Сварка міді в промислових і домашніх умовах: технологія зварювання міді і її сплавів

Сварка міді і її сплавів використовується майже у всіх виробничих роботах, таких як електропромисловість, приладова техніка і хімічне машинобудування, спрямоване на виготовлення різної апаратури. Широке застосування міді в поєднанні з іншими елементами знайшли у виробництві кріогенної техніки. Хімічні властивості міді мають багато переваг перед бронзою, сталлю, цинком. Наприклад, цей елемент належить до групи кольорових металів і має густину більшою, ніж у заліза (8,9 г / см³).

Сварка мідних деталей застосовується в електропромисловості, хімічному машинобудування та інших отрослях.

Крім цього, метал має електропровідність і теплопровідність. Одним з головних достоїнств міді вважається висока стійкість до корозії, що робить його незамінним в судновий і хімічної апаратури. Особливого поширення набули сплави з цинком, алюмінієм, марганцем і залізом. Однак особливе місце серед сплавів міді займають латунь і бронза. Вони мають відмінні технічні характеристики, що особливо важливо в машинобудуванні.

Сплави з міді та латуні бувають простими і однокомпонентними. У 1-му випадку кількість цинку в сплаві не більше 39%, що робить його пластичним і легко деформується. Латуні 2-го типу застосовуються рідко в зварних конструкціях, так як міцні (вміст Zn перевищує 39%). Бронза вважається сплавом 2-х компонентів, 1 з яких є міддю. 2-м може бути залізо, алюміній, олово, марганець. Мідно-олов’яні сплави називаються бронзою, вони мають високу стійкість до корозії.

Які бувають сплави міді?

Технології зварювання міді і її сплавів різні. Існує кілька груп подібного сплаву, від яких залежить сам процес:

Існує кілька видів сплавів міді — латунь, оловянно фосфористі бронза, алюмінієва бронза, кремнієва бронза, мідно-нікелевий сплав.

  1. Мідь без вмісту будь-яких елементів (чиста). Кількість металу в ній близько 93%.
  2. Сплави, які містять не більше 5% легуючих елементів.
  3. Латуні — сплави з цинком (його зміст не перевищує 40%).
  4. Олов’яно фосфористі бронзи, які містять до 10% олова.
  5. Алюмінієві бронзи. Кількість металу в сплаві 10%.
  6. Кремнієва бронза (3% кремнію).
  7. Мідно-нікелевий сплав Ni 30%.

Є й інші типи сплавів, які застосовуються в особливих цілях. Сварка елементів буває газової, електрошлакового, дугового, автоматичної, ручний.

особливості сплавів

Режими зварювання міді і мідно-нікелевого спалва.

Мідь в чистому вигляді застосовується рідко, оскільки не володіє необхідними технічними властивостями. Однак сплави латуні і бронзи знайшли широке застосування.

Латунню називають сплав міді з цинком або подвійними латунями. Щоб поліпшити механічні властивості або підвищити хімічну стійкість, в сплав легується марганець, залізо, нікель або кремній. Можливі домішки інших елементів. Спеціальними латунями іменуються багатокомпонентні сплави, в основі яких мідь і цинк.

Інший тип сплаву, основним складовим якого є олово, називається бронза. У ньому, крім міді, присутні і кремній, і алюміній. Таким чином, формуються 2 типу бронзи: олов’яний бронза і спеціальна. Олов’яні сплави, як і спеціальні, підрозділяються в підтипи.

Сварка міді: технологія

Режими зварювання латуні.

Мідь, як правило, має інертністю і при нагріванні може реагувати з галогенами, фосфором або сіркою. Метал реагує з воднем і вуглецем. З азотом мідь не взаємодіє, що дозволяє застосовувати її в якості захисного газу при зварюванні.

Так як мідь використовується в багатьох галузях виробництва, розроблені відповідні методи її зварювання з іншими металами. Елемент окислюється в газових умовах зварювального процесу. Порушується зв’язок між зернами, і мідь починає руйнуватися. Таким чином створюються сплави, які в подальшому захищають апарати від корозії та інших зовнішніх впливів.

Розчин міді твердого типу з киснем при низькій температурі має зникаючі концентрації невеликого розміру. Щоб отримати хороший сплав, необхідно проводити процес зварювання в середовищі, захищеної газом або вакуумом. Інший варіант — понижати мідь.

Концентрація, яка залишається після процесу зварювання, впливає на технічні властивості металу. Наприклад, теплопровідність, електропровідність і стійкість до корозії — все це може бути ослаблене. Тому розкислення міді вважається однією з найважчих завдань.

Сварка полуавтоматом.

До сплавів на основі міді пред’являються серйозні вимоги. Фізичні властивості металу повинні залишатися незмінними — теплопровідність, захист від корозії, щільність, електропровідність в сукупності повинні витримувати важкі умови експлуатації. Тобто при зварюванні міді слід виключити різноманітні домішки, які вплинуть на якість сплаву.

Способи зварювання різноманітні, тому при виборі одного з них необхідно дотримуватися деяких вимог.

Технології зварювання можна розділити за призначенням, складності, кількості виробів і їх індивідуальних характеристик. Найякіснішим і високопродуктивним способом є електродугове зварювання під флюсом, що плавиться. Такий вид роботи використовується для певної кількості зварювальних виробів.

Матеріали для зварювання міді слід добре підготувати, необхідно зробити прогартовування флюсу до 500 ℃ — тоді робота дасть позитивні результати. Захист від забруднень металу шва, низькі градієнти, які сприяють зниженню впливу водню, такий результат зварки під флюсом.

Режими ручного зварювання міді.

Якщо робота не має великих масштабів, тобто робиться при одиничному виробництві або будь-яких монтажних роботах, то фахівці застосовують газове зварювання. Технологія зварювання полягає в підігріві і первинної термічній обробці металу. Унікальність цього способу полягає в тому, що він використовується в зварювальних роботах як для чистої міді, так і для сплавів. Що стосується ще одного виду подібного процесу — ручного дугового зварювання, то тут може виникнути забруднення шва через легуючих компонентів, які призводять до порушення природних фізичних властивостей міді.

Процес зварювання бронз проходить задовільно, однак в латунях може бути втрачений цинк через окислення і випаровування. Дугове зварювання, яка використовується для різної техніки, може застосовуватися для міді та її сплавів. Однак чисту мідь сплавляють не плавиться, на основі вольфраму в середовищі гелію або азоту. В цьому випадку гази для захисту повинні відрізнятися чистотою.

Режими зварювання міді вольфрамовим електродом.

Існує спосіб зварювання і в повітряній атмосфері без будь-яких захисних компонентів. У дроті повинні міститися раскислители підвищеної концентрації. Виходить сплав, який відповідає тим же технічним властивостям, але відрізняється від металу своєї теплопровідністю. Так як мідь володіє пластичністю, вона відмінно поєднується зі зварюванням термомеханічного типу, за винятком зварювання контрастним способом.

термокомпрессіонной спосіб

Щоб приварити висновки з мідного дроту до виробу електронної техніки, фахівці рекомендують використовувати зварювання термокомпрессіонной способом. Для зварювання виробів більш складної конструкції застосовується дифузний тип відповідних робіт. В результаті ви зможете поєднати мідь не тільки з міддю, але і будь-яким неметаллическим матеріалом.

Головною перевагою такого способу є відсутність напруги, які можуть залишатися при інших методах. Однак це стосується лише до зварювання однорідних елементів. Що стосується різнорідних матеріалів, то може виникнути напруга через температуру.

Газовий спосіб зварювальних робіт своїми руками

Схема газового апарату для зварювання.

Для зварювальних робіт одиничного виробництва і різних монтажних процесів використовується зварювання міді даними способом. Які переваги має газове зварювання? До них відносяться:

  1. Економія коштів, так як немає залежності від електрики.
  2. Різний рівень температури, що дозволяє зварювати майже всі матеріали.
  3. Деякі метали, зокрема мідь, якісно зварюються.
  4. Подібний спосіб забезпечує надійні шви в разі використання спеціального дроту для присадки.
  5. Метали, які пройшли процес зварювання, нагріваються, а після остигають.
  6. Ви можете управляти температурним режимом, що дозволяє уникнути всіляких неприємностей.
  7. У вас буде можливість різати або загартовувати сплав після зварювання.

Як і всі метали, мідь має свої недоліки. Вони такі:

  1. Так як площа нагріву велика, можуть пошкодитися поруч лежать елементи, які нестійкі до високої температури.
  2. Ви не зумієте зварити метали, товщина яких більше 5 мм.
  3. Використання речовин, які можуть принести вам шкоду. В процесі роботи беруть участь водень і ацетилен — вони вибухонебезпечні в поєднанні з повітрям.
  4. Висока складність роботи в порівнянні з іншими способами.
  5. Неможливість використання будь-якого роду домішок.

Для робіт вам знадобляться:

Трансформатор для точкової газового зварювання.

  • ацетиленові балони;
  • газові горілки;
  • дріт з міді;
  • азбест.

Коли деталь з міді має товщину менше 1 см, зварювання міді може проводитися за допомогою 1 пальника.

Якщо ж товщина перевищує 1 см, знадобиться одночасне використання 2-х пальників: основна і підігріває.

Для того щоб мінімізувати показник відтоку тепла, фахівці радять застосовувати азбестові листи. Зварювальні роботи краще проводити з використанням електротехнічної дроту з міді. З неї необхідно попередньо зчистити лак або іншу ізоляцію. Місця, де буде вестися зварювання також необхідно пройти шкіркою. Нехтувати цією обставиною не можна, інакше можуть утворитися закису міді.

Якщо все готово, можна приступати до зварювання своїми руками. Технологія зварювання міді наступна:

  1. Місця стикування добре прогріваються. Деталі повинні знаходитися недалеко один від одного. Тут головне — не перегріти.
  2. Сконцентрувавши полум’я перпендикулярно шву, безпосередньо на краю дроту, необхідно почекати, поки дріт почне плавитися. Головне — не допустити оплавлення деталей.
  3. Повільно рухаючись, виконують зварювання всього шва.
  4. Якщо перервати роботу, то це неминуче призведе до перегріву частин деталі. Це загрожує растрескиванием і утворенням закису міді, що абсолютно неприйнятно.
  5. Готовий шов необхідно прокувати. Якщо товщина елементів невелика, можна робити проковку вже охололи деталей. Коли деталі мають товщину, що перевищує 0,5 см, проковку виконують, розігрів деталі до 200ºС. Звичайно, можна розігріти і більше, однак не можна забувати, що при розігріві до 500 º С метал набуває зернисту структуру і стає крихким.

Готовий шов необхідно обпалити при температурі близько 500ºС і відразу занурити в холодну воду, тим самим остудивши його. На цьому зварювання закінчена.

Автоматичне зварювання міді під флюсом

Режими автоматичного зварювання міді під флюсом.

Що являє собою флюс? Це суміш, яка містить в собі безліч компонентів, що сприяє захисту сплаву від несприятливого впливу кисню та азоту. Завдяки цьому способу можна отримати якісний сплав, який відповідає всім необхідним технічним вимогам.

Незалежно від того, який метод зварювання обраний, флюсів необхідно приділити підвищену увагу. Флюсами називають речовини, що запобігають вступ в хімічну реакцію розплавленого металу з газами і освіту оксидів. Їх можна використовувати як перед зварювальними роботами, так і в процесі виконання. Спочатку флюси наносять на деталі і припій або зварювальний дріт. Флюси мають меншу щільність, ніж мідь, тому під дією високих температур вони піднімуться (на поверхню шва) і будуть служити ізолюючим елементом між газами і міддю. Остигаючи, флюси утворюють найтонший захисний шар. В даному випадку вирішуються наступні завдання:

  1. Флюс захистить розплавлену мідь у ванні для зварювання.
  2. Така хімічна суміш здатна забезпечити горіння дуги для зварювання.
  3. Економія енергії.
  4. Запобігання розбризкування міді і її сплавів.
  5. Покращена середовище для того, щоб добре сформувався шов.
  6. Ви маєте можливість змінювати хімічний склад шва, який зварюєте, щоб отримати потрібні технічні властивості.

До недоліків способу зварювання можна віднести високу вартість роботи. Тому автоматичне зварювання міді під флюсом може бути застосована виключно для складних конструкцій і технічних вимог.

Пайка міді своїми руками

Режими аргонодугового зварювання міді і сплавів.

Якщо роботи потрібно провести вдома, то пайка міді своїми руками є оптимальним варіантом. Зокрема, для з’єднання мідних труб, які застосовуються в системах обігріву і кондиціонування. З такою роботою при бажанні зможе впоратися навіть новачок, чого не скажеш про інших видах зварювання міді. Для того щоб почати пайку, знадобиться:

  • газовий балон;
  • паяльник (газовий пальник);
  • припій.

Як видно, набір інструментів нехитрий. А сам процес зварювання способом пайки ще простіше.

  1. Насамперед всі деталі зачищаються і прогріваються.
  2. Сама зварювання полягає в наступному: необхідно наплавить припій на деталі (краю) і потім прогріти конструкцію.
  3. При правильному прогріванні наплавлений шар проникне безпосередньо в метал, що призведе до посилення зварювання. Головною заковикою є можливість перегріву деталей.
  4. На закінчення шов необхідно піддати проковке і відпалу.

Як видно, процес досить простий. Вся складність тут полягає в підборі припою. Виходячи з температури плавлення, виділяють 2 групи припоев: високо- і низькотемпературні.

Високотемпературні припої (наприклад, мідно-фосфорні) дають з’єднання підвищеної міцності. Такі припої використовують при монтажі газопроводів та інших особливо важливих елементів. Отримані шви здатні витримувати величезний тиск і перепади температур. Однак для домашніх умов такі припої майже непридатні (роботи значно ускладнюються), тому купувати їх не рекомендується.

Низькотемпературні припої характерні вмістом кілька компонентів. Ці складові сприяють швидкому плавлення, збільшуючи тим самим швидкість пайки. Звичайно, шов при використанні таких припоїв НЕ буде надміцним, але цілком може витримати певні навантаження. Структура шва буде відрізнятися від металу, що іноді може бути не дуже добре. Наприклад, якщо на виріб будуть діяти значні перепади температур або воно буде знаходитися в агресивному середовищі.

Ссылка на основную публикацию