Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Мідь і її сплави (латунь, бронза і т.п.) широко застосовуються в різних сферах промисловості (особливо в електротехніці і при виготовленні труб) в якості конструкційних матеріалів.
Мідь широко використовується в промисловості з огляду на те, що вона хороший провідник тепла і струму.
Мідь добре проводить електричний струм і тепло, прекрасно пручається корозії, має високу пластичність і естетичністю. Кожен, кому часто доводиться працювати з металами, повинен знати, як варити мідь.
Особливості зварювання міді
Процес роботи з мідними виробами багато в чому залежить від наявності в її складі різних домішок (свинцю, сірки і т.п.). Чим менший відсоток таких домішок міститиметься в металі, тим краще він буде зварюватись. При роботі з міддю необхідно враховувати наступні її особливості:
Характеристики міді.
- Підвищена окислюваність. При термічній обробці даного металу з киснем в околосварной зоні виникають тріщини і тендітні зони.
- Поглинання газів в розплавленому стані міді призводить до утворення неякісного шва. Наприклад, водень, з'єднуючись з киснем при кристалізації металу, утворює водяну пару, внаслідок чого в зоні термічної обробки виникають тріщини і пори, зменшують надійність шва.
- Велика теплопровідність. Це властивість міді призводить до того, що її зварювання необхідно здійснювати із застосуванням джерела нагріву підвищеної потужності і з великою концентрацією теплової енергії в області зварного шва. Через швидке догляду тепла знижується якість формування шва і збільшується можливість утворення в ньому напливів, підрізів і т.п.
- Великий коефіцієнт лінійного розширення викликає значну усадку металу при затвердінні, внаслідок чого можуть утворитися гарячі тріщини.
- При зростанні температури вище 190 ° C зменшується міцність і пластичність міді. В інших же металах при підвищенні температури зниження міцності відбувається з одночасним збільшенням пластичності. При температурах від 240 до 540 ° C пластичність міді досягає найменшого показника, в результаті чого на її поверхні можуть утворюватися тріщини.
- Велика вологотекучість унеможливлює здійснити якісну односторонню зварювання у висячому положенні. Для цього потрібно додатково використовувати прокладки із зворотного боку.
Вплив домішок на зварюваність міді
Марки міді.
Домішки, що знаходяться в міді, надають на її зварюваність і експлуатаційні характеристики різний вплив. Деякі речовини здатні полегшити процес зварювання і підвищити якість зварного шва, а деякі - знизити. Для виробництва різних виробів з міді найбільш популярною є листова мідь марок М1, М2, М3, які в певній кількості містять сірку, свинець, кисень і т.п.
Найбільший негативний вплив на процес зварювання надає О2: чим його більше, тим важче буде досягти якісного шва. У мідних аркушах М2 і М3 допускається концентрація О2 не більше 0, 1%.
Невелика концентрація свинцю при нормальній температурі не робить негативного впливу на характеристики металу. При збільшенні температури наявність свинцю в тій же кількості викликає красноломкость.
Вісмут (Bi) у твердому металі практично не розчиняється. Він обтягує зерна міді тендітної оболонкою, внаслідок чого зварювальний шов стає крихким як в гарячому, так і в холодному стані. Тому зміст вісмуту має бути не більше 0, 003%.
Самою шкідливоюдомішкою після кисню є сірка, тому що вона утворює сульфід, який, перебуваючи на кордонах зерен, значно зменшує експлуатаційні характеристики міді і робить її красноломкость. При термічній обробці міді з великою концентрацією сірки вона вступає в хімічну реакцію, що призводить до появи сірчаного газу, який при охолодженні робить шов пористим.
Фосфор вважається одним з найкращих раскислителей. Його вміст у мідній заготівлі не тільки не знижує міцності шва, але і покращує їх. При цьому його масова частка не повинна перевищувати 0, 1%, тому що в іншому випадку мідь стає крихкою. Це слід враховувати при виборі присадочного матеріалу. Фосфор також зменшує властивість міді поглинати гази і збільшує її текучість, а це може підвищити швидкість зварювальних робіт.
Основні способи зварювання міді
Основні способи зварювання міді.
Зварити мідь можна різними способами, найпопулярнішими з яких є:
- газове зварювання;
- автоматична під флюсом;
- аргонодуговая;
- ручне зварювання.
Який би спосіб не був обраний, перед початком робіт необхідно правильно підготувати зварюються поверхні. Перед тим як зварити мідь, бронзу, латунь і інші сплави, необхідно зварюються кромки і присадні дріт очистити від забруднень і окислення до металевого блиску, а потім знежирити. Краї зачищаються за допомогою щіток по металу або наждачним папером. При цьому застосовувати крупнозерновой наждачку не рекомендується.
Травлення крайок і дроту можна проводити в розчині кислот:
- сірчаної - 100 см 3 на 1 л води;
- азотної - 75 см 3 на 1 л води;
- соляної - 1 см 3 на 1 л води.
Після процедури травлення заготовки промиваються у воді і лугу з наступною їх сушінням гарячим повітрям. Якщо товщина заготовки буде більше 1 см, то її попередньо слід прогріти газовим полум'ям, дугою або іншим способом. З'єднання стиків під зварювання здійснюють за допомогою прихваток. Зазор між стикуємими елементами повинен бути однаковим на всій ділянці.
Газове зварювання мідних виробів
Схема газового зварювання міді.
З допомогу зварювання міді газовим зварюванням і при дотриманні технології виконання робіт можна отримати якісний шов з хорошими експлуатаційними характеристиками. При цьому максимальна міцність місця з'єднання становитиме близько 22 кгс / мм 2.
У зв'язку з тим, що мідь має велику теплопровідність, для її зварювання необхідно використовувати наступний витрата газу:
- 150 л / год при товщині вироби не більше 10 мм;
- 200 л / год при товщині більше 10 мм.
Щоб знизити процес утворення закису міді і вберегти виріб від виникнення гарячих тріщин, зварювання слід проводити якомога швидше і без перерв. Як присадки застосовується дріт з електротехнічної міді або міді з вмістом кремнію (не більше 0, 3%) і фосфору (не більше 0, 2%). Діаметр дроту повинен дорівнювати близько 0, 6 товщини зварювальних листів. При цьому максимально допустимий діаметр - 8 мм.
Для розкислення металу і очищення його від шлаків застосовуються флюси, які вносяться в зварювальну ванну. Ними також обробляються кінці дроту і кромки зварювальних пластин з обох сторін. Для подрібнення зерен наплавленого металу і збільшення міцності шва після закінчення робіт його проковують. Якщо товщина заготовки дорівнює не більше 5 мм, проковку здійснюють в холодному стані, а при товщині більше 5 мм - при температурі близько 250 ° C. Після проковки шви отжигают при температурі 520-540 ° C з швидким охолодженням водою.
Автоматичне зварювання під флюсом
Схема автоматичного зварювання під флюсом.
Даний метод зварювання проводиться звичайним зварювальним автоматом на постійному струмі зворотної полярності. Якщо використовується керамічний флюс, то працювати можна і на змінному струмі. Щоб зварити мідь товщиною не більше 1 см, можна застосовувати звичайні флюси. Якщо ж товщина є більше 1 см, то потрібно використовувати флюси сухої грануляції.
У більшості випадків всю роботу здійснюють за 1 прохід, застосовуючи дріт з технічної міді. Якщо шов не повинен мати високі теплофізичні показники, то для збільшення його міцності з'єднання бронзи і міді здійснюють бронзовими електродами. Для того щоб розплавлений метал не розтікався і при цьому формувався шов на зворотному боці заготовки, використовуються флюсові подушки і графітові підкладки.
Сварка латуні здійснюється під невеликим напругою, тому що зі зниженням сили дуги зменшаться ймовірність випаровування цинку. Зварювання бронзи виробляють на постійному струмі зворотної полярності. Висоту флюсу обмежують або використовують флюс великої грануляції (до 3 мм).
Аргонодуговая зварювання міді
Принципова схема аргонодугового зварювання.
Аргонодуговая зварювання широко використовується для виготовлення мідних конструкцій різної складності. Для отримання надійного з'єднання в якості захисного газу застосовується аргон вищого гатунку або його суміш з гелієм. У побуті така зварка проводиться вольфрамовими електродами. У ролі присадки зазвичай виступає дріт, що закладається в стик.
Аргонодуговая зварювання вольфрамовим електродом здійснюється при постійному струмі зворотної полярності. Електрод повинен бути зорієнтований строго в порожнині стику. Якщо заготовка має товщину більше 5 мм, то її попередньо розігрівають до 320-420 ° C. Мідь меншої товщини можна варити без попереднього підігріву. Деякі режими аргонодугового зварювання наведені в таблиці.
| Товщина заготовки, мм | Діаметр електрода, мм | Зварювальний струм, А | Напруга дуги, В | Витрата газу, л / хв |
| 1, 0 | 0, 8-1, 2 | 80-110 | 18-20 | 7-9 |
| 2-3 | 0, 8-1, 6 | 140-210 | 19-23 | 8-10 |
| 5-6 | 1, 0-1, 6 | 250-320 | 23-26 | 10-12 |
| 8, 0 | 2, 0-3, 0 | 350-550 | 32-37 | 14-18 |
Ручне зварювання виробів з міді
Схема ручного зварювання.
Даний процес виконується на постійному струмі зворотної полярності. Заготовки товщиною не більше 4 мм можна зварювати без оброблення крайок, до 1 см - з обробленням з одного боку. При більшій товщині фахівці рекомендують використовувати Х-образну оброблення.
Для зварювання бронзи і латуні використовуються електроди марок ММ3-2, ЦБ-1, МН-4 і ін. Велику популярність мають електроди з покриттям «Комсомолець-100». Теплопровідність шва при зварюванні покритими електродами значно зменшується. При використанні такої дроту в шов проникає частина легуючих компонентів, що зменшує його електропровідність в кілька разів.
Ручна дугова зварка латуні використовується досить рідко. Це обумовлено інтенсивним випаровуванням в процесі робіт цинку. При зварюванні латуні заготовку попередньо підігрівають. Зварювання бронзи покритими електродами виробляють на постійному струмі зворотної полярності як з підігрівом, так і без нього. При цьому використовуються струми від 160 до 280 А.