Сварка меди

Необходимость сварки меди возникает из-за массового употребления меди для изготовления конструкций разного назначения: трубопроводов, электрических приборов, химической аппаратуры и т. д.  Широкое использование меди обусловлено ее особенными физическими свойствами. Медь имеет высокую электропроводность. Теплопроводность меди в 6 раз выше чем у железа. Температура перехода в жидкое состояние — 1083° C.

Медь относиться к группе трудносвариваемых материалов, поэтому требует высокой квалификации сварщика и соблюдения технологии сварки.

Трудности при сварке меди

  • из-за высокой тепловодности меди, в шесть раз большей, чем теплопроводность железа, сварка соединений с несимметричным теплоотводом является сложной задачей;
  • сварка потолочных и вертикальных швов затруднена из-за повышенной теплотекучести, которая у меди в 2-2,5 раза выше, чем у стали;
  • в результате интенсивного окисления образуется закись меди (Cu2O), которая хорошо растворяется в расплавленном металле, что приводит к появлению трещин;
  • поскольку медь обладает способностью активно поглощать водород и кислород, при расплавлении шов нередко становится пористым, и образуются горячие трещины.

Подготовка меди к сварке

Для разделки меди и сплавов на мерные заготовки могут использоваться шлифовальная машинка или труборез. Детали могут также формироваться на фрезерном или токарном станке, либо методом плазменно-дуговой резки.

Кромки для сварки формируются механическим способом. Для меди, имеющей толщину от 6 до 18 мм, рекомендованы Х- и V-образные разделки.

Перед началом сварочных работ сами детали и присадочную проволоку необходимо до металлического блеска очистить от окислов и всяческих загрязнений, а также обезжирить.

Для механической зачистки кромок используются наждачная бумага, металлические щетки и другие подобные приспособления. Не рекомендовано использовать абразивный камень и наждачную бумагу с крупным зерном.

Можно выполнять очистку методом травления в растворе, включающем:

  • HNO2 – 75 куб. см/л;
  • H2SO4 – 100 куб. см/л;
  • HCl – 1 куб. см/л.

После этой процедуры детали необходимо тщательно промыть в воде и щелочи, а также высушить горячим воздухом.
При сварке меди крайне важно защитить сварочную ванну от кислорода, что возможно путем раскисления фосфором, серебром или алюминием. Стоит применять электродную проволоку, легированную названными раскислителями.

Конструкции, толщина стенки которых составляет 10-15 мм, чаще всего предварительно подогреваются газовым пламенем или рассредоточенной дугой, но возможны и другие способы.

Стыки под сварку собираются в специальных приспособлениях или при помощи прихваток минимального сечения. Важно соблюдать одинаковый на всем протяжении заготовки зазор.

Перед использованием поверхность прихваток тщательно очищается и осматривается с тем, чтобы убрать те из них, на которых имеются горячие трещины. Для сварки в нижнем положении выбираются графитовые подкладки. Можно также использовать медные пластины, которые охлаждаются водой.

Ручная дуговая сварка меди покрытыми электродами

Метод ручной дуговой сварки меди используют для сварки деталей толщиной более 2 мм. Покрытые электроды для сварки меди  выпускают диаметром 3-6 мм. Пруток электрода изготавливают из меди или бронзы. Покрытие электродов — фтористо-кальциевое. Ручная дуговая сварка меди ведется на постоянном токе обратной полярности. Сварку выполняют в нижнем положении. Сварочный ток рассчитывают по соотношению 50-60 А на 1 мм диаметра электрода. Детали перед сваркой подогревают к 300-400° C. Сварка толстостенных конструкций из меди более 16 мм выполняет с сопутствующим подогревом до 300-400° C.

Сварку выполняют короткой дугой без колебательных движений концом электрода. После сварки шов проковывают и быстро охлаждают в воде.