Особенности технологии сварки меди

• Высокая теплороводность меди требует применение источников нагревания высокой мощности и высокой погонной энергии.
• Рекомендованы большие диаметры электродов, для увеличения тока.
• Высокая теплороводность меди также приводит к высокой скорости охлаждения металла шва и зоны термического влияния и малого времени пребывания ванны в жидком состоянии. В связи с этим усложняется мет. обработка ванны и ухудшается формирование шва. Для улучшения мет. обработки применяют эффективные раскислители (Li, B, Ti, ... и редко земельные металлы).
• Для улучшения формирования применяют предварительный и сопутствующий подогрев.
• Высокая жидкотекучесть меди (в 2,5 раза большая чем у стали) требует обязательного применения подкладок для односторонних стыковых швов с полным проплавлением. Усложняется выполнение вертикальных и потолочных швов. А также кольцевых швов труб малого диаметра.
• Высокий коэффициент линейного расширения меди требует дополнительных мер против значительных остаточных деформаций и напряжений в конструкции.
• Равномерное формирование швов возможно при симметричном расположении источников нагрева.

Подготовка к сварке:

Сварка неплавящимся электродом в защитных газах:

Кромки деталей и проволока механически зачищаются, иногда для ответственных конструкций требуется химическое травление проволоки.

Сварка ведется на постоянном токе, прямой полярности. Толщина металла меньше, чем 4-5 мм сваривается без предварительного подогрева.

Сварка плавящимся электродом в защитных газах:

Ведется на постоянном токе, жесткой характеристики, имеет большую производительность чем сварка неплавящимся электродом в 2-3 раза.

Предварительный подогрев рекомендуется для толщин больше 6-8 мм. Этим способом хорошо свариваются толщины 5-6 мм. Недостаток заключається в повышенной пористости и меньшей стабильности процесса.

Азот и гелий обеспечивает высшей КПД чем аргон. Самые большие КПД и глубина проплавлення в азоте, но малая стабильность процесса и наибольшая пористость швов.

Латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы лучше всего сваривать в инертных газах неплавящимся электродом, потому, что при этом меньше испаряется цинк и олово.

Сварка штучным электродом:

Проводится на постоянном токе обратной полярности, І_св = (30...60)d_эл. Рекомендуется вести сварку электродами больших диаметров.

При сварке металла, толщиной до 4 мм, разработка кромок и предварительный подогрева не нужны. Если толщина металла больше за 4 мм, то применяют предварительный подогрева до температуре 250 – 800 ⁰С. При использовании электродов АНЦ - 1 можно не проводить подогрева при толщине металла до 15 мм.

Покрытым электродом сваривают медь и бронзы, а латуни сваривать не рекомендовано.

Сварка под флюсом:

Выполняется на стандартном сварочном оборудовании. Род тока - переменный, при использовании керамического флюса, постоянный - для плавленного флюса. Этот способ используется при сварке толщин от 5 до 60 мм. Для металла, толщиной до 15-20 мм, разработка кромок не выполняется, но применяются флюсовые подушки. Предварительный подогрев при сварке под флюсом не применяется. Способ позволяет получить швы с высокими механическими свойствами. Этим способом можно сваривать латуни, так как флюс защищает от выпарывания цинка.

Плазменная сварка:

Используется для толщин до 30-40 мм.

Газовое сварка:

Используется для тонколистового металла, выполняется с предварительным подогревом.

Электроннолучевая сварка:

Применяется редко, выполняется расфокусованным лучом.

Также применяется контактная сварка , диффузная – для ответственных деталей, и холодная – для проводников малого диаметра (для этого способа нужна тщательная подготовка поверхности).

Термическая обработка

Рекомендуется предварительный и сопутствующий подогрев для качественного формирования швов, для способов сварки небольшой мощности нагревания (ИН, ИП, Е, Г).

Подогрев улучшает условия кристаллизации шва, уменьшает внутренние напряжения и уменьшает склонность к образованию горячих трещин.

Подогрев осуществляют газовым пламенем или дугой.

После сварки термообработка не осуществляется, потому, что медь и ее сплавы не имеют структурного преобразования при кристаллизации. Но иногда после сварки рекомендуют термомеханическую обработку - проковку.