Сварка меди

Трудности сварки меди обусловлены ее физико-химическими свойствами. Медь склонна к окислению с образованием тугоплавких окислов, поглощению газов расплавленным металлом, обладает высокой теплопроводностью, значительной величиной коэффициента линейного расширения при нагревании.

Склонность к окислению вызывает необходимость применения при сварке специальных флюсов, защищающих расплавленный металл от окисления и растворяя образующиеся окислы, переводя их в шлаки. Высокая теплопроводность требует применения более мощного пламени,чем при сварке стали.

Свариваемость меди зависит от ее чистоты. Особенно ухудшают свариваемость меди наличие в ней висмута, свинца, серы и кислорода. Содержание кислорода в зависимости от марки меди колеблется от 0,02% до 0,15%. Висмут и свинец придают меди хрупкость и красноломкость. Наличие в меди кислорода в виде закиси меди (Cu20) вызывает образование хрупких прослоек металла и трещин, которые появляются в зоне термического влияния. Закись меди образует с медью легкоплавкую эвтектику, которая обладает более низкой температурой плавления. Эвтектика располагается вокруг зерен меди и таким образом ослабляет связь между зернами.

На процесс сварки меди оказывает влияние не только кислород, растворенный в меди, но и кислород, поглощаемый из атмосферы. При этом наряду с закисью меди образуется окись меди. При сварке оба эти окисла затрудняют процесс газовой сварки, поэтому их необходимо удалять с помощью флюса.

Водород и окись углерода также отрицательно влияют на процесс сварки меди. В результате их взаимодействия с закисью меди образуются пары воды и углекислый газ, которые образуют поры в металле шва. Чтобы избежать этого явления, сварку меди необходимо выполнять строго нормальным пламенем.

Чем чище медь и чем меньше она содержит кислорода, тем лучше она сваривается. По ГОСТ 859—66 промышленностью для изготовления сварных конструкций выпускается медь марок М 1р, М 2р и М Зр, имеющая пониженное содержание кислорода (до 0,01%). При газовой сварке меди нашли применение стыковые и угловые соединения, тавровые и нахлесточные соединения не дают хороших результатов. Перед сваркой свариваемые кромки необходимо очистить от грязи, масла, окислов и других загрязнений на участке не менее 30 мм от места сварки. Очистка мест сварки производится вручную или механическим способом стальными щетками.

Сварку меди толщиной до 3 мм выполняют без разделки кромок, а при толщине свыше 3 мм требуется Х-образная разделка кромок под углом 45° с каждой стороны стыка. Притупление делается равным 0,2 от толщины свариваемого металла. В связи с повышенной жидкотекучестью меди в расплавленном состоянии тонкие листы сваривают встык без зазора, а листы свыше 6 мм сваривают на графитовых и угольных подкладках.

Мощность сварочного пламени при сварке меди толщиной до 4 мм выбирают из расчета расхода ацетилена 150—175 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, при толщине до 8—10 мм мощность увеличивают до 175— 225 дм3/ч. При больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелками — одной ведется подогрев, а другой — сварка. Для уменьшения теплоотвода сварку выполняют на асбестовой подкладке. Для компенсации больших потерь тепла за счет отвода в околошовную зону применя-ют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Подогревают кромки одной или несколькими горелками.

Пламя для сварки меди выбирается строго нормальным, так как окислительное пламя вызывает сильное окисление, а при науглероживающем пламени появляются поры и трещины. Пламя должно быть мягким н направлять его следует под большим, чем при сварке стали углом. Сварка проводится восстановительной зоной, расстояние от конца ядра до свариваемого металла — 3—6 мм. В процессе сварки нагретый металл должен быть все время защищен пламенем. Сварка выполняется как левым, так и правым способом, однако наиболее предпочтителен при сварке меди правый способ. Сварка ведется с максимальной скоростью без перерывов.

При сварке меди рекомендуется свариваемые изделия устанавливать под углом 10° к горизонтальной плоскости. Сварка ведется на подъем. Угол наклона мундштука горелки к свариваемому изделию составляет 40—50°, а присадочной проволоки — 30—40°. При сварке вертикальных швов угол наклона мундштука горелки составляет 30° и сварку ведут снизу вверх. При сварке меди не рекомендуется скреплять детали прихватками. Длинные швы сваривают в свободном состоянии обратноступенчатым способом. Газовая сварка меди выполняется только за один проход.

Для предохранения меди от окисления, а также для раскисления и удаления в шлак образующихся окислов, сварку осуществляют с флюсом. Флюсы изготавливают из окислов и солей бора и натрия. Флюсы для сварки меди применяют в виде порошка, пасты и в газообразной форме.