Сварка меди аргоном технология, оборудование, электроды 1

Сварка медных труб — обзор возможных технологий

Сварка медных труб. Медные коммуникации обладают массой преимуществ. Трубопроводы, изготовленные из меди, обладают отличным сроком службы, прекрасными эксплуатационными характеристиками, выдерживают высокие нагрузки, перепады температур, давление, трубопровод из меди можно смело прятать в пол или стены, не боясь при этом за его целостность.

Трубы из меди применяются во множестве отраслей промышленности — от самолетов до водопроводов, а также в бытовых целях. Медь легко перерабатывается, почти не портится со временем — срок службы коммуникаций из меди может легко превысить срок службы самого здания.

Соединение медных труб — достаточно ответственная задача. Обычно для этой цели используется сварка, что мы и рассмотрим в этой статье.

Скажем сразу, что сварка медных труб — достаточно сложное занятие, поскольку медь сама по себе сваривается достаточно сложно — в частности, для этого необходимы специальные электроды и защитная атмосфера.

Идеальный материал для трубопровода

Способы сварки медных труб

Технология сварки меди, оборудование и электроды выбираются, прежде всего, в зависимости требуемой герметичности шва, назначения свариваемых труб и прочих желаемых характеристик соединения.

Как правило, применяется два метод соединения медных труб — это газовая (ацетиленовая) и электродуговая сварка. В качестве электродов для электродуговых работ могут применяться как плавкие, так и неплавкие электроды — мы рассмотрим оба вида.

Помимо этого, для соединения медных труб могут использоваться такие технологии, как соединение прессованием и соединение разъемными соединениями — для этого применяются различные соединительные элементы, фитинги и так далее.

Несмотря на то, что эти способы позволяют достичь достаточно прочного и надежного соединения, в данной статье они рассматриваться не будут, поскольку она посвящена именно соединению медных труб.

Сварка медных труб плавкими электродами

Ручная сварка медных труб с использованием плавких покрытых электродов дает возможность получать удовлетворительные свойства сварного соединения, однако состав шва будет иметь существенные отличия от состава металла самих труб — это происходит за счет легирования меди раскислителями во время сварочного процесса.

Раскислители для соединения меди вводятся в проволоку электрода и в его покрытие. При этом для добавок в проволоку электрода могут применяться кремний, марганец, олово, фосфор, цинк и так далее; в покрытие же добавляются такие материалы, как плавиковый и полевой шпаты, ферросилиций, ферромарганец, кремнистая медь и так далее, само же покрытие замешивается, как правило, на жидком стекле.

Недостатки этого метода сварочных работ — это сниженная тепло- и электропроводность сварного шва, особенно при работе медными электродами, сильное разбрызгивание, повышенная пористость шва и отличия его химического состава от основного металла.

В качестве плавких электродов используются такие электроды, как «Комсомолец-100», «МН-5», для бронз — «МНЖ5-1».

Возможна сварка меди плавкими электродами с использованием флюсового покрытия — в частности, может применяться керамический флюс типа ЖМ-1. Для того, чтобы повысить характеристики соединения, могут использоваться электроды из бронзы — это, например, электроды БрКМЦ3-1.

Сварка неплавкими электродами

Ручная и автоматизированная сварка медных труб может проводиться в защитной среде с использованием неплавкого электрода — чаще всего используются

вольфрамовые электроды толщиной до 10мм и присадочная проволока, помимо этого,
возможно использование и плавких электродов.

В качестве защитных газов используются аргон, гелий, азот. Последний наиболее целесообразен в использовании, так как такая сварка дешевле, а КПД разряда выше. При соединении труб малой толщины лучше использовать аргон, так как дуговой разряд в нем более устойчив.

Для сварки меди вольфрамовым электродом используется постоянный ток прямой полярности, материал электрода — чаще всего лантанированный вольфрам (электроды ЭВЛ) либо вольфрам с добавлением иттрия (ЭВИ), а также торированный вольфрам. Электрод располагается в плоскости стыка под необходимым углом, при необходимости трубы подогреваются до нужной температуры.

Сварка меди и ее сплавов угольным и графитовым электродом применяется ограниченно, в основном для соединения малоответственных изделий. Электроды затачиваются на конус, ток прямой, полярность обратная. Возможно использование присадочных материалов с добавкой фосфора в качестве раскислителя, а также добавка в сварочную ванну флюса — как правило, для этого используется бура.

Газовая сварка медных труб

Сварка меди и ее сплавов может проводиться с использованием кислородно-ацетиленовой горелки.

Процесс газовой сварки меди

Рассмотрим этот способ подробнее.

До недавнего времени ацетиленовая сварка являлась основным процессом для сварки меди и медных сплавов, но сейчас ее вытеснили более совершенные сварочные процессы.

Существенный недостаток метода — значительная деформация труб за счет высокой температуры, а также повышенная зернистость соединения.

С помощью ацетиленовой сварки возможно соединение труб диаметром до 120мм и с толщиной стенок до 4 мм. Для сварки применяются присадочные стержни диаметром до 12 мм марок Св-08 и Св-08А.

Поворотные стыки сваривают за один проход, поворачивая трубу. Пламя при сварке делают нейтральным, расход ацетилена — около 100 литров в час на миллиметр толщины стенки.

Читайте также:  Изучаем устройство и схему печки ВАЗ 2110

Контактная сварка меди

Помимо вышеперечисленных методов, возможна и контактная сварка меди. Для контактной сварки меди широко применяются тугоплавкие электроды — их изготавливают из вольфрама и молибдена. При контактной работе с медью важно использовать качественный присадочный материал, поскольку сама по себе медь об
ладает плохими литейными свойствами.

Для того, чтобы шов, полученный контактной сваркой, обладал наилучшими характеристиками, рекомендуется использовать присадочный материал из чистой меди с добавлением раскислителей — это позволит добиться наилучших результатов контактной сварки.

Заключение

Мы рассмотрели различные способы сварки меди. Как несложно заключить, наиболее перспективной технологией является дуговая сварка в защитной среде с использованием неплавкого вольфрамового электрода и с добавлением присадочной проволоки подходящего состава — то есть с добавлением раскислителей, позволяющих добиться оптимальных характеристик сварного шва.

Сварка меди аргоном

В отличие от сварки стали, использование аргона при работе с медью имеет специфические особенности, влияющие на физические, химические и механические свойства цветного металла: высокая тепловая проводность и активное взаимодействие с атмосферным воздухом. В процессе сварки металл приобретает текучесть, содержащиеся в составе материала примеси значительно снижают качество соединительного шва.

Дуговой способ скрепления

Сварка меди аргоном в большей части осуществляется методом электросварки с применением молибденовых, угольных, медных, вольфрамовых или бронзовых электродов. Образующаяся закись меди нейтрализуется флюсом или покрытием, при повышенной температуре образующие защитную атмосферную оболочку.

Особенности рабочего процесса

Особенностью выполнения работ с медью считается использование большего напряжения тока, чем при соединения стальных элементов. Перед началом работ необходима предварительная зачистка и обезжиривание кромок. Соединяемые детали укладываются плотно, края будущего шва раскрывают на угол 90°. При работе с материалом толщиной 3 мм края металла отбортовываются.

Сварной медный шов

Если соединению подлежит металл толщиной более 6 мм, детали рекомендуется прогреты до 400 град. После завершения сварочного процесса, остуженные швы должны подвергнуться проковке, после чего конструкция отжигается при температуре до 600 град и быстро охлаждается водой.

Технология сварки меди

Сварка меди аргоном пользуется спросом в автомастерских, машиностроении, энергетической и химической промышленности за счет устойчивости к разрушению коррозией и агрессивными средами. Наиболее востребованными считаются 5 марок сплавов меди, отличающихся процентным содержанием примесей (от 0,05 до 1,0%). Независимо от марки металла сваривание деталей осуществляется наплавляющимся тугоплавким электродом с вольфрамом (TIG). Для создания шва высокого качества в область электрода подается аргон, защищающий рабочее поле от окисления и возгорания.

Медные электроды для сварки

К особенностям соединения элементов из меди относится отсутствие образования шлака. Кроме этого, аргонодуговая методика позволяет работать с металлом минимально допустимой толщины. Аргоновый способ соединения элементов считается наиболее надежным, шов не выделяется на фоне металла, при необходимости укрепления соединительной ванны можно добавлять другие плавкие материалы с присадкой.

Классы медного сплава

Чистая медь не отличается прочностью и жесткостью, в промышленности металл используется в виде бронзы или латуни. Механические свойства материала повышаются легирующими добавками: оловом, никелем, кремнием, марганцем и т. д. Такие сплавы являются бронзами, подразделяющимися на две группы: специальные и оловянные бронзы.

Особенности свариваемости сплавов

Сварка меди с аргоном является процессом с высокими требованиями в отношении физических характеристик металла при устройстве вакуумно-плотного шва в деталях для оборудования с внутренним принудительным охлаждением. Технологический сварочный процесс подбирается в зависимости от назначения изделий, их количества и требований по качеству.

В процессе авторемонтных работ используется сварка меди аргоном с подогревом и термообработкой изделия. Работа с большим объемом деталей производится электродуговой сваркой с флюсом плавящегося электрода. Для предупреждения окисления меди применяется метод раскисления микро легированной присадкой, содержащей в составе титан, бор, цирконий или редкоземельный металл.

Сварка чугуна аргоном

В процессе чугуна с помощью аргона используется технология фиксации заготовки несколькими точками припоя из железно-никелевых прутков, а также присадок из алюминиевой или оловянистой бронзы.

Особенности чугуна

В зависимости от вида, материал содержит большой процент углерода, снижающего качество соединения свариваемых элементов. Сложность сварки заключается в ряде особенностей чугуна:

  • склонность к разлому от механических воздействий и перегрева:
  • образование каленых структур;
  • образование карманов и пор.

По видам чугун подразделяется на два вида:

  • белый, не поддающийся сварке
  • серый, хорошо сваривается.

Подготовка и сварка материала

Сварка чугуна аргоном начинается с подготовки деталей одним из доступных способов:

  • зачистка кромок наждаком;
  • зачистка кромок болгаркой с наждачным диском;
  • зачистка кромок напильником.

При работе с углеродистым материалом следует учесть, что серый чугун имеет несколько типов, некоторые из которых нуждаются в предварительном прогревании.

С помощью ручной аргонно-дуговой сварки осуществляется проковка стыков швами длиной не более 3 см. Пока место сварки остается расплавленным, производится уплотнение припоя частыми несильными ударами молотка по головке бойка до появления характерного звона холодного металла.

Читайте также:  Замена салонного фильтра в разных поколениях Skoda Octavia видео

Для дуговой ручной сварки чугуна необходимо использовать электроды специального назначения:

  • на основе чистого никеля;
  • на основе меди со сплавом олова или алюминия;
  • на основе чугуна;
  • на основе стали.

Основным требованием к подготовке деталей является обработка кромок V-образным скосом, при этом угол раскрытия должен составлять 900.

На сварочных автоматах при работе с чугуном применяется проволока с маркировкой:

  • ПП-АНЧ-1 — без подогрева (для мелких трещин);
  • ПП-АНЧ-2 — с подогревом или без такового для изделий с толстыми стенками;
  • ПП-АНЧ-3 — с подогревом для соединения деталей любых размеров.

Технология рабочего процесса

Сварка чугуна аргоном позволяет получить шов, структура которого идентична характеристикам основного металла. Добиться эффекта помогает постепенный прогрев рабочей зоны с последующим медленным охлаждением под прикрытием термоизоляционного материала. Если после сварки детали оставить на воздухе комнатной температуры, необходимой прочности соединения получить будет невозможно.

Технологический процесс, связанный с прогревом металла, направлен на изменение внутренней структуры материала, вследствие которой чугун становится более пластичным, на внешней части деталей образуется графит. Для того, чтобы шов не засорялся посторонними металлами, при сварке применяются графитовые прутки или электроды, чугунные пластины, порошковая проволока, используемые в работе с небольшими напряжением тока.

Для промышленной аргонной сварки применяется холодный способ фиксации деталей из чугуна без равномерного предварительного прогрева. Среди большого количества способов сварки аргоном чаще используются три варианта:

  • сварка стальными электродами;
  • сварка плавкими электродами из цветных легких металлов;
  • сварка электродами небольшого диаметра с содержанием малого процента углерода.

Холодный способ сварки чугуна аргоном позволяет снизить стоимость изготовления продукции благодаря исключению двух этапах процесса и оборудования для прогревания материала. Соединение элементов из чугуна под небольшим напряжением тока устраняет в металле остаточное напряжение, способного спровоцировать разрушение шва. Защита сварного поля аргоном помогает справиться с таким существенным недостатком чугуна, как хрупкость.

Технология сварки меди

Сварка меди и ее сплавов — сложный, но вместе с тем интересный опыт, после которого вы сможете работать с любыми металлами. Дело в том, что медь обладает несколькими свойствами, существенно усложняющими ее сварку. По этой причине существует множество методов соединения деталей из этого металла: точечная сварка меди, сварка меди угольным электродом, газовая сварка меди, дуговая сварка меди, контактная сварка меди и т.д. Также возможна комбинированная сварка, например, сварка меди с нержавейкой, меди с железом и сварка меди со сталью.

Что касается оборудования, тот вам доступна и сварка меди инвертором, и сварка меди полуавтоматом, и сварка с применением иных термических или механических сварочных приспособлений. В этой статье в нашем фокусе именно сварка меди аргоном с применением полуавтомата, как самый распространенный способ соединения медных, медно-никелевых или иных других сплавов. Мы подробно расскажем, в чем заключается сложность при сварке и поведаем технологию соединения деталей из меди.

Особенности сварки меди

Как мы писали выше, существуют некоторые особенности сварки меди и ее сплавов, из-за которых процесс соединения металлов существенно усложняется. Давайте перечислим основные нюансы, на которые нужно обратить внимание.

Во-первых, у меди очень высокая теплопроводность, а это значит, что в работе вам необходимо использовать дугу, способную выдавать большую тепловую мощность, и симметрично выводящую тепло из сварочной зоны. Также из-за этой особенности не получится использовать любые виды швов. Мы рекомендуем применять для сварки медных деталей стыковые соединения.

Во-вторых, медь при плавлении начинает быстро стекать, из-за этого крайне сложно сделать потолочные и вертикальные швы, поскольку металл при малейшем перегреве стремительно стекает вниз. Чтобы избежать этой проблемы сварочная ванна должна быть минимального размера, и расплавленный металл должен быстро охлаждаться.

В-третьих, при сварке меди с использованием стыковых швов и в нижнем положении нужно обязательно использовать графитовые, асбестовые подкладки или флюсовые подушки. Это необходимо, чтобы избежать прожогов металла.

В-четвертых, находясь в расплавленном состоянии медь активно поглощает кислород и водород. Это приводит к образованию горячих трещин и в шве образовываются пор. Все это ухудшает качество шва, страдает надежность и эстетическая составляющая. Чтобы этого избежать необходима тщательная защита сварочной зоны. С этой проблемой справляется газ.

В-пятых, медь крайне склонна к окислению, при этом окисная пленка очень тугоплавкая и от нее трудно избавиться. Эта проблема решается применением присадочной проволоки, содержащей в своем составе фосфор, марганец и кремний.

И, наконец, последнее, что вам нужно знать. Медь отличается от других металлов большим коэффициентом линейного расширения. Это значит, что металла легко деформируется, и особенно подвержен образованию горячих трещин. Эту проблему можно решить относительно просто: деталь нужно предварительно прогреть в печи или с помощью горелки до температуры 300 градусов по Цельсию.

Читайте также:  Навигация Kia Прошивка мультимедийных авто магнитол

Несмотря на все сложности, сварка меди в домашних условиях возможна. Но для начала металл нужно как следует подготовить, об этом мы расскажем далее.

Подготовительные мероприятия

Для сварки или для пайки меди нужно соблюсти еще и правила подготовки металла перед сваркой, чтобы результат вас не разочаровал. В зависимости от рода детали (труба, лист, заготовка и т.д.) ее предварительно разрезают на отдельные части, если это необходимо. Медь можно разрезать с помощью шлифмашинки, трубореза или станка. Также возможна плазменно-дуговая резка. Не используйте болгарку или иные подобные инструменты.

Далее нужно разделать кроки у детали. Делается это механическим методом. Также нужно очистить металл и проволоку от окисной пленки и грязи, деталь должна в буквальном смысле блестеть. Обезжирьте металл. Обработайте кромки вручную с помощью мелкозернистой наждачки. Также для этих целей можно использовать щетку с жесткими металлическими щетинами.

Не используйте слишком жесткую щетку или наждачку с крупным зерном, иначе повредите металл. Также рекомендует выполнить травление присадочной проволоки и детали. Травление выполняется в специальном растворе, который можно приготовить самостоятельно. В качестве основного компонента может выступать азотная, серная или соляная кислота. Кислота смешивается с водой и в раствор помещаются заготовки с проволокой. После травления все нужно промыть в воде и просушить горячим воздухом.

Если деталь имеет толщину более 1 сантиметра, то ее нужно предварительно прогреть в печи или с помощью газовой горелки. Далее детали нужно состыковать друг с другом. Между деталями должен оставаться небольшой зазор, его размер не должен меняться при повторной стыковке. Чтобы точно состыковать детали можно использовать прихватки. Сами прихватки тоже должны быть очищены, чтобы не образовались трещины.

Иногда в процессе сварки используются дополнительные приспособления. Например, графитовые или медные подкладки, а также съемные экраны. Подкладки незаменимы при сварке нижних швов (или увеличивают теплоотвод), а съемные экраны понадобятся при сварке меди на улице (они защитят сварочную зону от ветра).

Настройка режима сварки

Для пайки медных труб и для сварки нужно правильно установить режим. Первое, что вам нужно запомнить — сварка меди осуществляется на постоянном токе и с прямой полярностью. А вот значение сварочного тока меняется. Чтобы узнать, какое значение сварочного тока будет оптимальным, умножьте толщину металла (в миллиметрах) на 100. Вы получите лишь ориентировочное значение тока, более точная настройка станет вам доступна с опытом.

Сварка меди полуавтоматом осуществляется в среде защитного газа. Можно использовать аргон, азот, гелий или смеси из этих газов. Если варите с применением аргона или гелия, то дуга должна быть короткой, до 3 миллиметров. Если варите с азотом, то дуга должна быть 10-12 миллиметров. Существуют отдельные нормы расхода газа. Так, при сварке меди полуавтоматом вы должны расходовать не более 10 литров аргона в минуту, не более 20 литров гелия в минуту и не более 20 литров азота в минуту.

Скорость сварки никак не регламентируется и подбирается индивидуально, исходя из навыков сварщика и типа шва. Если деталь имеет толщину не более 6 миллиметров, то ее можно без проблем варить аргоном без предварительного нагрева. Если деталь толще, то рекомендуем заменить аргон на азот или гелий. Также для сварки меди большей толщины деталь нужно прогреть (температуры от 200 до 300 градусов будет достаточно).

Технология сварки

Сварка меди полуавтоматом должна вестись углом вперед, допускается выпуск электрода не более чем на 7 миллиметров. Электрод может быть графитовым или угольным. Вольфрамовые электроды лучше не использовать при сварке меди, поскольку они слишком быстро расходуются. Дополнительно используется присадочная проволока. Проволока может быть изготовлена из меди, медно-никелевого сплава, бронзы или из специальных сплавов.

Присадочную проволоку нужно подавать с краю сварочной зоны. Это необходимо для того, чтобы расплавленный металл не попадал на электрод. Что касается режима сварки, то тут подойдут наши рекомендации, которые мы писали выше. Ниже таблица с ориентировочными режимами сварки меди в аргоне.

Как видите, технология сварки меди и ее сплава не так уж сложна. Практикуйтесь как можно больше, прежде чем приступить к ответственной работе.

Вместо заключения

В рамках одной небольшой статьи сложно рассказать про все способы сварки меди, поэтому мы рассказали вам про самый эффективный и распространенный. Для большего комфорта приобретите сварочный пост для пайки и сварки меди. Это компактные комплекты оборудования, закрепленные на металлическом каркасе для транспортировки. Сварочные посты продаются в специализированных интернет-магазинах. Делитесь своим опытом в комментариях, он наверняка будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector