Особенности сварки меди и ее сплавов

24 сентября 2015
Просмотров: 1046

Сварка меди и ее сплавов в настоящее время достаточно популярна. Дело в том, что такие материалы очень выгодны с экономической точки зрения, ведь они обладают хорошими показателями по электро- и теплопроводности. Кроме того, их коэффициент трения значительно ниже в сравнении с другими материалами, они не бояться коррозии, а получаемые вещи отличаются высокой прочностью и способностью к сопротивлению.

Обычная сварка меди

Сварка меди требует аккуратности и четкости во время процесса, дабы изделие служило долго.

Но для того, чтобы работать с медью и ее сплавами, следует знать ее особенности, без которых качественной сварки не получится. Есть несколько способов свариваемости поверхностей, у которых есть свои индивидуальные нюансы. Вот с ним и стоит ознакомиться.

Эксплуатационная характеристика меди

В современной металлургии чаще всего медь компанируют с алюминием, никелем, кремнием, цинком и оловом. Допустимо применение и других металлов, если возникает необходимость «подправить» базовую устойчивость к коррозии и механической обработке.

Есть несколько групп основных медных сплавов, да и самой меди:

Свойства меди

Свойства меди.

  • 99,3% Сu – чистая медь;
  • 5% легирующих компонентов – сплавы меди;
  • 40% Zn – латунь (медно-цинковые соединения);
  • 10% олова и 0,2% Р – оловянно-фосфористая бронза (медно-оловянные соединения);
  • до 10% алюминия – алюминиевая бронза (медно-алюминиевые соединения);
  • до 3% кремния – кремниевая бронза или медно-кремниевые соединения;
  • до 30% никеля – медно-никелевые соединения;
  • до 7% цинка и 18% Ni – нейзильбер (медно-цинко-никелевые соединения);
  • и отдельная категория сплавов, к которой относят соединения с легирующими составляющими, помогающие улучшить те или иные свойства.

В зависимости от того, с каким сплавом соединена медь, может идти индивидуальное название. Меняется и предназначение материала. Например, сплав БРХЦР (медь-хром-цирконий) используется в тех случаях, когда изготавливаются электроды для контактной и шовной сварки. Также данный вид материала подходит в контактной сварке наконечников горелки полуавтомата МИГ\МАГ, где отдельным вопросом стоит износостойкость.

Сварка меди со сталью производится с целью усилить или ослабить те или иные свойства базового материала. От того, что получится на выходе, и зависит сфера применения металла.

Как влияют добавки на изначальные свойства меди?

Цинк

При работе с цинком, нужно быть аккуратным, так как он при сваривании выделяет токсины.

Каждая примесь оказывает определенное воздействие на свариваемость меди и ее сплавов. В любом случае летучие, токсические легирующие составляющие присутствовать будут, просто их будет не очень много. Кроме того, технология сварки меди подразумевает под собой и безопасность оператора, когда отдельные требования выдвигаются к системе вентиляции рабочего участка.

Итак, рассмотрим каждую примесь в отдельности:

Цинк.

Его используют для того, чтобы снизить свариваемость поверхностей в равном соотношении с его содержанием в будущем соединении. Данный металл легко закипает при относительно низкой температуре, а это обусловливает выделение вредных токсинов в атмосферу. Поэтому при работе с такими сплавами стоит быть очень аккуратным.

Олово.

Если данной добавки будет 1-10% от общего количества, то риск проявления трещин в шве становится выше. Если сравнивать этот материал с цинком, то его показатель по летучести и токсичности меньше. Но именно из-за этого образуется оксид, который негативно влияет на прочность шва.

Алюминий, бериллий и никель.

Такие добавки всегда образуют оксид, поэтому, чтобы шов получился надежным, такие образования необходимо ликвидировать. Для этих целей используется защитный газ или флюс, но тогда необходимо подбирать и соответствующий сварочный ток. Если сравнивать оксиды алюминия и бериллия с аналогичными образованиями никеля, то первые несут меньше вреда, чем вторые. Отсюда вывод: работая с цинково-никелевыми или медно-никелевыми сплавами, выбор тока не столь щепетилен. Также стоит отметить, что бериллий токсичен в сварочных работах, поэтому нужна защита.

Кремний

Кремний обладает свойством раскисления, что делает его незаменимым при работе с медью.

Кремний.

Так как данная добавка обладает свойством раскисления, то ее используют в комплексе с медью достаточно часто.

Кислород.

Этот «компонент» провоцирует образование пористости и негативно сказывается на прочности шва. Чтобы минимализировать негативное воздействие, необходимо воспользоваться раскислительными элементами в сплавах, например, фосфором, алюминием или железом.

Железо, марганец. Как такового положительного или отрицательного воздействия данные элементы не несут.

Сера, свинец, теллур и селен.

Такие добавки помогают улучшить обрабатываемость соединений, но в то же время, именно они влияют на восприимчивость сплавов к горячим трещинам. Специалисты отмечают, что свинец из всех этих элементов имеет наибольший вред по этому параметру.

От чего зависит свариваемость меди и ее сплавов?

Конечно, легирующие добавки играют большую роль в эксплуатационных свойствах меди.

Но каждый специалист знает, что есть ряд моментов, которые также немаловажны. А именно:

Теплопроводность.

Чем ниже содержание легирующих элементов, тем выше данный показатель. Если есть необходимость предотвратить диссипацию, то нужно выбирать сварочный ток и защитный газ таким образом, чтобы они по максимуму обеспечивали ввод тепла в место соединения поверхностей. Стоит учитывать и толщину материалов, ведь чем она больше, тем выше вероятность, что поверхности придется предварительно разогревать. Промежуточная температура приравнивается к температуре прогрева.

Горячие трещины.

Устройство ручной дуговой сварки

Устройство ручной дуговой сварки.

Выше уже указывалось, что некоторые соединения слишком легко образуют трещины в процессе остывания. Такая ситуация будет наблюдаться во всех медных сплавах, но только где-то меньше, а где-то больше. Если сократить время свободы движения предмета при сварочной работе, то такой недостаток можно свести к минимуму. Кроме того, с этой проблемой борются посредством подогрева. Это помогает замедлить остывание поверхностей, значит, и снижает сварочное напряжение.

Пористость.

Есть ряд добавок, которые имеют низкие показатели по кипению. То есть, когда они будут испаряться, на их месте могут появиться пузырьки с воздухом. Если сплав содержит цинк, фосфор, или кадмий, то стоит использовать высокую скорость сварки и правильно подбирать оборудование.

Качество поверхности.

Каждый профессиональный сварщик знает, что перед тем, как осуществляется контактная сварка меди, рабочие элементы должны быть тщательно очищены от жиров и окислов. Для этих целей обычно используется проволочная щетка. Если элементы не будут должным образом подготовлены, то надеяться на качественный и надежный шов не стоит.

Как работают с медью?

С данным материалом можно работать несколькими способами:

  • дуговая сварка – самый популярный способ работы (ММА, TIG, MIG\MAG, PAW, SAW);
  • аргонодуговая сварка – используется вольфрамовый электрод, позволяющий дать высокую температуру, при этом окружающая зона нагреваться не будет;
  • полуавтомат – если изделие имеет толщину меньше 0,3см;
  • плазменная сварка – подходит для элементов, имеющих низкий показатель температуры кипения и не нагревает участки, которые близко расположены к рабочему шву.

https://www.youtube.com/watch?v=yRXtagUa0To

Каждый из способов сварки меди и ее сплавов требует определенных навыков и знаний. Поэтому, если такая работа предстоит впервые, не лишним будет ознакомиться с теоретической частью сварки меди. Кроме того, всегда рекомендуется тренироваться. Для этого возьмите два ненужных изделия и попробуйте их сварить разными способами. Во-первых, это позволит набить руку, а во-вторых, можно увидеть собственные ошибки и поработать над ними. Ну а если ничего не получится, то тогда придется обращаться за помощью к профессионалам своего дела.

Автор:
Оцените статью:
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Нет голосов)
Loading...
КОММЕНТАРИИ