Сварка меди

Сварка меди. Способы и технология сварки. Как варить медь?

  1. Ручная дуговая сварка меди металическими электродами
    • Подготовка места сварки
    • Электроды для сварки и покрытия для них
    • Режимы ручной дуговой сварки меди
    • Техника ручной дуговой сварки меди
    • Качество ручной сварки меди
    • Ручная сварка медных трубопроводов
  2. Ручная сварка угольными и графитовыми электродами
  3. Ручная аргонодуговая сварка меди
  4. Сварка меди на автоматах и полуавтоматах под флюсом
    • Подготовка металла под сварку
    • Проволока для автоматической сварки меди
    • Плавленые и неплавленые флюсы для сварки
    • Режимы автоматической сварки меди
    • Техника сварки меди автоматами и полуавтоматами
    • Качество сварки меди на автоматах и полуавтоматах
  5. Газовая сварка меди
  6. Контактная сварка меди
  7. Видео: общие сведения о сварке меди. История сварки

Сварка меди нашла широкое применение и в электронике, и в химическом машиностроении при изготовлении приборов для применения условиях, где требуется высокая коррозионная стойкость. Поэтому технология сварки меди, как и технология сварки цветных металлов и сплавов, вообще, постоянно совершенствуется, несмотря на стремление к их экономии. Прежде чем описать, как варить медь, необходимо пояснить, что в большинстве случаев, для сварки используются листовые медные детали и трубы.

Отметим также, что нет каких-либо специальных видов сварки для медных изделий. И для их сваривания могут применяться все известные способы, за исключением контактной сварки, которая применяется ограничено.

Медь и её сплав (бронза и никель) ввиду электро- и теплопроводности, антикоррозийности используется во многих отраслях. Точка плавления материала 1083°C. Теплопроводность чистой меди в 2 раза больше по сравнению с алюминием, поэтому, при сварке аргоном необходим хороший разогрев металла.

А вот теплопроводность медного сплава уже поменьше, значит отпадает необходимость повышенного нагрева.

Медь и сплавы подразделяются на несколько марок. Для получения качественного сварного соединения, лучше применять раскисленную или бескислородную медь, в них мало кислорода.

Основные присадочные составы для сварки меди аргоном представленны в таблице.

Но на практике, обычно используются аналогичные металлы по составу (что найдется в домашней мастерской).

Также, для лучшего расплава и сплавления металла, применяются прутки с тонким покрытием слоя флюса.

Подготовка материала (очистка)

Сварка меди аргоном не может выполняться без тщательной очистки материала. Берется любой абразивный инструмент и сварное место зачищается до блеска. Далее с помощью любого растворителя обезжиривается материал.

Подойдите ответственно к очистке медных изделий — это влияет на качество соединения.

Чтобы не было деффектов (несплавление, шлаковые включения), выполняйте предварительный нагрев материала до температуры 350-600°C. Разность температуры зависит от основного металла, присадочного и разделки кромок. Определяется опытным путем.

Видео: как подготовить трещину у газового медного радиатора для сварных работ.

Сварка аргоном (режим TIG)

Эта технология по заверениям сварщиков самая лучшая, швы получаются аккуратными и прочными. Сварка меди аргоном выполняется вольфрамовым электродом на постоянном токе. А вот, при сплаве алюминиевой бронзы, соединение лучше производить на переменном токе.

Настройки тока аппарата подбираются в зависимости от толщины изделия и диаметра электрода. Таблица в помощь:

Кроме аргона, можно использовать азот, гелий и их смеси в составе защитных газов. Все перечисленные газы имеют свои плюсы и минусы. Но аргон, все же более востребован для сварочных работ.

Присадочные прутки подбираются по составу материала. Но обычно, в домашней мастерской, применяются медные провода добытые из электрических кабелей или трансформатора. Предварительно, медная жилка очищается от лака наждачкой и обезжиривается растворителем.

Хорошо, если добытая присадочная проволока будет с меньшей температурой плавления, чем приготовленное к сварке изделие.

Некоторые советы бывалых сварщиков:

  • присадку всегда ведите перед горелкой;
  • сварка аргоном для толстой меди может выполняться без присадочной проволоки;
  • горелку рекомендуется вести зигзагами для обеспечения лучшего сцепления металла;
  • тонкий материал, чтобы не было прожогов, необходимо варить короткими швами с перерывами;
  • если аппарат без функции «заварка кратера», то горелку нужно отводить постепенно (удлиняя дугу);
  • сварка аргоном производится в вертикальном и горизонтальном положении шва.

Видео: нагрев и соединение меди.

Сварка медных труб

При соединении медных труб аргоном, ток выставляется небольшой. Сварка ведется медленно, отдельными кусочками шва, с перекрытием не менее 1/3. Присадочная проволока расталкивается боковыми движениями горелки. Принцип простой:

  • капнуть — растянуть;
  • ещё раз добавить и растянуть.

Если сварка медных труб будет выполняться сплошным швом, то можно получить прожог металла.

Самый лучший вариант, иметь аппарат с функцией импульсной сварки. Ток можно выставить побольше, чтобы присадочный материал расплавлялся быстро. Время между импульсами настраивать так, чтобы медь после подачи импульса успевала остыть (защита от прожога). Также правильно настраивайте время функции — «заварка кратера».

P.S. Сварка медных труб или плоских изделий для каждого материала требует подбора тока методом тыка. Желательно пробы проводить на схожих по составу материалах. Не надо портить деталь, которую надумали сваривать.

Правильно выбранный ток, должен осуществлять хороший нагрев и проплавление медного изделия. Дыр и пор не должно быть. Удачи в освоение техники!

Ручная дуговая сварка медных сплавов

Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.

Технология сварки меди заключается в следующем.

  • Производится очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений, для чего используется любой растворитель.
  • Затем счищается оксидная пленка с помощью железных щеток, наждачки или другим абразивным инструментом.
  • Далее производится сам процесс сваривания электродом.

Но так как толщина медных деталей может варьироваться в больших пределах, то и сам режим сварки будет отличаться. К примеру, для соединения заготовок толщиною 6-12 мм, необходимо разделать кромки так, чтобы образовался V -образный зазор. При этом угол между кромками должен быть в пределах 60-70°. Если используется двусторонняя сварка, то угол можно уменьшить до 50°. Зазор между деталями создается путем сдвига заготовок, чтобы между ними образовалась щель шириною 2,5% от длины самого сварочного шва.

Если раздвижение деталей не производится, то необходимо провести их прихватку. Прихватка проводится неполным проваром шва длиною по 30 мм через каждые 300 мм. При этом должен сохраняться зазор размером 2-4 мм. При самой сварке меди инвертором, доходя до прихватки, ее необходимо удалить, сбив любым ударным инструментом. Потому что двойной провар меди приведет к изменению ее структуры и появлению дефектов внутри сварочного шва.

Если свариваемый металл имеет толщину больше 12 мм, то лучше использовать Х-образную разделку кромок, а соответственно и двустороннюю обварку. Если по каким-то причинам использовать данную разделку невозможно, то можно использовать V -образную. Правда, придется полностью заполнять зазор, на что уйдет больше электродов и времени.

Полезные советы

  • Стыковые соединения варить лучше на подкладках, которые будут понижать температуру в зоне сварки и не давать металлу утекать сквозь зазор. Здесь можно использовать подкладки стальные, медные, графитовые и другие. Ширина подкладки 40-50 мм.
  • Перед сваркой меди электродом необходимо кромки подогреть до 300-400С.
  • Стержень электродов, используемых для сварки медных сплавов, должен изготавливаться из меди или бронзы с легирующими добавками (кремний, марганец и так далее).
Читайте также  Чертеж беседки 3х3

Пайка меди и труб из нее

В домашних условиях производить пайку меди предпочтительнее, чем выполнять иные способы сваривания. Особенно если вопрос касается медных труб, которые повсеместно используются при обустройстве систем отопления и кондиционирования. Здесь и опыт большой не потребуется, и навыки быстро можно приобрести. Даже начинающий мастер справится с пайкой при определенном старании и усидчивости, чего не скажешь об иных способах сварки. Для пайки вам потребуются:

  • газовый баллон;
  • газовая горелка (паяльник);
  • припой.

Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.

Собственно говоря, это и есть весь набор инструментов. А сама сварка методом пайки проста. Сначала придется зачистить края детали и прогреть (необходимость этих моментов была рассмотрена выше). Непосредственно сварка заключается в наплавлении слоя припоя на края детали и последующем прогревании. За счет умелого прогревания происходит взаимное проникновение наплавленного слоя и самого металла детали. Единственная проблема при такой сварке — не допустить перегрева детали. Место пайки тоже предстоит проковать и подвергнуть отжигу. Даже в домашних условиях все эти процессы выполнить несложно. Куда сложнее выбрать припой для меди. В зависимости от температуры плавления, все припои можно разделить на две группы: низкотемпературные и высокотемпературные.

Низкотемпературные припои чаще всего имеют в своем составе несколько компонентов. За счет этого и достигается быстрота плавления припоя и скорость пайки. Нельзя сказать, что при использовании низкотемпературных припоев вы получите самый прочный шов. Он вполне способен выдерживать нагрузки, но место пайки будет отличаться от металла по своей структуре, что при определенных условиях может быть не совсем хорошо. В частности если изделие будет подвергаться частым перепадам температур или находиться в агрессивной среде, то стоит задуматься о целесообразности использования такого припоя.

Высокотемпературные припои реже содержат в себе иные металлы, зато они могут иметь иные присадки. Медно-фосфорные припои, например, дают швы особой прочности. Именно их и применяют при монтаже газопроводных систем и иных важных трубопроводов. И давление такие швы выдерживают высокое, и температурные перепады им нипочем. Но, увы, медь в домашних условиях спаять при помощи таких припоев значительно сложнее, поэтому прибегать к нему не рекомендуется.

Аргоновая электродуговая

Аргонодуговая сварка меди – это основной способ получения неразъемного соединения деталей из различных материалов с медью. Таким методом с медью можно прекрасно сваривать нержавейку.

При достаточном мастерстве получаются ровные, наполненные и качественные швы. Для сваривания этим способом применяется вольфрамовый электрод.

Аппарат для сварки деталей из меди должен работать от сети постоянного тока. Но в случае сборки деталей со сплавом алюминиевой бронзы и меди, лучшим решением будет использование аппарата переменного тока.

Настройка аппарата

Настройка величины тока при сварке зависит от толщины детали и сечения электрода. Для примера при толщине металла 1,5 мм, диаметр электрода используем 2,5 – 3 мм. Сила тока – 130 А., а диаметр присадки не более 1,6 мм. При толщине 3 мм необходимо выставить ток величиной 240 А.

По такому же принципу можно подбирать ток при сварке полуавтоматическим оборудованием с защитными газами – гелием, азотом и их смесями. Но сварка с помощью аргона – это наиболее распространенный вид соединения меди с другими материалами. Для присадки необходимо подбирать материал, в зависимости от особенностей изделия.

Работа в домашних условиях

В домашних условиях наиболее часто используются медные жилы, выдернутые из кабеля. Но перед началом работ не забудьте зачистить пруток от защитного лака с помощью наждачной бумага. Присадку обрабатывают растворителем для обезжиривания. Для выполнения качественного стыка лучше применять проволоку с низким уровнем расплава.

Присадка обязательно ведется впереди горелки, при ведении горелки «месяцем» или круговыми движениями происходит лучший прогрев зоны сварки. Сваривать толстые детали можно, расплавляя основной материал и формируя валик шва. В этом случае присадку не используют.

Для сварки тонкой меди лучше применять ступенчатый способ сварки. Для этого через определенные расстояния делают небольшие провары. Дойдя до конца шва, возвращаются к началу и повторяют операцию до полного сваривания деталей.

Основной отличительной особенностью сварки меди аргоном является получение качественного шва при горизонтальном проваре и вертикальном расположении стыка.

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!

Подготовка материала

Независимо от способа сварки перед началом обработки все детали нужно тщательно подготовить. Чтобы они хорошо соединялись между собой, по краям требуется вырезать специальные кромки. Затем место, где должен быть шов, полируют посредством наждачной бумаги до блеска. Место должно стать гладким. Крупные неровности можно зачищать при помощи напильника. Использовать электроприборы не рекомендуется, так как они могут нанести вред относительно мягкому металлу.

Если на поверхности есть окислы, от них потребуется избавиться, для этого применяют соляную или азотную кислоту, которой протирают деталь. Но чистить при помощи кислоты нужно непосредственно перед сваркой, как и проводить иные подготовительные работы.

  1. Электродуговая – один из наиболее распространенных вариантов, так как доступен даже в домашних условиях. Электроды должны быть выполнены из латунной проволоки, быть графитовыми или угольными, обратите внимание на долю цинка, она должна составить 40 %, для качественной сварки электрод по ГОСТу также должен включать алюминий, свинец, марганец и железо. Варить латунь придется при помощи постоянного тока. Аппарат должен иметь прямую полярность. Для сварки применяют короткую дугу, при этом стартовать нужно из нижнего положения, двигаясь вверх. Сила тока должна быть не меньше 250 ампер, однако сильно завышать ее тоже не стоит. Расчет приведен для работ с электродом 5 мм. После того как шов будет выполнен, его потребуется проковать и нагреть до 650 градусов. Таким образом соединение станет максимально прочным.
  2. Газовая сварка имеет определенные сложности из-за того, что работать придется на большой скорости. При медленном движении горелки цинк будет успевать выпариваться, из-за этого в изделии начнут появляться поры и трещины. Поперечных колебаний быть не должно, в противном случае сама деталь расплавится. Относительно поверхности изделия горелку располагают под прямым углом, это обеспечивает равномерный прогрев и более удобную работу. Проволоку же располагают под углом 30 градусов.
  3. Аргонная сварка. Она является одним из наиболее удобных и качественных вариантов, подходит не только для латуни, но и для любых сплавов меди. Сам метод работы похож на способ дуговой сварки, однако проводится он в среде инертного газа аргона. Возможно использование плавящихся электродов или использование неплавящегося варианта. Если использовать неплавящиеся детали, они должны быть изготовлены из вольфрама. В качестве присадки применяют прутки из бронзы БрКМц-3-1.
  4. Ультразвуковая сварка.

Обратите внимание: при соединении медных проводов нередко используют холодную сварку – специальные составы, обеспечивающие надежную фиксацию.

Латунь может иметь сложный сплав, тогда присадочные прутки должны быть из того же материала, что и сама деталь. Сваривать латунь или бронзу можно только в один слой. Сам шов не должен быть цельным, придется наваривать понемногу, избирая отдельные точки. Используется длинная дуга, но действовать нужно аккуратно, чтобы не прожечь материал. В зоне сваривания сила тока должна снижаться. Такой метод сварки подходит для толстых изделий, которые больше 5 мм.

Читайте также  Металлические ролики

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.

Контактная

Мы рассмотрели практически все способы того, как сварить медь. Существует и еще один — контактный способ соединения металлов, однако распространения для сварки меди он не получил.

Одна из причин: шов получается не сплошным, поэтому использование для изготовления с его помощью герметичных стыков невозможно. Но главное сложно обеспечить необходимый режим.

В основном этим способом сваривают медные сплавы, в частности бронзу.

На практике распространение получил метод соединения проволоки высоковольтным разрядом. Для него в качестве дополнительного звена сварочной цепи используют мощные конденсаторы, обеспечивающие кратковременный импульс тока.

Контактно – стыковым способом соединяют бруски, трубы, различные погонажные изделия. Но и в этом случае применение ограничивается необходимостью использования сложных приспособлений, сочетающих давление с электрическим разрядом.

В завершение полезное видео о сварке меди в домашних условиях: