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 |
|
М00к, М0к, М1к |
Хорошая |
|
Медь раскисленная |
||
М1р, М2р, М3р |
Хорошая |
|
Медь рафинированная |
||
М2, М3 |
Хорошая |
|
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 |
Удовлетворительная |
|
Бр03Ц7С5Н1 |
Плохая |
|
Бронзы безоловянистые литейные |
||
БрА9Ж3Л |
Хорошая |
|
БрА9Мц2Л |
Удовлетворительная |
|
Бронзы деформируемые |
||
Бр0ф7-0,2, БрХ1 БрКМцЗ-1, БрБ2 |
Хорошая |
|
БрАМц9-2 БрАЖ9-4, БрСр1 |
Удовлетворительная |
|
БрА5, БрА7 |
Плохая |
|
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 |
Хорошая |
|
ЛМцС58-2, ЛС3 Л062-1 |
Удовлетворительная |
|
ЛС59, ЛС60-1 |
Плохая |
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 см3 на 1 л воды азотной;
100 см3 на 1 л воды серной;
1 см3 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 |
1,2 1,5 2,5 3 |
120-130 140-150 220-230 230-240 |
2,5-3 2,5-3 3,5-4 3,5-4 |
1,6 2 3 3 |
7-8 7-8 8-9 8-9 |
1 |
|
10 |
1-й проход 200-350 2-й проход 200-350 3-й проход 200-400 Подварочный шов 250-350 |
4-4,5 |
3 5 6 3 |
7-8 7 7 7 |
3 |
|
12 |
1-й проход 250-350 2-й проход 250-400 3-й проход 300-450 4-й проход 300-450 Подварочный шов 250-350 |
3 5 6 6 3 |
8-10 |
4 |
||
20 |
1 и 2-й проходы 250-400 3 и 4-й проходы 250-450 5 и 6-й проходы 300-550 Подварочный шов 250-350 |
5-5,5 |
3 5 6 3 |
10-12 |
6 |
|
25 |
1 и 2-й проходы 250-400 3 и 4-й проходы 300-450 5 и 6-й проходы 300-550 7 и 8-й проходы 350-600 Подварочный шов 250-350 |
3 5 6 6 3 |
12-14 |
8 |
Сварка в азоте, который по отношению к меди является инертным газом, ведется угольным или графитовым стержнем. Использовать W-электроды нецелесообразно, так как их расход в азоте слишком велик. Азотнодуговую сварку угольным электродом ведут на постоянном токе прямой полярности при напряжении дуги 22-30 В. При токе 150-500 А диаметр электрода должен быть 6-8 мм. Расход азота - 3-10 л/мин