Особенности сварки меди и её сплавов

Свойства и свариваемость меди

1. Температура плавления меди составляет 1080-1083 гр. Наличие примесей, даже в малых количествах, может менять этот показатель. Так, мышьяк или свинец затрудняют свариваемость, а железо, марганец или хром - улучшают.
2. В расплавленном, жидком, виде, медь взаимодействует с водородом и кислородом, образуя диоксид, который плавится при более низкой температуре - 1060-1063. 
3. Данный металл обладает высокой теплопроводимостью. При 20–100 °С - 394 Вт/(м*К). Это в 6-7 раз выше, чем, к примеру, у стали. Большинство металлов, с которыми придется работать сварщику, обладают меньшей теплопроводимостью. Более высоким показателем обладает только серебро. 
4. У меди высокий коэффициент теплового расширения.

Применение аргоновой сварки

Влияние химико-физических характеристик на свариваемость

Нужно учитывать, что диоксид меди склонен к образованию горячих трещин. Чтобы избежать этого, работу нужно выполнять быстро. Т.е. мастер должен стремиться не допустить образования окиси меди и предотвратить ее воздействие при появлении, что в малых количествах практически неизбежно. Для этого обычно используется инертный газ, сварочные проволоки с активными раскислителями и т.п. 

Учитывая высокую теплопроводимость как самой меди, так и ее сплавов, для расплавления металла в зоне проведения работ, целесообразно использовать источники нагрева высокой мощности, позволяющие концентрировать энергию в зоне обработки. Требуется это потому, что быстрый отвод тепла к менее нагретым частям детали увеличивается вероятность формирования некачественного шва. Чаще всего отмечаются подрезы, наплывы металла и др. 

При работе с заготовками, толщиной от 6 мм, его следует подогревать. Материал, толщиной от 15 мм, обязательно нужно предварительно нагревать, а также осуществлять сопутствующий подогрев. Температура нагрева должна составлять от 250 до 300 гр. Тонколистные конструкции - 1,5-5 мм - сваривают без скоса кромок, но с зазором до 1,5 мм. Важно учитывать, что сварка труб аргоном, толщиной более 5 мм, требуют разделки кромок, вроде той, которую используют при соединении стальных труб электродуговой сваркой. Без разделки прогреть такой высокотеплопроводимый материал как медь, просто невозможно. Если толщина металла составляет более миллиметра, нужно разделывать обе кромки, иначе их невозможно будет соединить.

Технология сварки меди вольфрамовыми электродами в аргонной среде

Самый распространенный способ сваривания меди - это аргоновая сварка или аргонно-дуговая сварка с применением неплавящегося вольфрамового электрода. Можно использовать и специальные электроды, вроде ММ3-2, но неплавящиеся дают наилучшее качество шва. Если работу выполняет мастер своего дела, то именно использование неплавящегося электрода дает безупречный, чистый, шов за счет наилучшего провара соединяемых деталей. 

Для защиты материала от окисления используется аргон или, что чаще всего, смесь аргона с азотом. Газ защищает металл от окисления. Сварка в среде данного соединения дает максимальную стабильность дуги, сохраняя глубину сварочной ванны, что позволяет создавать максимально качественный шов. Обычно используется пропорция аргона и азота 75 на 25. Именно это состав дает наилучший результат. Аргон обеспечивает стабильность электродуги, а азот дает требуемую глубину ванны. В качестве электродов в таком случае применяются лаптанированные или итерированныевольфрамовые.

Также следует учитывать, что все усилия по минимизации попадания кислорода не могут дать 100-процентного результата, потому нужно к минимуму его вредное влияние. Обычно, как уже говорилось выше, для этого используются раскислители. Когда производится сварка меди аргоном, в роли раскислителей обычно вступает присадочная проволока, в состав которой входят медь с марганцем - соединение связывающее, поступающий в зону работу, кислород. Есть у данного способа и недостатки. Соединение плохо сказывается на прочности шва. Потому для работы лучше использовать материалы, которые убирают кислород, но не остаются в составе сварного соединения.

 Поскольку медь в чисто виде используется не часто. Применяются обычно ее соединения. Следует знать особенности сплавов данного металла . Если свариваются сплавы с пониженными характеристиками свариваемости, то необходима тщательная разделка швов и очистка металла перед работой. При этом мастер должен оставить минимальное расстояние между швами. Оно не должно превышать 2 мм. Важно помнить, что сварку нельзя прерывать.