамового электрода при поджоге дуги, последнюю можно возбуждать на угольной или графитовой пластине, перенося ее затем на изделие.

Сварка может производиться в нижнем и вертикальном положении шва.

В отличие от алюминия, который варится без поперечных движений, сварка меди требует манипуляций горелкой для формирования шва и обеспечения его соединения со стенками. Металл нужно "расталкивать" круговыми или зигзагообразными движениями горелки.

Тонколистовые детали не рекомендуется сваривать сплошным швом во избежание прожогов. Они варятся короткими швами с прерыванием дуги и перекрытием валиками друг друга.

Заварку кратера нужно производить, удлиняя дугу постепенным отводом горелки, - в том случае, если сварочный аппарат не имеет специальной функции "заварка кратера".

Сварка меди полуавтоматом (режим MIG)

Медь можно сваривать и полуавтоматом в режиме MIG на постоянном токе обратной полярности с использованием аргона, азота или гелия в качестве защиты. Технология сварки в данном случае, в своей основе, не отличается от сварки стали.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Как осуществляется сварка меди, используемые технологии

В описании сварочных работ отдельной категорией приходится рассматривать сварку меди, благодаря ее уникальным химическим и физическим свойствам. Изделия из меди достаточно часто встречаются в быту и на производстве. Этот металл обладает неплохой теплопроводностью, хорошо проводит электрический ток, устойчив к коррозии и пластичен. Ко всему перечисленному следует добавить эстетические качества.

В связи с востребованностью, медь может применяться сегодня в самых различных сферах. Логично предположить, что и работы, связанные со сваркой данного металла, вызывают огромный интерес, как у профессиональных сварщиков, так и у начинающих мастеров. В частности, актуальным считается вопрос о возможности сварки меди в домашних условиях.

Отличительные особенности

Первое, что следовало бы подчеркнуть при рассмотрении процедуры сварки меди, — это зависимость хода работ от сплава. В действительности используется медь далеко не в чистом виде. На практике приходится дело иметь с различными примесями и сплавами. Чем чище медь, тем легче проводить подобные работы. Однако количество металла в примеси является не самым главным определяющим нюансом. Основные особенности и сложности, возникающие при ведении сварочных работ, должен знать каждый мастер.

Медь, являясь представителем цветных металлов, быстро окисляется. В результате химической реакции с кислородом на поверхности металла образуется пленка – окисел. Она достаточно жаропрочная, поэтому существенно препятствует свариванию. На подготовительном этапе следует в обязательном порядке избавиться от этой пленки.
Следует учитывать коэффициент теплового расширения. Медь в процессе нагревания расширяется достаточно сильно. При охлаждении происходит обратный процесс. Если формированию шва это никак не препятствует, то после его застывания будут наблюдаться разрывы и трещины.
Жидкий металл поглощает кислород и водород. Закись меди имеет другую температуру плавления, нежели чистый металл, что существенно осложняет работу. Водород, вступая в реакцию с кислородом, образует внутри жидкого металла пузырьки с водяным паром. После сварки в зоне шва наблюдаются трещины, а сам металл становится пористым.
Изменение температуры в широких диапазонах за малые промежутки времени приводит к реструктуризации кристаллов. Мелкозернистая структура превращается в крупнозернистую. Такие изменения приводят к повышению хрупкости меди в зоне шва.
Внутренние дефекты свариваемых деталей возникают при плавлении и кристаллизации. Благодаря высокому коэффициенту теплопроводности, медь быстро плавится и после этого сразу же кристаллизуется.
Показатель текучести данного металла в несколько раз превышает показатель для стали. При работе с толстыми заготовками приходится нагревать материал до высоких температур. В таком случае проплавка кромки практически невозможна. Именно с проблемой текучести при сварке меди применяют двустороннюю технологию. Следует помнить, что сложны вертикальные и потолочные работы.
Такие свойства меди, как прочность и пластичность, зависят от температуры. Если температура металла находится в пределах 200°C градусов, то эти параметры достаточно высокие. Но при дальнейшем нагревании металла происходит их резкое снижение. Для меди температура в 550°C градусов является критической, так как пластичность практически исчезает. Это еще один фактор, который способствует появлению трещин в зоне ведения сварки.

Еще раз отметим, что чистую медь легче сваривать, чем медь с различными примесями. Также неприхотлива и раскисленная медь. Это металл с низким содержанием кислорода.

Но, к сожалению, на практике подобные материалы встречаются редко, поэтому для качественной сварки приходится применять флюсы, присадки, а работу вести в среде защитного газа. В качестве присадок используются такие раскислители, как марганец, кремний, алюминий. Имея в наличии электроды, стержни которых содержат перечисленные элементы, можно медь варить в режиме ручной дуговой сварки (MMA).

Подготовка металла

Качественный результат сварки меди зависит не только от выверенных действий сварщика, но и от проведенного подготовительного этапа. Сначала следует обратить внимание на форму заготовки. Обычно это труба или лист. Первая процедура связана с кроением. По размерам вырезают нужную заготовку. В некоторых случаях приходится деталь порезать на несколько частей.

Медь неплохо поддается обработке, поэтому резать ее можно при помощи трубореза, шлифовальной машины или станка. Возможно применение плазменно-дуговой резки.

Разделка кромок – обязательная процедура. Предполагается исключительно механическая обработка торцов заготовок. Очистив поверхность металла от загрязнений, приступают к снятию оксидной пленки. Она видна невооруженным глазом. Деталь без пленки блестит, а окисел представляет собой мутноватый налет. Подготовленные торцы обрабатываются наждачной бумагой или металлической щеткой. После завершения этих работ металл следует обезжирить.

Не следует применять наждачку с крупным зерном, так как на поверхности заготовки могут остаться глубокие задиры. Среди популярных способов обработки детали и присадочной проволоки выступает травление. Это выдерживание заготовок в специальном растворе, приготовленном на основе азотной, соляной или серной кислоты. До нужной концентрации раствор доводится путем смешивания кислоты с водой. После травления поверхности необходимо промыть в воде, а затем просушить.

Медь требует предварительного прогрева в тех случаях, когда толщина деталей превышает 1 см. Прогрев газовой горелкой или в печи также входит в перечень подготовительных работ. Перед непосредственным свариванием детали совмещают так, чтобы между кромками образовывался небольшой зазор. Фиксировать заготовки можно струбцинами или прихватками, очищенными от инородных частиц. К дополнительным приспособлениям относят экраны для защиты места сварки от ветра и графитовые подкладки. Графит хорошо отводит тепло. Помимо этого, подкладка препятствует растеканию расплавленного металла.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка, если она для данного металла целесообразна, имеет преимущество в технико-экономическом плане. Режим ручной сварки характерен достаточно высокой производительностью при наличии навыков у сварщика. Если быть более точным, то к дуговой сварке можно отнести не только работы в режиме MMA. Это и автоматическая сварка под флюсом, а также сварка в среде защитного газа. Но традиционно принято ручную дуговую сварку рассматривать, как отдельный вид работы.

Перед подготовкой следует уделить внимание выбору метода разделки кромок. Если толщина металла варьируется в пределах от 6 до 12 мм, то кромки разделываются под углом 60-70° градусов друг к другу. При наличии подварочного шва с противоположной стороны угол между кромками уменьшается до 50° градусов. Зазор между кромками должен составлять 2% от длины шва. Возможна сварка и без раздвигания листов. В этом случае заготовки предварительно прихватываются в участках, расположенных на расстоянии 30 см друг от друга. Не необходимо помнить, что при отсутствии зазора обычно происходит перегрев металла с последующим образованием трещин.

Если толщина заготовки превышает 12 мм, то рекомендуется произвести Х-образную разделку кромок. Она пригодна для двусторонней сварки. Но такой способ разделки достаточно сложен, поэтому можно оставить М-образную разделку, но следует помнить, что возрастет расход электродов и придется применять подкладки. Предварительный прогрев подразумевает доведение температуры кромок до значения 300-400°C градусов.

Ручная дуговая сварка меди осуществляется покрытыми электродами. Защитное покрытие электродов препятствует окислению шва, стабилизирует дугу и предотвращает пористость. В качестве электродного стержня выступает медная проволока. Она может содержать легирующие примеси (кремний, марганец). Допускается использование бронзовых стержней БрКМц3-1(CuSi3Mn1) или БрОФ4-03. Подобные стержни при сварке легируют медь кремнием, марганцем или фосфором, а также производят раскисление металла. К популярным маркам можно отнести такие, как «Комсомолец-100» и серию «АНЦ/ОЗМ».

Сварка меди и ее сплавов ведется при постоянном токе с обратной полярностью. Использование переменного тока теоретически возможно, однако не дает желаемой стабильности дуги. Также при переменном токе наблюдается разбрызгивание метала. Чтобы правильно выбрать режим сварки, необходимо пользоваться специальными таблицами. Ориентироваться можно на следующие показатели:

толщина детали – 2 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 120 А;
толщина – 3 мм, диаметр – 4 мм, сила тока – 160 А;
толщина – 5 мм, диаметр – 6 мм, сила тока – 300 А;
толщина – 10 мм, диаметр – 8 мм, сила тока – 400 А.

Чем больше толщина заготовки, тем в большей степени возникает необходимость ведения сварки в несколько слоев. Тонкие листы свариваются за один проход. Технология наложения шва имеет свои особенности. Она выполняется участками по 200-300 мм. Будущий шов делят в соотношении 1 к 2. Сначала в одном направлении заваривается наибольший участок, а затем во встречном направлении – меньший. Практика показывает, что подобная технология повышает качество соединения и избавляет от трещин.

Применение угольных и графитовых электродов

Подобный тип сварки не нашел широкого применения, так как не дает высоких показателей прочности шва. Угольные электроды выбираются в случае работы с малоответственными изделиями, толщина которых не превышает 1,5 см. При увеличении толщины приходится выбирать графитовые электроды. Стержни затачиваются на конус. Сварка ведется при прямой полярности постоянным током.

В процессе формирования шва присадку в виде прутка не погружают в зону, а держат на расстоянии 5-6 мм. Угол между прутком и плоскостью должен составлять 30° градусов. Защитным средством от окисла служит флюс. В его состав входит плавленая бура и магний. Пруток предварительно погружается в жидкое стекло, затем на него наносится флюс.

При толщине кромок выше 5 см их приходится разделывать с образованием угла 70-90° градусов. Чтобы металл не растекался, используют графитовую подкладку. Важным является процедура предварительного подогрева до 800°C градусов и последующего охлаждения.

Аргонодуговая

Аргон выступает в качестве защитного газа, способного вытеснять атмосферный кислород и препятствовать образованию окисла. Сварка выполняется неплавящимся электродом из вольфрама. При работе с массивными деталями предусмотрено их предварительное нагревание. Присадкой служит медный пруток, в состав которого входят примеси никеля. Присадка маркируется. Так, МНЖКТ-5-1-0,2-0,02 – это медно-никелевый сплав, а БрКМц 3-1 – бронза.

Способ разделки кромок ничем не отличается от подготовительных работ при ручной дуговой сварке. V-образная разделка подразумевает наличие угла раскрытия кромок в 60-70° градусов. Электрод наклонен на 80° градусов от вертикали. Направление сварки совпадает с направлением острого угла. Особенностью сварки TIG для меди является то, что сварщик в своих манипуляциях должен «расталкивать» присадку по сторонам, обеспечивая более надежное сплавление с кромками.

Под флюсом

Высокое качество шва может обеспечить автоматическая сварка. Именно ее применяют в промышленности, так как механизированный процесс позволяет повысить производительность. Сварка ведется неплавящимся электродом с применением флюса. Детали требуют предварительной подготовки. При наличии зазоров необходимо пользоваться подкладкой.

Присадочная проволока изготовлена из меди М1, М2 или М3. Проволоку предварительно нагартовывают. За неимением такой возможности используют бронзу БрОФ 40-,3 или БрКМц 3-1. следует помнить, что именно медь гарантирует отсутствие трещин в зоне шва. Для ведения подобных работ необходимо оборудование, обладающее механизмом подачи проволоки. Большинство современных инверторов для полуавтоматической сварки оснащены подобной функцией, поэтому работать с медью можно и в домашних условиях.

Газовая

При соблюдении всех рекомендаций по ведению газовой сварки можно получить качественный шов. Используется баллон с ацетиленом и горелка. Минусом такого процесса является высокий расход газа. Экономить на пламени не получится, поэтому средний расход составляет около 200 литров в час. Пламя горелки направляется по нормали к поверхности. Избежать окисления и возникновения трещин можно путем увеличения скорости сварки, а также отсутствием пауз при наложении шва.

В качестве расходного материала используется проволока, содержащая раскислители. Максимальный диаметр проволоки не должен превышать 8 мм. После разделки кромок поверхность обрабатывают в растворе воды и азотной кислоты. Полученные стыки после сварки отжигают и проковывают при температуре 3000°C градусов, после чего деталь охлаждают в воде.

Если толщина изделий превышает 30 мм, то целесообразно воспользоваться электрошлаковой сваркой. Для меди применяются пластинчатые электроды. Флюс содержит фторид натрия, литий и кальций. Данный процесс характерен высокими токами. Значение тока достигает 1000 А. Метод позволяет вести работы с высокой скоростью и получать отличное качество шва.

Сварка меди

Медные материалы применяются в условиях с повышенными требованиями пластичности, стойкости к воздействию коррозии. Сварка меди производится при использовании различными сферами производства, декоративных деталей ввиду повышенных эстетических свойств. Теплопроводность материала в два раза выше алюминиевых сплавов, существует множество способов стыкования медных изделий. Современные технологии позволяют избежать при работе горячих трещин, пористых образований и других несоответствий стандартам.

Сварка меди и ее сплавов технология

Сплавы меди в отличие от чистого вида металла имеют пониженную теплопроводность, следствием чего не требуется повышенная температура. Существует несколько разновидностей сплавов, наилучшим вариантом является бескислородная медь. Технология сварки меди подразумевает использование предварительно подготовленных изделий. Перед сваркой изготавливаются детали соответствующего размера, у составляющей длиной до 18 мм подготавливаются кромки фасок.

При действиях с большими объемами, скорость обработки достигается с использованием фаскоснимателя, который способен обрабатывать деталь в нужной форме. Кроме того, места соединений тщательно очищаются от грязи и окислений, во избежание образования дефектов. Сварка меди происходит защищенной от кислорода среде, для этого используются проволока из сплавов алюминия с добавлением фосфора. Очищенная от примесей часть требует предварительного нагрева, иначе слой флюса растечется по швам неравномерно.

Качественное производство выполняется с применением электродов, длина дуги составляет не более 5 мм. Соединение импульсно – дуговым методом позволяет производить различные швы, использовать тонкий металл. В сложных ситуациях, во избежание излома и образования трещин, подкладывается упор, который способствует надежному креплению деталей.

Чем варить медь способы

Получение гарантированного соединения происходит путем использования различных методов стыковки узлов. Для стыковки применяется:

газовый аппарат;
инвертор;
полуавтоматы;
инструмент для ручной дуговой сварки.

Соединение выполняется плавящимися и неплавящимися проволочными электродами, в автоматическом или ручном режиме с применением флюса. При действиях с материалами крупного диаметра используется электрошлаковый метод.

Газовая сварка меди

Инверторный способ соединения подразумевает наличие качественного приспособления плавки металла. На строительных торговых рядах представлен широкий ассортимент, позволяющий подобрать инструмент к соответствующему участку. Среди прочих, стоит отметить графитовые электроды, позволяющие производить поделки при разных температурных режимах.

Инвертором

Угол наклона выбирается в пределах 20 градусов, процесс производится прерывисто. Инверторное устройство производит постоянный ток, поэтому сварка происходит небольшими участками длинной до 4 см. В перерывах обрабатываемая зона остывает естественным путем. Дуговая сварка требует применения покрытого защитной оболочкой электрода, в случае отклонения от данного параметра, шов будет окисляться, появятся поры.

Стержни используются формой проволоки, медного сплава с добавлением марганца или кремния. Защитное покрытие играет роль стабилизации дуги, защиты от окислений и образования шлаков. Режим сварки производится постоянным напряжением обратной полярности. Скорость производительности составляет до 15 м/час, зависит от силы тока и диаметра проволоки.

Медные изделия большой толщины подвергаются сварке несколькими подходами. Слои необходимо остудить и зачистить, перед наплавкой следующего шва. Небольшие и средние материалы целесообразно соединить за один подход, таким случаем увеличивается скорость создания, качество соединения. Во избежание рисков появления трещин, применяется обратно ступенчатая технология нанесения швов. Треть длинны обрабатывается после того, как выполнено наплавление с другой стороны.

Процесс исполняется нижним положением, углом вперед, противоположным расположением от стороны сварки. При работе применяется механическим воздействием, с помощью молотка либо кувалды. Для надежной установки на месте, используются подкладки из стали. Сварка меди инвертором обеспечивает надежное соединение, применяемые материалы в виде проволоки повышают требования к прочности, однако негативно воздействуют на пластичность.

Полуавтоматом

Промышленными предприятиями, при больших объемах, применяются автоматические либо полуавтоматические сварочные аппараты. Процесс может производиться роботизированной техникой, либо вручную на шланговых полуавтоматических станциях. Малая толщина спаиваемых участков потребует использования неплавящегося приспособления и специального флюса.

Перед сваркой меди полуавтоматом производится зачистка кромок. Фаскосниматель применяется при больших деталях, форма обработки соответствует V образной, угол раскрытия 60 градусов. Технологический зазор необходим при стыковке тонких механизмов, крупные обрабатываются без зазоров. В первом случае, следует применить подкладку, иначе через шов будет вытекать расплавленный металл.

Сварка меди полуавтоматом

Крупные части невозможно качественно соединить без предварительного подогрева, температура всей полости не должна быть ниже 250 °. Небольшими кусками допускается местный нагрев, что значительно экономит затрачиваемое время. При работе полуавтоматическими установками применяется тонкая проволока сварочного назначения. Прочность крепления зависит от выбранного флюса и сварочной проволоки, а также составляющей основы материала.

Аргоном

Профессионалами, долгое время проработавшими с медными изделиями, аргонный метод определен как один из качественных. Аккуратный шов может быть исполнен на декоративных элементах. Постоянным током сварка выполняется вольфрамовым инструментом, при переменном напряжении обрабатываются сплавы алюминиевой бронзы. Сварка меди аргоном производится при соответствии с некоторыми параметрами:

Толстые материалы возможно соединить без применения присадочной проволоки.
Горелка водится колебаниями, т.е. зигзагами, тем самым обеспечивается надёжная спайка металла. В случаях применения присадки, она должна располагаться над пламенем горелки.
Во избежание прожогов, тонкие элементы свариваются короткими швами. Горелка по окончании шва должна постепенно отводиться.

За исключением аргона, может найти применение азот, гелий и другие газы на их составе. Аргон наиболее часто применяется при стыковании меди, с применением различных присадочных проволок. В домашних условиях ролью прутков могут выступать обычные провода, обезжиренные и зачищенные от оболочки.

Газовая сварка

Технология газовой сварки подразумевает использование бор содержащих флюсов. Получение прочного шва достигается при затратах большого объема газа, до 200 л/час. Процесс производится ускоренным темпом во избежание появления трещин и других неблагоприятных условий.

Присадочная проволока при воздействии газовой горелки должна иметь температуру плавления ниже материала, при спаивании широких зон допускается применять несколько горелок. Применяемая присадочная проволока должна состоять из идентичного свариваемого материала.

Угольным электродом

Процесс ручной работы инструментами угольного типа используется в низко ответственных конструкциях. Угольный электрод используется для обработки частей толщиной до 15 мм, если предстоит производство деталей крупного размера, используются графитовые присадки. Процесс происходит постоянным напряжением длинной дугой, при прямой полярности.

Угольные электроды для сварки

Присадка располагается на небольшом расстоянии от ванны, без погружения в нее. Угол действия электродом для сварки меди составляет 30 °, за создание защитной ванный отвечает боровой флюс с 95% содержанием вещества. В случае превышения толщины металла, более чем на 5 мм, стыковка происходит разделением кромок.

Инвертором угольным электродом

Электроды угольного типа плавятся при трехкратно превышающей обычные изделия температуре. Моментальный нагрев и небольшой расход инструмента позволяют значительно сэкономить, используя инвертор. Работа происходит на пониженных токах, поэтому требуется соответствующий опыт.

Обрабатываются большинством случаев тонкие участки, шов получается качественным, ровным и устойчивым к процессам окисления. Мобильность инверторного аппарата позволяет эксплуатировать его в различных условиях, соединять электрическую проводку.

Сварка нихрома с медью

Нихромовые детали обычно стыкуются с помощью графитовых электродов. Горение дуги происходит устойчивым порядком, длина варьируется в зависимости от параметров напряжения тока, достигает до 55 мм.

Плавление электрода исключено, наконечник способен нагреваться до необходимой к плавлению меди температуре. Структура такова, что происходит термоэлектронная реакция, позволяющая производить действия нагретым приспособлением при мощности от 10А. Достоинством можно отметить удобство эксплуатации, в следствие отсутствия прилипания, а также экономичность.

Сварка угольным электродом в домашних условиях

Самостоятельно изготовить аппарат достаточно затруднительно. Производить сварку меди в домашних условиях позволит недорогой инвертор, предлагаемый на строительном рынке. Модельный ряд предлагает отличительные характеристики мощности и выходного напряжения разновидности, данное условие позволяет выбрать устройство по карману.

При сварке небольших медных частей достаточно инвертора малой мощности. Подключение производится от домашней сети, современные устройства не воздействуют на бытовую проводку повышенными нагрузками.

Наиболее доступны по цене графитовые приспособления, позволяющие в домашних условиях соединить проводку, отремонтировать испорченный радиатор автомобиля.

Сварочный аппарат для меди

Основные агрегаты определены как полуавтоматические, автоматические, аргонные, инверторные агрегаты. Каждый из аппаратов выполняет работы различным способом производства, оснащен отличительными характеристиками.

Соединение медных пластин может осуществляться аргонной средой органами вольфрамового типа. Инверторы современного типа питаются от бытовой сети, оснащены автономной системой охлаждения, имеют малый вес.
С проволокой применяется полуавтоматические установки. Существуют различные узлы, в том числе и отечественные, не уступающие импортным аналогам по производительности.
Медные провода также соединяются инвертором, основной особенностью является экономичность, низкое потребление электроэнергии. Защита от залипания, горячий старт позволят действовать начинающему мастеру без предварительного обучения.

Самодельный сварочный аппарат для сварки угольными электродами

При домашнем использовании наилучшим выбором является агрегат мощностью до 3,5 кВт. Выдаваемой мощности достаточно для соединения меди толщиной 5 мм. Низко ресурсные механизмы не навредят бытовой электросети, предотвратят выход из строя приборов.

Трудности при сварке

Необходимо следовать рекомендациям мастеров, т.к. металл отличается по характеристикам от других составляющих. Основные трудности и моменты, возникающие в процессе:

Жидко текучесть осложняет соединение швов вертикальным положением. Нижним положением сваривание производится с применением прокладки, вертикальные произведения доступны в кратковременном режиме.
Высокая степень теплопроводности материала, потребует использования способов отвода тепла из зоны стыковки.
Линейное расширение при нагреве влияет на повышенную склонность к деформации, образование трещин.

Также следует помнить про способность поглощать кислород и водород, при воздействии высоких температур. Склонность к окислению требует применения специальных гелей, состоящих из кремния, фосфора либо марганца.

Выполнение сварки меди и ее сплавов в домашних условиях

Сварка металла

Сварка меди часто применяется в быту и промышленности, что объясняется особыми свойствами материала. Для получения качественного соединения нужно строго следовать технологии, правильно выбирать присадочную проволоку, использовать подходящий аппарат.

Трудности сваривания меди в домашних условиях

Сложность сварки этого металла может заключаться в таких особенностях:

При нагревании медь взаимодействует с кислородом, образуя прочный оксидный налет. Температура плавления такой пленки высока, поэтому следует принимать меры по предотвращению течения окислительной реакции.
Медь сильно расширяется при нагревании. Этот показатель у нее в 1,5 раза превышает таковой у стали. В процессе остывания металл дает выраженную усадку.
При контакте с воздухом медь поглощает кислород. Это приводит к формированию неоднородного шва с пустотами и посторонними включениями.
Из-за высокой теплопроводности медные заготовки быстро перегреваются и остывают. Это негативно отражается на прочности сварного соединения.
Повышенная текучесть расплава усложняет сварку габаритных деталей. Полностью проплавить одну сторону конструкции не удается. Сварщик сталкивается с трудностями и при формировании потолочных или вертикальных швов.
Медь частично утрачивает прочность и пластичность при нагревании до +2000 °С. При температуре +5500 °С эти свойства полностью теряются.

Как примеси влияют на свариваемость меди

Наличие других веществ в составе сплава могут делать его более хрупким или менее пластичным, способствовать возникновению дефектов сварного шва. Материал может содержать примеси с температурой плавления, отличающейся от таковой у основного металла. Это усложняет процесс сварки, снижает качество получаемого соединения.

Примеси в чистой меди обнаруживаются всегда. Поэтому на практике рабочий процесс представляет собой сварку сплава, при которой используют флюсы или защитную газовую среду. Рекомендуется применение присадочной проволоки с содержанием кремния, марганца, алюминия.

Вещества делают структуру соединения однородной, помогают получать нужные технические характеристики.

Подготовка материала перед работой

Перед началом сварки меди полуавтоматом выполняют следующие действия:

Обезжиривают кромки деталей растворителем. Металлической щеткой или наждачной бумагой снимают оксидную пленку.
Очищают поверхности от пыли и грязи, удаляют посторонние элементы из обрабатываемой зоны.
Если толщина деталей не превышает 1 см, срезают фаски с одной стороны. Двусторонняя обработка требуется при сварке более массивных заготовок.

Особенности выбора электродов для меди

Для сварки такого материала применяют покрытые специальными составами стержни. Рекомендованы легированные марганцем, кремнием или бронзой электроды. Используемые в качестве покрытия вещества препятствуют образованию оксидной пленки, делают сварное соединение однородным. При выборе стержня учитывают необходимость:

поддержания стабильной дуги;
предотвращения окисления меди;
профилактики появления шлаковых включений, пор, раковин.

Как настроить режим сварки

Процесс протекает при постоянном напряжении. При настройке аппарата выбирают прямую полярность. Силу тока рассчитывают по формуле: Iсв=100×S, где S – толщина металлической заготовки. Для формирования защитной среды применяют аргон, азот, гелий. Длина электрической дуги не должна превышать 3 мм (при использовании инертных газов). При сварке в азоте ее можно увеличивать до 12 мм. Расход газа составляет:

аргон – 9 л в минуту;
азот – 18 л;
гелий – 10-15 л.

Скорость ведения электрода выбирают с учетом геометрии формируемого шва.

Тонкие детали варят холодным методом, толстые – предварительно нагревают в газовой среде.

Используемые для меди припои

Применение флюсов помогает повысить качество соединения, уменьшить число дефектов, сделать конструкцию более прочной. По свойствам припои делятся на высоко- и низкотемпературные.

Высокотемпературные флюсы

Такие припои сохраняют свои качества при нагревании до +1100 °С. В состав средств входят кремний, серебро, цинк, медь, фосфор. Большая часть составов может использоваться при сварке меди и стали или других металлов.

Низкотемпературные флюсы

Такие средства предназначены для использования при нагреве до 450 °С. Их применяют при сварке материалов с низкой температурой плавления.

В состав флюса входят свинец и сурьма. Для усиления антикоррозионных свойств добавляют цинк.

В общем о технологии сварки меди и сплавов на ее основе

Содержащий примеси металл отличается от чистого меньшей теплопроводностью. Поэтому для получения прочного соединения не требуется слишком высокая температура. Технология сварки любым способом состоит из нескольких основных этапов:

Подготовки деталей. На этом этапе соответствующим образом обрабатывают кромки, закрепляют заготовки в правильном положении.
Установку защитного экрана, препятствующего перегреву или быстрому остыванию. Это предотвращает образование трещин вокруг сварного соединения.
Включение и настройку выбранного сварочного аппарата.
Поджиг электрической дуги вне обрабатываемой области.
Нанесение флюса на электрод.
Однократное формирование сварного шва.
Отключение оборудования.
Медленное охлаждение конструкции.

Инструкция по сварке меди разными способами

Для соединения деталей из этого металла применяют полуавтоматические или инверторные сварочные аппараты. Выбор технологии зависит от вида оборудования, требований к швам.

Инверторная сварка

Устройство поддерживает стабильные силу тока и напряжение. Имеется несколько предустановленных режимов. Компактный прибор имеет небольшой вес, что облегчает его перемещение. Инструкция по сварке предписывает соблюдение таких правил:

Шов накладывают небольшими стежками, длина которых не должна превышать 4 см. При работе делают перерывы, препятствующие перегреву металла, способствующему появлению прожогов.
Электрод держат под наклоном 10-20°.
Перед тем как варить медь инвертором, правильно выбирают параметры тока и напряжения. При этом учитывают тип сплава, толщину деталей.

Допускается подключение проводов прямым или обратным способом.

При помощи полуавтомата

Этот тип оборудования применяется при формировании длинных соединений. Равномерная подача присадочного материала делает шов прочным, однородным. Нельзя совершать поперечные движения проволокой или электродом. Это приводит к появлению пор. Сварку полуавтоматом в домашних условиях начинают только после обработки кромки. Рекомендованные параметры сварки:

диаметр проволоки – 2 мм;
сила тока – 300 А;
тип флюса – АН-26 или К-13;
напряжение – 30 В;
вид присадочного материала – М1-3.

Сварка аргоном

В этом случае используются вольфрамовые электроды, питающие кабели подключаются по схеме обратной полярности. Детали сваривают без предварительного нагрева. Шов ведут справа-налево. Рабочую часть аппарата держат перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Рекомендованный расход аргона – 10-18 л в минуту. Сварочный ток выбирают с учетом толщины детали.

Работа в газовой среде

В этом случае сварку осуществляют с использованием горелки. Перед началом работы сварщик должен изучить, в чем заключается сложность при сварке меди этим способом. Затруднения возникают на этапе расчета расхода газа:

при толщине заготовок до 1 см этот показатель составляет 15 л в минуту;
если работа ведется с более массивными деталями, расход стоит увеличить до 20-25 л в минуту.

Для равномерного прогрева толстых конструкций применяют 2 горелки. Повысить качество соединения помогают флюсы с содержанием бора.

Состав сварочной проволоки должен полностью соответствовать таковому у соединяемых изделий. Если это невозможно, выбирают максимально близкие варианты.

Выбор сварочного аппарата

Каждый агрегат используется для выполнения того или иного вида работ.

При использовании электродов

Дуговая сварка медных пластин выполняется с использованием неплавящихся электродов в среде аргона. Для этого подходят аппараты Orion 150s или 250s. Они характеризуются компактными размерами, помогают быстро и качественно варить медь. Для инверторной сварки используют агрегат “РЕСАНТА САИ-220 ПН”. Он работает от бытовой электросети 220 В. Устройство снабжено охлаждающей системой, поэтому не перегревается во время работы.

Для приварки проволоки

При сварке таким способом используют инверторный полуавтомат “Энергомаш СА-97ПА20”. Аппарат весит не более 15 кг, работает с проволокой разного диаметра. При необходимости плавной подачи присадки стоит приобрести Shyuan MIG/MMA-290. Устройство выводит расходный материал в рабочую зону со скоростью 2-13 м в минуту. Прибор можно использовать для работы с разными электродами.

Для работы с медными проводами

В этом случае применяют такие устройства:

“ТС-700-2”, предназначенный для соединения тонких медных жил. Компактный аппарат весит 4 кг, работает от бытовой сети, потребляет не более 1,5 кВт. 1 угольного электрода хватает на 700 сварочных циклов.
“РЕСАНТА САИ-160”. Инвертор применяется для сваривания скруток. Производитель снабдил агрегат несколькими предустановленными режимами, облегчающими процесс настройки.
“СВАРОГ ARC 160” с бесступенчатым регулятором параметров. Для подключения кабелей предусмотрены удобные разъемы. Вес аппарата составляет 4 кг, что обеспечивает удобство переноски и работы.

Особенности для разных электродов

Течение сварочного процесса во многом зависит от типа выбираемых стержней.

Сварка угольным электродом

Технология универсальна, поскольку допускается розжиг дуги между 2 стержнями, электродом и заготовкой или массой. Процесс напоминает сварку с горелкой. Для формирования сварного соединения используется проволока БрКМц3-1. Силу тока и напряжение рассчитывают с учетом характеристик металлоконструкции, состава сплава.

Инверторный угольный электрод

К сварке этим способом можно приступать только при наличии соответствующих навыков. При выполнении работ учитывают следующие особенности:

Особенности при сваривании меди с разными металлами

Иногда возникает необходимость соединения разных материалов. Соблюдение некоторых рекомендаций помогает получить надежный, прочный шов.

Нихромовые детали

Заготовки из меди и нихрома сваривают, используя графитовые электроды. Они поддерживают стабильное горение дуги, длина которой зависит от напряжения. Стержень не плавится при нагревании до нужной температуры. В структуре стержня происходит термоэлектронная реакция, позволяющая варить нихром с медью при силе тока от 10 А. Преимуществами графитового электрода являются экономичность, отсутствие эффекта залипания.

С алюминием

Для дуговой сварки меди с этим металлом используют 2 способа:

Контактный метод. В этом случае учитывают разницу в температурах плавления. При стыковании берут более длинную алюминиевую заготовку. Сварочную ванну обдувают азотом. Воздух подавать в рабочую зону нельзя, это способствует образованию тугоплавкой пленки. При соединении труб элементы надевают на стержень, совмещая в одной точке.
Замковый способ. В этом случае на алюминиевую пластину накладывают плоскую медную заготовку. Шов формируют по периметру. Его ширина должна совпадать с толщиной полосы. Процесс ведется с применением графитовых вставок, формирующих соединение.

Сварка со сталью

Соединять детали из этих металлов сложно, но возможно. В этом случае применяются те же способы, что при сварке стальных деталей. Обращают внимание на разницу в температурах плавления материалов. Кромку стального элемента делают более длинной и тонкой, чтобы она начала плавиться быстрее. При работе с угольным электродом сварка ведется с током прямой полярности. Напряжение дуги составляет 40-55 В. Во время сварки используют флюс, предназначенный для работы с медью. Его вводят в промежуток между кромками.

Иногда возникает необходимость соединения стальной заготовки со шпилькой. В таком случае используют точечную сварку меди с обратной полярностью. Процесс ведется с использованием проволоки. Предварительный прогрев деталей не требуется. Заварить стальную шпильку на медной пластине сложно. Поэтому к заготовке прикрепляют кольцо. В него затем вставляют шпильку.

Полезные видео

Просмотр роликов, касающихся способов сварки, поможет освоить основные навыки, избежать возникновения ошибок.

Читайте также: