Основні відмінності зварювання міді від зварювання стали і інших металів

Створення нероз’ємних з’єднань металевих деталей методом зварювання реалізується шляхом утворення зв’язків на міжатомних рівні між сполучаються частинами цих деталей при спільному впливі нагрівання і пластичного деформування (стиснення) в зоні зварного контакту. Але там, де для зварювання сталевих матеріалів спрацьовує ця технологічна формула, тобто «нагрій, перетопи, притисни, дай охолонути шву і прибери з нього шлаки», для зварювання міді такий простий підхід неможливий.

Істотна відмінність теплофізичних властивостей міді від параметрів стали внесло свої корективи і в технології зварювання, що враховують нюанси поведінки міді в розплавленому стані:

  • Розплавлена ??мідь є дуже текучим речовиною, що негативно позначається при виконанні зварних швів різних просторових положень;
  • Розплавлена ??мідь хімічно активна з газами навколишнього середовища, що призводить до засмічення зварювальної ванни різними сполуками міді, що погіршують якість роботи.

Особливості зварюваності міді

У процесі зварювання міді виникають такі негативні фактори, що ускладнюють отримання якісного результату:

  • Високе значення коефіцієнта лінійного розширення, в півтора рази перевищує аналог для стали, провокує глибоку усадку в процесі швидкого твердіння, що призводить до появи гарячих тріщин;
  • Ця ж причина змушує проводити зварювання по прихватки або використовувати жорстке закріплення кромок;
  • Висока теплопровідність міді створює гранично великі градієнти температури, що призводить до високої швидкості охолодження металу і, відповідно, малому часу існування ванни зварювальної. Це вимагає використання додаткових енерговитрат, що ведуть до ускладнення і подорожчання технології зварювання міді;
  • Висока плинність розплавленої міді перешкоджає виконанню у висячому положенні односторонньої стикового зварювання при повному проплавлення крайок з добре сформованим швом на зворотному боці. Це змушує застосовувати з протилежного боку підкладки, щільно притиснуті до поверхні зварюваного металу;
  • Підвищена схильність розплавленої міді до окислення призводить до утворення тугоплавких оксидів, що створюють тендітні зони і тріщини в області термообробки;
  • Зросла хімічна активність розплавленої міді також сприяє розчиненню в ній водню, який реагує в зоні зварювання з киснем, утворюючи водяну пару. А ті, в свою чергу, призводять до порах і тріщинах в процесі кристалізації, що у зварювальників називають водневої хворобою.

Слід зазначити ще один суттєвий фактор, супутній зварюванні міді. У міді в діапазоні температур від 250 до 550 градусів Ц одночасно знижуються міцність і пластичність. Щоб не допустити появи міцності тріщин, технологи не рекомендують застосовувати будь-які жорсткі закріплення. Під цю категорію потрапляють і двопрохідні зварні шви, оскільки перший прохід вже створив жорсткі закріплення. Тобто робити другий прохід не допустимо.

У цій ситуації рекомендується заміна жорстких прихваток на ковзаючі закріплення.

Основні способи зварювання мідних деталей

Незважаючи на таку велику кількість негативних факторів, які супроводжують зварювальні процеси з міддю, існують різні технології, що дозволяють навіть проводити зварювання міді в домашніх умовах.

Вибір технології визначається:

  • Призначенням зварного вироби;
  • Складністю вироби, наявністю криволінійних або коротких швів і їх просторовим положенням;
  • Кількістю виробів (одиничний виріб, мала партія або серія);
  • Вимогами до якості.

У число найбільш поширених зварювальних технологій для міді входять наступні способи:

  • Напівавтоматичне зварювання плавкими електродами;
  • Автоматична, плавкими електродами в середовищі захисного газу;
  • Ручна дугова зварка плавляться;
  • Сварка вугільними або графітовими електродами;
  • Ручна дугова, покритими електродами;
  • Газове зварювання (або зварювання ацетилено-кисневим полум’ям);
  • Автоматичне зварювання під флюсом;
  • Електрошлакове зварювання.

Автоматичне зварювання під флюсом і електрошлакове зварювання відносяться до високопродуктивним способам і використовуються в серійному виробництві. Інші ж технології застосовуються в одиничному і дрібносерійного виробництва.

Електроди, що використовуються для зварювання міді

У зварювальних технологіях для міді не обійтися без спеціальних електродів, що покриваються різними видами обмазки. Призначення обмазки електродів для зварювання міді наступне:

  • Продукування шлаку, що з’являється з оксидами міді і перешкоджає взаємодії зварного шва і повітря;
  • Заповнення втрат вигоряючими елементів і введення в тіло шва нових елементів;
  • Збільшення стійкості дуги;
  • Продукувати матеріалом обмазки шлаковий покрив уповільнює надмірно швидке охолодження розплаву міді.

Електроди, що використовуються в зварювальних технологіях, розділені на два види:

  • Плавляться, виготовлені з металевих матеріалів – міді, алюмінію, сталі або чавуну;
  • Неплавкі, виготовлені з синтетичного графіту, електротехнічного вугілля, вольфраму та інших тугоплавких в порівнянні з міддю матеріалів.

Сварка з використанням вугільних або графітових електродів

Сварка міді вугільним електродом використовується не так часто, так як вона ставиться до категорії малопродуктивних процесів. Досить часто цей спосіб застосовується для з’єднання мідних проводів. Отримані сполуки багаторазово перевершують за надійністю скорочення або паяні з’єднання.

Мотивація застосування графітових і вугільних електродів полягає в істотному розходженні температур плавлення матеріалів:

  • У міді температура плавлення складає 1080 градусів;
  • Температура плавлення електродів вугільних і графітових перевищує 3800 градусів.

Більш раннє плавлення міді дозволяє багаторазово використовувати такі електроди.

До температури плавлення міді електроди нагріваються дуже швидко. Для отримання нормальної стійкою дуги досить струму силою 5-10 Ампер.

Газове зварювання

Відноситься до найбільш популярним способам зварювання міді, відрізняється високою міцністю зварного шва. Найчастіше затребувана при ремонтних роботах і для виготовлення одиничних виробів. Газове зварювання ведеться ацетилено-кисневим полум’ям при використанні флюсів і присадочного дроту для зварювання міді. В якості найпростішого флюсу використовується бура.

Чисту мідь для присадки брати не рекомендується, в складі обов’язково повинні бути присутніми кремній, фосфор, цинк і срібло.

Ручна дугова зварка неплавким (вольфрамовим) електродом

Цей спосіб використовується для ремонту мідних виробів і конструкцій, особливо ефективний для застосування в незручних або важкодоступних місцях. Реалізується шляхом зварювання вольфрамовим електродом із захисною газовому середовищі аргону, азоту, гелію. Оскільки найчастіше використовується аргон, зварювання часто називають аргоно-дугового зварювання міді. У цього способу гідна репутація, ним користуються не тільки у виробництві, але і в побутових умовах. Застосовуються саморобні «сварочніка», що працюють на постійному струмі.

Ссылка на основную публикацию