Как осуществляется сварка меди, используемые технологии

Кратко о сварке меди

Применяется несколько разновидностей сварочного процесса меди:

• ручная сварка металлическими электродами;
• ручная сварка угольными электродами;
• аргонно-дуговая сварка.

Некоторые особенности сварочного процесса электродами по меди

• Сваривание цветных металлов существенно может отличаться от сваривания стали, что обуславливается резким различием физико-химических свойств. К главным факторам, которые определяют свариваемость цветных металлов, относятся температура плавления и кипения, а также теплопроводность и сродство к содержащимся в воздухе газам (азоту, кислороду, парам воды).
• Медь обладает повышенной жидко текучестью в расплавленной форме, высокой электропроводностью и теплопроводностью. Для нее характерна также активность при взаимодействии с некоторыми газами и, особенно с водородом и кислородом, что при сварке может явиться причиной образования в металле шва микротрещин и пор. Для предотвращения образования таких дефектов в свариваемых соединениях необходимо применение только хорошо раскисленной меди.
• Сварка по меди должна выполняться тщательно прокаленными электродами, свариваемые детали должны быть хорошо подготовлены в местах наложения швов – зачищены до металлического блеска и удалены оксиды, загрязнения, жиры и пр.

Марки электродов

Для пайки меди методом дуговой сварки используется множество марок электродов. Мы выделим популярные и хорошо зарекомендовавшие себя марки:

• Комсомолец-100
• ОЗМ-2
• ESAB ОК 94.25
• ZELLER 390
• ESAB OK 94.35
• ОЗБ-3
• ESAB OK 94.55

Перечисленные выше электроды для сварки меди обладают своими характеристиками и особенностями

Их так же важно учитывать, как и характеристики самого металла, с которым вы будете работать. Давайте подробнее разберем каждую марку

Комсомолец-100

Комсомолец-100 — часто применяемые электроды при работе с медью и медными сплавами. Могут использоваться как для сварки, так и для наплавки. Рекомендуется установить постоянный ток и варить либо в нижнем, либо в наклонном пространственном положении. Производители выпускают электроды 3, 4 и 5 миллиметровые.

Для сварки с применением электродов диаметром 3 мм установите силу тока не более 180 А. 4 мм достаточно 120-140 А. 5 мм рекомендованы 150-190 Ампер. Это лишь общие рекомендации, вы можете подбирать силу тока исходя из своего опыта. Температура прокалки — не более 700 градусов для электродов 5 мм. Чем меньше диаметр, тем меньше должна быть температура прогрева.

ОЗБ-3

Марка ОЗБ-3 применяется при работе не только с медью и ее сплавами, но и для сварки бронзы. У этих электродов основное покрытие. Рекомендуется сварка только в нижнем пространственном положении и с применением постоянного тока.

ОЗМ-2

А эта марка предназначена только для сварки и наплавки меди, при том абсолютно чистой и без примесей. Если деталь тонкая, то ее можно не нагревать перед сваркой. Можно варить либо в нижнем, либо в наклонном положении. Здесь так же используется постоянный тока, полярность обратная. Расход у электродов средний. Для наплавки 1 килограмма металла вам понадобится 1.6 кг электродов.

ESAB ОК 94.25

Теперь перейдем к зарубежным производителям. Мы расскажем сразу о нескольких марках от фирмы ESAB. Поскольку их продукция уже давно завоевала уважение как среди новичков, так и среди профессионалов. Марка ОК 94.25 — универсальна. Она подходит для сварки меди, медных сплавов, латуни, бронзы и прочих цветных металлов.

Главная особенность  этих электродов — это возможность наплавки цветных металлов на стальные изделия для защиты от коррозии. Если вы варите толстые медные детали, то предварительно прогрейте место сварки горелкой.

ESAB OK 94.35

Марка OK 94.35 не так универсальна, но при этом не лишена достоинств. У нее хорошее рутиловое покрытие, поэтому дуга горит стабильно и легко поджигается. Можно варить медь и никель. Лучше использовать эти электроды для наплавки кромок. Полученный наплавленный металл будет обладать антикоррозийными свойствами. Работать с этой маркой легко, с задачей справится даже малоопытный сварщик.

ESAB OK 94.55

Электроды ESAB OK 94.55 отличаются от своих собратьев выше. У этих электродов основное покрытие, поэтому данная марка может быть сложна в освоении, если вы новичок. Работа усложняется еще и тем, что для получения по-настоящему качественных швов необходимо варить на короткой дуге. А это непросто, если у вас нет опыта. Также рекомендуется формировать шов небольшими отрезками с нахлестом. OK 94.55 подходят для сварки и наплавки меди, бронзы и латуни. Выпускаются диаметром от 2 до 4 миллиметров.

ZELLER 390

У ZELLER 390 тоже основное покрытие. Поэтому эта марка понравится практикующим и профессиональным сварщикам. В магазине можно найти электроды разной длины, в среднем 300-450 миллиметров. Диаметр от 2.5 до 5 миллиметров. При сварке электродами 2.5 мм установите силу тока не более 10 Ампер. Для 3 мм — не более 130 Ампер. 4 мм — не более 170 А. 5 мм — не более 200 А. Получаемые швы обладают высокими антикоррозийными свойствами, они прочные и долговечные.

Отдельная тема — медные электроды для контактной сварки. Они представляют собой медные наконечники, которые устанавливаются в аппарат и служат проводником тока. Изготавливаются из чистой меди.

Состав защитных покрытий электродов

Покрытые электроды часто требуются для электросварки. В табличке указаны основные марки и варианты их покрытий:

Газовая

При соблюдении всех рекомендаций по ведению газовой сварки можно получить качественный шов. Используется баллон с ацетиленом и горелка. Минусом такого процесса является высокий расход газа. Экономить на пламени не получится, поэтому средний расход составляет около 200 литров в час. Пламя горелки направляется по нормали к поверхности. Избежать окисления и возникновения трещин можно путем увеличения скорости сварки, а также отсутствием пауз при наложении шва.

В качестве расходного материала используется проволока, содержащая раскислители. Максимальный диаметр проволоки не должен превышать 8 мм. После разделки кромок поверхность обрабатывают в растворе воды и азотной кислоты. Полученные стыки после сварки отжигают и проковывают при температуре 3000°C градусов, после чего деталь охлаждают в воде.

Если толщина изделий превышает 30 мм, то целесообразно воспользоваться электрошлаковой сваркой. Для меди применяются пластинчатые электроды. Флюс содержит фторид натрия, литий и кальций. Данный процесс характерен высокими токами. Значение тока достигает 1000 А. Метод позволяет вести работы с высокой скоростью и получать отличное качество шва.

Основные способы сварки меди

Чтобы сварить медные конструкции, необходимо соблюдать требования технологий сварки меди. Доступны следующие способы сваривания медных заготовок:

• инвертором;
• полуавтоматом;
• аргоном;
• газом;
• угольными электродами.

Инвертором

Варить медь инвертором относительно просто, так как он обеспечивает стабильные параметры по току и напряжению, может иметь ряд предустановок. Также он компактный по размерам и имеет небольшой вес.

Шов формируют небольшими участками, длина которых составляет от 30 до 40 мм

Важно делать перерывы в работе, чтобы не допустить перегрева металла с проплавлением и деформацией. Углы наклона электрода над поверхностью должны составлять от 10 до 20

Полуавтоматом

Для создания длинных швов рекомендуется выполнять сварку меди полуавтоматом. За счёт равномерной подачи проволоки формируется надёжное однородное соединение. Для исключения образования пор нельзя допускать поперечных колебаний проволоки или заготовок.

Полуавтоматическая сварка деталей толщиной более 6 мм производится только после снятия кромки с выполнением притупления менее 4 мм. Обычно применяют проволоку диаметром 2 мм. Рекомендуемые параметры:

• напряжение 30 В;
• сила сварочного тока 300А;
• флюс марки К-13 или АН26;
• тип проволоки М1-3.

Полуавтомат для сварки

Аргоном

При сварке в аргоновой защитной среде используется проволока из вольфрама, подключение питания по схеме обратной полярности. Стыковка тонких конструкций производится без предварительного подогрева.

Шов формируют справа-налево, при этом электрод держат под прямым углом к поверхности заготовки, а прутка — 15. Средний расход газа составляет от 7 до 18 л/мин. Ток сварки подбирается самостоятельно в диапазоне 80-500А.

Сварка аргоном режим TIG

Режим TIG применяется при автоматической или полуавтоматической сварке. Преимущества:

• небольшая зона прогрева;
• исключение образования дефектов в структуре;
• высокая скорость создания сварного шва;
• простота технологии.

Газовая сварка

Газовая сварка выполняется горелкой. Технология достаточно сложная для формирования высококачественных точных швов, поэтому она в основном используется для соединения массивных деталей. Сложностью процесса является подбор оптимального расхода газа:

• для заготовок с толщиной до 1 см расход составляет до 150 л/мин.;
• при толщине более 1 см расход должен быть увеличен до 200 л/мин.

Для обеспечения равномерного прогрева массивных деталей допускается одновременное применение двух горелок. Чтобы повысить качество шва, нужно применять содержащие бор флюсы.

Угольным электродом

Процесс сваривания угольными электродами универсален, так как допускается поджиг дуги между двумя электродами, заготовкой и электродом, электродом и массой. Технология схожа с процессом сваривания горелкой.

Используется проволока марки БрКМц3-1. Параметры по току и напряжению подбираются в зависимости от технических особенностей конструкций и их состава.

Угольные электроды для сварки

Инвертором угольным электродом

Сваривание меди угольными электродами требуют наличия навыков проведения подобных работ. Особенности процесса следующие:

• наклон электрода над поверхностью заготовки не более 30;
• диапазон сварочных токов от 35 до 130 А.

Какие марки электродов применяются для сварки меди

Для сварки, наплавки меди и цветных металлов, сварки медных труб и проч. применяются специальные медные электроды для сварки. К данному типу относятся электроды

• Комсомолец-100,
• ОЗБ-2М,
• ОЗБ-3,
• АНЦ/ОЗМ-2,
• АНЦ/ОЗМ-3,
• ESAB ОК 94.25,
• ESAB OK 94.35,
• ESAB OK 94.55,
• ESAB OK NiCu-7 (OK 92.86),
• ESAB OK Ni-1 (OK 92.05),
• ZELLER 390.

Работать ими нужно начинать, зная некоторые их особенности и характеристики.

Комсомолец-100 предназначен для наплавки, сварки меди марки М1-М3. Работа должна производится на постоянном токе (о сварочных токах здесь), в нижнем или наклонном положениях. Выпускаются электроды Комсомолец-100 толщиной 3-5 миллиметров. Рекомендуемая сила тока для диаметра 3 мм 90-180 ампер, 4 мм 120-140, 5 мм 150-190. Эти показатели зависят от положения шва. Перед началом работы рекомендуется нагреть свариваемое изделие до 300-700 градусов, в зависимости от его толщины.

ОЗБ-2М предназначен и для работы с бронзой, используемой в художественном литье. Ими можно наплавлять ее на сталь, исправлять дефекты чугуна. При этом необходимо включать ток обратной полярности, производить работу в вертикальном или горизонтальном положении. ОЗБ-2М состоят из меди, железа, фосфора, марганца, никеля и олова. Их длина 350 мм. Для успешной работы необходимо устанавливать сварочный ток следующих значений: для диаметра 3 мм/ 90 – 120 ампер, 4 мм/120 – 160.

ОЗБ-3 используются в работе с цветными металлами, медью и бронзой. Они делаются со специальным покрытием (узнайте тут больше о покрытиях электродов). Сварку нужно производить только в нижнем положении. Используется постоянный ток. Коэффициент и производительность наплавки ОЗБ-3 12,5 г/А.ч – 3,5 кг.ч при диаметре изделия 4 мм.

АНЦ/ОЗМ-2 применяется для работы с чистой медью, при этом ее нет необходимости нагревать, если она не очень толстая. Сварка должна производиться в наклонном или нижнем положениях. Используется постоянный ток обратной полярности. Расходуется АНЦ/ОЗМ-2 1,6 кг на то, чтобы наплавить килограмм металла.

АНЦ/ОЗМ-3 нужны для работы с изделиями из меди технических марок по ГОСТ 859-78. Они выпускаются толщиной 4-6 мм. Чтобы успешно выполнить сварку нужно настроить ток на 220-300 ампер для диаметра 4 мм, 350-400 для 5 мм, 420-600 для 6 мм. Положение шва должно быть нижнее. Работать нужно короткой дугой, с медью толщиной до 10 мм, без подогрева, без разделки кромок одно или двусторонним швом с небольшими поперечными колебаниями электрода.

ESAB ОК 94.25 хорошо подходит для работы с многими цветными металлами, сплавами. Особенно с медью, оловянной бронзой, пережженным чугуном, латунью. Они могут использоваться для наплавки на сталь, для ее защиты от коррозийного воздействия. Толстые медные изделия рекомендуется нагреть до 300 градусов. Лучше всего работать маркой ESAB ОК 94.25 в пространственных положениях 1-4.

Причины недолговечности электродов контактной электросварки

Процесс контактной сварки состоит из следующих стадий:

1. Предварительной подготовки поверхности соединяемых деталей – она должна быть непросто очищена от загрязнений и окислов, но и очень ровной, чтобы исключить неравномерность возникающего напряжения электрического поля.
2. Ручного или механического прижима свариваемых изделий – с увеличением усилия прижима растут интенсивность диффузии и механическая прочность сварного шва.
3. Локального расплавления металлов в зоне прижима теплом электрического тока, в результате чего формируется сварочное соединение. Прижим электродов на этой стадии препятствует образованию сварочных брызг.
4. Отключения тока и постепенного остывания сварного шва.

Таким образом, материал электродов для контактной сварки претерпевает не только значительные термические напряжения, но и механические нагрузки. Поэтому к нему предъявляется ряд требований – высокая электропроводность, высокая термическая стойкость (в том числе – и от постоянных колебаний температуры), повышенные значения предела прочности на сжатие, малый коэффициент теплоёмкости. Таким комплексом свойств обладает ограниченное число металлов. В первую очередь – это медь, и сплавы на её основе, однако и они не всегда удовлетворяют производственным требованиям.

В связи с постоянным повышением энергетических характеристик производимых сварочными клещями для точечной сварки многие торговые марки ориентируют потребителя на применение только «своих», фирменных электродов, что не всегда соблюдается. В результате снижается качество сварных швов, получаемых по такой технологии, подрывается доверие к самому процессу контактной электросварки.

Преодоление указанных проблем производится двумя путями: совершенствованием видов и конструкций сварочных электродов для точечной сварки, и разработкой новых материалов, используемых для изготовления таких электродов. Для частных пользователей имеет значение также и цена вопроса.

Особенности применения

Мало просто выбрать электроды по меди, необходимо также знать, как их правильно использовать

Также важно учитывать физико-химические свойства самого металла, чтобы полученный шов соответствовал нормам качества

Медь, медные сплавы, бронза и латунь — текучие металлы. При плавлении они быстро теряют твердую форму. К тому же, обладают повышенной теплопроводностью. Это означает, что сквозь них тепло проходит гораздо быстрее, чем при сварке других металлов

Медь и ее сплавы плавятся быстро, поэтому важно подобрать оптимальный температурный режим, чтобы не образовались прожоги. Учитывайте, что медь может быть химически активна по отношению к некоторым газам. Например, при взаимодействии с водородом или кислородом она видоизменяется и теряет стойкость к образованию пор

В некоторых случаях возможно даже образование горячих трещин.

Перед сваркой прокалите электроды в печи. Время и температура прокалки зависят от марки электродов. Также подготовьте детали к работе: разделайте кромки и зачистите их до блеска, исключена сварка в местах со следами грязи, пыли, масла, краски и т.д.

Ведите электрод не слишком быстро и не слишком медленно. Шов должен формироваться равномерно, без наплывов, прожогов, непроваров. Чтобы избежать большинства проблем установите правильный режим сварки. Сила тока должна быть на 10% меньше обычного. Если у вас недостаточно опыта, то установите маленькое значение силы тока и постепенно повышайте его, одновременно наблюдая за реакцией металла.

Нюансы эксплуатации

Вы можете подобрать идеальные электроды для работы с медью, но просто на просто, не знать с какой стороны к ним подойти. Не мало важен и сам металл, его химико-физические характеристики, не зная этого вы никогда не получите шов высокой пробы.

То есть при сварке тепло действует на них сильнее нежели на другие металлы. Помните про теплопроводность, если при работе с медью или её сплавами вы подбираете не подходящую мощность то будете готовы до прожогов в металле.

Если вы используете газовую сварку, то так же, будет осторожны поскольку медь химически активный элемент которые взаимодействует с газами.

Если медь начинает взаимодействие с водородом или же кислородом, то оно изменяет свои свойства становиться при сварке не цельной, это очень сильно снижает качество сварки. Также в редких ситуациях появляются трещины ещё по-горячему.

Желательно перед началом сварки очень нагреть электроды, в печи. Показатели времени, температуры при которой нужно прогревать зависеть он марки электрода.

Также важно подготовить к работе сам металл с которым будет проводиться работа, разделите кромки, идеально их отчистить, работа с загрязнённым материалам, в пыли или же с коррозиями полностью исключена. Что бы вас не тронулось большинство проблем нужно подобрать правильный режим на сварочном аппарате

Уменьшите силу тока процентом на десять

Что бы вас не тронулось большинство проблем нужно подобрать правильный режим на сварочном аппарате. Уменьшите силу тока процентом на десять.

Если вы ещё совсем новичок, то лучше сразу сделать не высокую силу тока и по немного её увеличивать, одновременно наблюдал как на это реагирует металл.

Особенности использования различных марок электродов

Варианты с медным стержнем (номера 1-4, 6) понижают проводимость тепловой энергии и электричества в сварном шве примерно в 3-4 раза. Если для формирования шва наоборот необходимы большие показатели проводимости, то подобные варианты вам не подходят.

Номер 5 сначала был разработан для обработки стальных изделий. Но потом выяснилось, что они подходят и для меди. Довольно хорошего качества можно добиться с помощью медных стержней марок М1, М2 или М3.

Для обработки медных элементов с большой толщиной кромок применяется номер 6. Допустима работа с металлом от 20 мм в толщину.

Номер 7 подходит для сварки чугунных деталей. Также он может применяться и при работе с медью средней толщины. Соединение получается довольно прочным и плотным. Не подходят в случаях, если медному изделию нужны высокие показатели электро- и теплопроводности.

Номера 1 и 8 идентичны по химсоставу, разница лишь в количественном вхождении добавок.

Номер 9 имеет защиту в два слоя. Однако на практике выяснилось, что каких-либо преимуществ такое покрытие не прибавляет. Гораздо выгоднее взять электрод 4. Он может работать с переменными токами и обеспечивает более качественный шов.

Электроды из угля (графита) нужны при сварке деталей, которым требуется хорошо проводить тепло и электричество.

Отдельные модели

ОЗБ -3

Площадь использования этой марки достаточно широка, то есть вы можете использовать её для сварки бронзы так же как для сварки меди, её сплавов

Главное в нем это его покрытие. Советуется использовать такой вид внизу, с использованием постоянного тока.

ОЗМ-2

Такой вид достаточно специализирован, поскольку используется только для работы с чистой медью без любых до мешок или же других цветных металлов. Тонкие участки металла можно не нагревать перед началом сварки.

Материал расходуется со средней скоростью. Что бы например заплатить около 1 километра вам будет достаточно полутора килограммов электродов-это не много и не мало.

ESAB OK 94.25

Ну а теперь приступим к разбору импортного производителя. Мы бы хотели рассказать, а разновидности одной заграничной фирмы, как ESAB, которая уже давно заняла наш рынок. Но их продукция интересует не только специалистов, но также аматеров в этом деле.

Линия ESAB OK 94.25 является достаточно универсальной, одинаково удобной для сварки разных видов цветного металла.

Вы можете заварить нею мед, её не чистые сплавы, бронзу латук и так же множество других цветных металлов.

У них есть своя особенность, что качественной обличает её от других. Ним вы можете направить цветной металл на стальное покрытие, чтобы избежать коррозии стали. Если вам нужно проварить толстые участки, то лучше всего все таки прогреть нужное место.

ESAB OK 94.35

Такая марка уже не настолько разноплановая, но конечно имеет и свои особенные плюсы. У него качественное покрытие из рутила, это обеспечивает дуге непрерывное горение и также делает её легковоспламеняющийся.

Вы можете сварить медь, никель. Наиболее популярен, продуктивен он при наплавке бортов. Металл, что на плавиться отлично защищает от коррозии. Он прост в использовании, подойдёт для работы новичков.

ESAB OK 94.55

Они немного отличаются, от тех, про которые мы вам уже рассказали. Главным моментом при работе с ними остаться покрытие, Так что в освоении для новичков такая марка достаточно сложна и лучше начать с чего-либо по проще.

Также особенность в том, что, чтобы получить высокое качество работы нужно работать с короткой дугой.

А для не опытных сварщиков это очень не простое задание. Существуют рекомендации по поводу шва, их лучше делать внахлёст и короткими отрезками. Такая марка годиться для сварки и направления латука, меди, бронзы.

Ещё такой электрод тонкий от 2 до 4 миллиметров, там что с ним можно выполнять более тонкие работы.

ZELLER 390

В таком виде марки как в предыдущем главное-это покрытие. Такая марка точно должна удивить опытных, часто практикующих специалистов. В магазинах существует большой ассортимент до длиннее и диаметру. Длина есть в промежутке 300-450 миллиметров.

А диаметр начинается от 2,5 и заканчивается 5 миллиметрами. Если вы варите электродами 2,5 миллиметра сила тока не должна превышать 10 Амперов. Если же 3 миллиметра, то 130 Ампер, и для 4 миллиметров не выше 170 Амперов, для 5 — до 200 Амперов.

Такие швы не подвергаются коррозиям, качественны и будут держаться много лет. Также можно поговорить по электроды для контрактной сварки. Это такие медные концы, что нужно приспособить к аппарату, они будут проводить ток. Их изготовляют из чистой меди.

Похожие записи:

Описание термостойкой антикоррозийной эмали церта Как собрать электрощит самостоятельно Как лучше расположить осветительные приборы на потолке Мотоблоки нева мб-2: технические характеристики, инструкция по эксплуатации в pdf, обкатка, расход топлива Как изготовить поилки и кормушки для коров Речной или карьерный песок лучше для стяжки пола