Сварка меди аргоном технология

Все о сварке меди аргоном

  1. Особенности
  2. Как подготовиться?
  3. Технология проведения

В строительной сфере и других отраслях промышленности уверенно зарекомендовала себя сварка аргоном. Это можно связать с хорошей эксплуатационной характеристикой материала. Он проявляет стойкость по отношению к коррозии, хорош в балансе пластичности и прочности. Но сам процесс сварки требует достаточной подготовленности, без опыта здесь придется непросто. Можно, конечно, обойтись привычной ручной сваркой, но по эффективности она не сравнится с аргоновой.

Особенности

Для сварки меди либо ее сплавов нужно осуществить качественный прогрев конструкции. Так как теплопроводность материала можно с уверенностью назвать отличной, нужно просто организовать равномерную температуру на всей толщине и поверхности детали.

Хотя равномерный прочный шов, конечно, сделает только опытный мастер.

Особенности сварки меди аргоном:

  • процедура выполняется в среде инертного газа;
  • аргон защитит область варки от кислородного проникновения, не давая, таким образам, металлам окислиться;
  • аргонный способ предохранит сварочную ванну, а также присадочный расплавленный материал;
  • чтобы образовать надежный сварочный шов, нужно взять бескислородную или раскисленную медь (чем кислорода меньше, тем успешнее процедура);
  • для более качественной сварки берется флюс.

Аргонодуговая сварка подойдет для соединений конструкций разных по толщине (и крупногабаритных тоже). Перед процедурой дуга разогревается на угольной или графитовой пластинке. Варить можно в разных расположениях: вертикальном, потолочном, нижнем. Сварка меди аргоном специалистами оценивается как самая чистая. То есть пары оксидов в этом процессе фактически не выделяются. В ходе аргоновой сварки на пол не падают раскаленные искры, что важно для сохранности поверхностей. То есть теоретически аргоновую сварку можно проводить даже в жилых помещениях.

Наконец, важным преимуществом аргоновой сварки будет качество процесса и результата. Сваривая медь с аргоном, можно рассчитывать на чистый и аккуратный шов, без подрезов и шлаков.

Аргоном, к слову, на малых токах варят даже тонколистовые медные изделия. Еще один очевидный плюс аргоновой сварки – она позволяет работать даже со сложными металлами, которые невосприимчивы к обычной сварке. Она же дает возможность восстановить прежний объем детали (в данном случае металл наплавляется поверх).

Как подготовиться?

Надо сказать, что медь редко где применяется в чистом виде, что не может не сказаться на сварочном процессе. Примеси в сплаве обеспечивают и высокую текучесть, и большую чувствительность к кислороду, и интенсивное испарение цинка. А еще усложняет процесс высокое термическое расширение в совокупности с высокой же теплопроводностью. Все это усложняет сварку меди в принципе. Потому подготовка к сварке – важнейший этап удачной работы.

Начинается процесс подготовки с качественных зачистных работ. Место соединения следует обработать абразивом, пока не появится характерный блеск. Потом область работы нужно обязательно обезжирить. Чем лучше будет выполнена зачистка, тем качественнее пройдет последующая сварка.

Замечания для сварщика.

  • Дефекты сварки превратятся в шлак, потому еще на этапе подготовки нужно их предупреждать.
  • При плавлении медь быстро стекает, то есть могут возникнуть проблемы с потолочными и вертикальными швами, так как даже при малом перегреве металл незамедлительно стечет вниз. Устранить это можно обеспечением сварочной ванны малого размера.
  • От других металлов медь отличает высокий коэффициент линейного расширения. Медь легко деформируется, на ней быстро образуются горячие трещины. Потому деталь предварительно прогревают в печи либо горелкой.

И немного об обработке кромки вручную. Ошибкой будет применять очень грубую щетку или крупнозернистую насадку – это может деформировать металл.

Опытные мастера напоминают, как надо выполнять травление самой детали и присадочной проволоки.

Травление осуществляется в особом растворе, его сделать можно самому. Основным компонентом такого раствора будет серная, азотная либо же соляная кислота. Ее смешивают с водой и туда отправляются заготовки с проволокой. После завершения травления все хорошо промывается в воде, просушивается горячим воздухом.

Технология проведения

Если верить сварщикам, этот алгоритм наиболее эффективен. Аккуратность и прочность швов – тому доказательство. Аргоном медь варят с помощью вольфрамового электрода на постоянном токе. Для сравнения: сплав алюминиевой бронзы осуществляют на переменном токе.

Внимание! Что можно брать помимо аргона – гелий, азот и их смеси в составе защитных газов. Каждый газ чем-то хорош, чем-то слабее, но аргон в этом списке будет первым.

Важные рекомендации.

  • Присадочные прутки подбирают по характеристикам материала. Если речь идет об обычной домашней мастерской, то в дело идут медные провода, которые несложно достать из электрокабеля либо даже трансформатора. Наждачкой медную жилку освобождают от лака, обезжиривают растворителем.
  • Присадку всегда нужно вести перед горелкой. Аргоновую сварку толстой меди можно проводить и без той самой присадочной проволоки.
  • Чтобы металл сцеплялся лучше, горелку можно вести зигзагами. А вот тонкий материал (во избежание дефектов) варят короткими швами с перерывами. Если не придерживаться такой тактики, могут появиться прожоги.
  • Если в сварочном приборе нет функции «заварка кратера», горелку отводить рекомендовано постепенно (с удлинением дуги).

Технология сварки медных труб с помощью аргона такая.

  1. Предварительно выставить небольшой ток. Саму сварку предстоит вести медленно, раздельными шовными кусочками. Перекрытие должно быть не меньше одной трети. Присадочную проволоку нужно расталкивать боковыми движениями горелки.
  2. Принцип сварки прост – капнули и растянули, еще раз капнули и растянули. Стоит напомнить, что при выборе сварки сплошным швом, прожог меди может быть вероятным сценарием.
  3. Прекрасно, если есть возможность приобрести прибор с опцией импульсной сварки. Тогда ток можно выставить и побольше, так организуется быстрое расплавление присадочного материала. А временной интервал между импульсами выстраивается так, что после подачи импульса сама медь успевала остыть. Это такая гарантия отсутствия прожога.

Сварка медных труб, как говорят опытные специалисты, это всегда проба тока. Сразу сказать, каким он будет, вряд ли получится. Пробы рекомендовано проводить на материалах, близких по составу. И не забывать про ступенчатую технологию сварки: это стоит усвоить еще до начала процедуры.

Небольшие провары через интервалы, которые обеспечивают ровный шов без дефектов, являются не просто предпочтительной технологией, но и самой эффективной и безопасной.

Сварка меди – процесс, который неспециалисту может и не покориться. Это аргонодуговая сварка является довольно сложной задачей, осуществление которой требует и опыта, и знаний. Потому привлечение для сварки меди аргоном профессионала будет во всех отношениях более безопасным решением.

К слову, сразу стоит отказаться от идеи холодной сварки: герметики и различные замазки, очень навязчиво преподносимые в рекламе, проблему устраняют только временно. Но соединять стык все равно придется, и вопрос неминуемо сведется к профессиональной помощи. И аргон в этом отношении можно считать лучшим решением.

Как выглядит сварка меди аргоном, смотрите далее.

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.

Читайте также  Какую печку лучше поставить в баню?

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.

Режимы сварки меди в среде аргона
Толщина свариваемых деталей, мм Диаметр электрода, мм Диаметр присадочной проволоки, мм Сила тока, А
Стыковые соединения, выполняемые на весу
1,0 – 1,5 2 – 3 1,6 – 2,0 60 – 150
2,0 – 3,0 2 – 4 2,0 – 3,0 80 – 220
4,0 – 5,0 4 – 5 2,0 – 4,0 130 – 220
6,0 – 7,0 4 – 5 2,0 – 4,0 130 – 220
8,0 – 10,0 5 2,0 – 4,0 180 – 260
Стыковые соединения, выполняемые на подкладке, и угловые соединения
1,0 – 1,5 2 – 3 1,6 – 2,0 70 – 160
2,0 – 3,0 2 – 4 2,0 – 3,0 120 – 220
4,0 – 5,0 4 – 5 2,0 – 4,0 190 – 260
6,0 – 7,0 5 2,0 – 4,0 230 – 290
8,0 – 10,0 5 2,0 – 4,0 280 – 330
Расход аргона – 8-15 дм3/мин.

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.

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.

Технология сварки меди

Температура плавления меди 1883°С

Марка

Свариваемость

Технологические особенности сварки

Медь катодная

Присадок БрКМц 3-1 МНЖКТ-5-1-0,2-0,2 БрОЦ 4-3, БрХ 0,7 При толщине более 8-10 мм необходим предварительный подогрев до 200-300°С

Медь раскисленная

Медь рафинированная

Читайте также  Ограждение печи в бане из дерева

Бронзы оловянные литейные

Присадок той же марки, что и основной металл

При толщине более 10-15 мм необходим предварительный подогрев до 500-600°С

Бр03Ц12С5 Бр05Ц5С5, Бр08Ц4 Бр010Ф1, Бр010Ц2

Бр03Ц7С5Н1
Бр04Ц7С5
Бр010С10

Бронзы безоловянистые литейные

БрА9Мц2Л
БрА10Ж3Мц2
БрАПЖ6Н6
БрА7Мц15ЖЗН2ц2

Бронзы деформируемые

Бр0ф7-0,2, БрХ1 БрКМцЗ-1, БрБ2

БрАМц9-2 БрАЖ9-4, БрСр1

Латуни деформируемые

Присадок БрОЦ4-3 БрКМц 3-1, ЛК62-0,5 ЛК80-3, ЛМц 59-0,2 При толщине более 12 мм необходим предварительный подогрев до 300-350°С

Л96, ЛА77-2, ЛК80-2

ЛМцС58-2, ЛС3 Л062-1

Трудности при сварке

Высокая теплопроводность меди (в 6 раз выше, чем у железа) требует применять сварочную дугу с увеличенной тепловой мощностью и симметричным отводом тепла из зоны сварки. Рекомендуемые типы сварных соединений — стыковые и схожие с ними по характеру теплоотвода.

Большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза выше ,чем устали) осложняет сварку вертикальных и потолочных швов. Она возможна лишь при минимальных размерах сварочной ванны и коротком времени пребывания металла в жидком состоянии. При сварке стыковых соединений в нижнем положении с гарантированным проплавлением во избежание прожогов необходимо применять подкладки из графита, сухого асбеста, флюсовых подушек и т.н.

Активная способность поглощать при расплавлении газы (кислород и водород), приводящая к пористости шва и горячим трещинам, требует надежной защиты металла шва и сварочных материалов от загрязнений вредными примесями.

Из-за склонности меди к окислению с образованием тугоплавких окислов необходимо применять присадочный материал с раскисли гелями, главные из которых фосфор, кремний и марганец.

Большой коэффициент линейного расширения меди (в 1,5 раза выше, чем у стали) влечет за собой значительные деформации и напряжения, образование горячих трещин. Устранить их можно за счет предварительного подогрева конструкций: из меди до 250-300°С, из бронзы до 500-600°С

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 см 3 на 1 л воды азотной;

100 см 3 на 1 л воды серной;

1 см 3 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.

Выбор параметров режима

Сварку ведут на постоянном гоке прямой полярности. Сварочный ток (А) ориентировочно определяют по формуле:

Iсв=100?S,

где S — толщина металла, мм

Защитными газами могут быть аргон, гелий, азот и их смеси. Длина дуги в аргоне и гелии должна быть не более 3 мм. В азоте ее увеличивают до 12 мм. Поэтому возрастают напряжение на дуге и ее мощность (в 3-4 раза) но сравнению со сваркой в аргоне. В гелии же мощность дуги по сравнению со сваркой в аргоне повышается вдвое.

Расход защитного газа:

  • аргон — 8-10 л/мин
  • гелий -10-20 л/мин
  • азот — 15-20 л/мин

Скорость сварки выбирают из условий формирования шва с нужной геометрией. Конструкции толщиной 4-6 мм сваривают без предварительного подогрева в аргоне, а до 6-8 мм — в гелии и азоте. Для сварки металла большей толщины требуется предварительный подогрев от 200 до 300°С.

Техника сварки

Сварку в аргоне ведуг «углом вперед» при выпуске электрода 5-7мм. В качестве присадочной проволоки используют:

  • раскисленную медь
  • медно-никелевый сплав МНЖКТ-5-1-0,2-0,2
  • бронзы БрКМц 3-1, Бр ОЦ 4-3
  • специальные сплавы с эффективными раскислителями.

Для повышения стойкости металла шва против горячих трещин применяют сварочные проволоки:

  • БрАЖНМн 8,5-4-5-1,5
  • БрМц АЖН 12-8-3-3
  • М Мц 40

Чтобы расплавленный металл не попал на конец W-электрода, присадочную проволоку вводят не в столб дуги, а подают к краю сварочной ванны и несколько сбоку

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ МЕДИ В АРГОНЕ

Вид разделки кромок

Толщина металла, мм

Сварочный ток, А

Диаметр электрода, мм

Диаметр присадка, мм

Расход аргона, л/мин

Число проходов без подварочного шва

Технология сварки меди аргоном

Медь можно варить различной сваркой, но использование для этой цели защитных газов, инертных в отношении меди, делает сварные соединения более надежными и устойчивыми к коррозии. Используемые газы — аргон, азот и гелий. Данные газы с медью не взаимодействуют.

Поскольку гелий является дорогим газом, то наибольшее распространение получили аргон и азот. Рекомендуется использовать сочетание этих газов в соотношении 3: 1. Сварка меди аргоном производится либо плавящимися, либо неплавящимися (вольфрамовыми) электродами. Электроды из вольфрама использовать предпочтительнее, так как швы выходят более чистые и прочные.

Данный вид сварки позволяет выполнять работу даже при незначительной толщине медного изделия. Ни один другой вид сварки не в состоянии надежно соединить изделия толщиной 0,5 мм.

  1. Присадочная проволока
  2. Подготовка поверхностей перед сваркой аргоном
  3. Порядок проведения сварочных работ

Присадочная проволока

Для сварки медных изделий различной толщины используют присадочную проволоку, изготовленную из меди или ее сплавов. Состав присадки должен соответствовать составу основного металла.

Присадочная проволока частично ограждает место сварки от кислорода. Для этого в состав проволоки вводятся различные раскислители, например, марганец, способный связывать кислород.

Однако содержание большого количества марганца делает шов более хрупким.

Можно, конечно, использовать проволоку, содержащую примеси редкоземельных металлов. Такая присадка отлично нейтрализует кислород и полностью выводится из шва. Но ее использование слишком дорого.

Подготовка поверхностей перед сваркой аргоном

Сварки деталей из меди с помощью аргона требует проведения подготовительных работ. Это касается кромок свариваемых изделий. Если толщина меди превышает 5 мм, то без подготовки очень сложно будет прогреть всю толщину металла. Процесс подготовки кромок называется разделкой. При этом если толщина металла не превышает 12 мм, то проводят одностороннюю разделку. При большей толщине необходима разделка двухсторонняя. Для разделки кромок используют напильник, наждачную бумагу или шлифовальную машину.

Разделку выполняют до «свежего» металла. Такой же обработке подвергается и присадочная проволока. Если поверхности деталей были загрязнены, то перед механической обработкой следует их очистить тканью, смоченной в ацетоне или каком-либо другом растворителе.

Порядок проведения сварочных работ

Аргонная сварка меди неплавящимися электродами производится постоянным током, при прямой полярности. Электрод располагают в плоскости шва, с уклоном назад порядка 70 градусов. Когда толщина свариваемых изделий превышает 5 мм, для улучшения качества сварки применяют предварительный нагрев изделий до температуры около 300-500 градусов.

Чем большей массой обладают изделия, тем больший прогрев им необходим.

Учитывайте высокую теплопроводность меди. Металл очень быстро отдает тепло, поэтому работать следует достаточно быстро.

Читайте также  Чем замазать пену после установки пластиковых окон?

Если толщина детали составляет менее 4 мм, то можно обойтись без присадочной проволоки, выполнив отбортовку детали. Если присадочная проволока используется, то желательно, чтобы температура ее плавления была чуть ниже, чем температура плавления свариваемых деталей.

Поскольку прочность и пластичность меди снижаются при увеличении температуры свыше 200 градусов, на поверхности сварных швов могут появляться трещины. Поэтому медные изделия не рекомендуется жестко закреплять. Также специалисты не советуют проваривать швы в 2 прохода, что может ухудшить качество первоначального шва.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: