Технология сварки меди

Такие свойства меди, как высокая теплопроводность, пластичность или коррозионная устойчивость, делают ее востребованной в ряде отраслей. Мастеру, работающему с материалом, приходится сталкиваться с ее сваркой или пайкой. Но выполнить данные операции непросто. О том, как происходит сварка меди, какие способы лучше и чем они осложняются, вы получите ответы из данной статьи.

Специфика материала

Способность меди и сплавов на ее основе (латуни, бронзы) свариваться с различными материалами зависит от имеющихся в составе примесей. Если концентрация в ней серы, свинца, фосфора и подобных элементов минимальна, операцию выполнить проще. Отрицательно на свариваемость материала влияют следующие его особенности:Сварка меди

  • способность окисляться, вызывающая возникновение хрупких зон в месте обработки;
  • предрасположенность к росту единицы структуры материала также снижает прочность заготовки;
  • высокий коэффициент линейного расширения, вызывающий усадку;
  • стремление поглощать газы, снижающее прочность шва;
  • высокая степень теплопроводности обязывает использовать мощный источник нагрева;
  • быстротекучесть (вязкость), затрудняющая сварку в вертикальном или потолочном положении.

Если говорить о видах меди, свариваемой лучше других, к ним относятся раскисленные материалы (М-1р — М-3р). Кислорода у них имеется менее 0,01%.

Чтобы избежать проблем при сварке меди, следуют фундаментальным правилам: использовать газовую либо флюсовую защиту области сварки, а также применяют электроды с раскислителями вроде кремния, марганца или алюминия.

Подготовительный этап

Подобно другим металлам, поверхность медной заготовки требует основательной очистки. Последовательность такова:

  • нанести на ветошь ацетон или подобный растворитель;
  • с ее помощью убрать грязь, пыль, видимые примеси свинца или серы;
  • снять окисную пленку нержавеющей сеткой, щеткой из металла либо подобным абразивом до придания блеска;
  • при размере заготовки до 0,5 см ее прогревают температурой 200-300 градусов, больше 0,5 см — не более 700 градусов; габаритные и толстые заготовки дольше прогреваются.

Теперь — об известных методиках работы.

Сварка в режиме ММА (ручная дуговая)

Используется при работе с заготовками толще 2 мм. При этом, исходя из размера заготовки, выбираются параметры электрода и режим сварки. Сварка при помощи металлических покрытых электродовНапример, для тонких листов (2-3 мм) достаточно диаметр электрода варьируется от 2 до 4 мм, а ток — от 100 до 160 А.

Иногда начальную величину тока приходится уменьшать, поскольку избыточный нагрев способен прожечь заготовку насквозь. Примерами подходящих изделий являются «Комсомолец-100» и серия «АНЦ/ОЗМ». Перед работой их необходимо прокалить.

Покрытые электроды для сварки меди не гарантируют идеального шва, поскольку результат зависит от фирмы-изготовителя, следования установленным технологиям, специфики прогревания, опыта сварщика. Гораздо предпочтительнее следующий способ.

Сварка в среде аргона (режим TIG)

Швы, полученные данным способом, прочны, аккуратны и долговечны. Используется прямой либо переменный ток. Вновь наблюдается отношение параметров сварки от габаритов заготовки и размера расходного элемента (к примеру, для заготовки толщиной 3 мм подойдут электроды 3,5-4 мм в диаметре, а сила тока составит около 240 А).Cварка меди аргоном

Защитными газами при работе выступают азот, гелий, аргон. Последний предпочтителен, поскольку меньше расходуется, снижает вероятность появления пор на шве, гарантирует высокое качество шва.

Примечание — сварка меди аргоном требует использования присадочного прутка (из бронзы или меди). Сгодится жила, изъятая из электрического кабеля. Рекомендуется выбирать пруток с меньшей температурой плавления, чем у обрабатываемого материала.

По ходу работы расплавляемый материал придется «расталкивать» по сторонам с целью надежной состыковки со стенками. Такая сложность, например, не встречается при работе с алюминием.

Заготовки малой толщины варятся прерывисто, а не сплошной линией, чтобы исключить прожигание насквозь.

С использованием флюса (автоматическая сварка)

Особенностью метода выступает возможность получения качественного шва без предварительного нагрева заготовки. В качестве флюса (материал, защищающий сварную зону от атмосферного воздуха и обеспечивающий устойчивое горение дуги) используются фторсодержащие соединения — фториды магния, натрия и бария. Такой подход повышает теплопроводность швов в 2 раза.

Другие примеры флюсов приведены ниже:

  • К-13 МВТУ (керамический флюс, применяемый при электродуговой сварке; подходят лишь для тонких металлов);
  • серия АН-М (бескислородные фторидные);
  • ЖМ-1 (еще один подвид керамических);
  • МАТИ-53 (флюс для латуни).

Флюсы из керамики раскисляют материал, а шов приобретает свойства, схожие с характеристиками исходной заготовки.

Автоматическая дуговая сварка применима при сваривании стали с медью; при этом происходит своего рода диффузия материалов.

Электрошлаковая сварка

Используется при работе с толстыми заготовками от 30 до 55 мм. Вновь применяются электроды, только пластинчатого типа, а также легкоплавкие флюсы фторидов натрия, кальция и лития.Электрошлаковая сварка

Особенности процесса:

  • высокие токи процесса (до 1000 А);
  • повышенная скорость подачи электрода (до 15 м/ч);
  • легкость удаления окалины (шлака);
  • отличное качество шва.

Флюс гарантирует постоянство процесса, прогрев места соединения заготовок и плавление кромок на необходимую глубину.

Альтернативные способы

Поскольку медь является металлом с высокой пластичностью, она отлично сваривается любым методом сварки термомеханического класса, за исключением контактной. Причина последнего факта — низкое электрическое сопротивление. Это осложняет процесс при работе с изделиями малых габаритов, однако умельцы нашли выход из сложившейся ситуации.

Диффузионно вакуумная сварка
Принцип работы диффузионно вакуумной сварки

При сварке очень тонких выводов электронной техники применяют термокомпрессионную сварку. Она заключается в использовании твердой ковкой подложки, которая (вместе с соединяемыми компонентами) нагревается до 250-300 градусов. Далее компоненты сильно прижимаются друг к другу, в результате чего выходит неразъемное соединение.

Медные провода более габаритных изделий соединяются диффузионной вакуумной сваркой. Также способ подходит для соединения деталей из пластичного материала с другими (например, сталью).

Для сварки медных шин используется холодный метод пластической деформации сдвига. Метод применим только в среде энергетических установок, а качество соединения считается удовлетворительным.

Сварка медных заготовок — специфический процесс, имеющий свои «подводные камни». Знание особенностей материала позволяет с легкостью выбрать наилучший способ сварки медных заготовок с изделиями этого же либо иного материала.

Вы считаете список способов неполным? Нашли неточность или готовы поделиться личным опытом? Напишите об этом в комментариях, чтобы менее опытные пользователи могли воспользоваться вашими подсказками.

Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Adblock detector