0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка меди газовой горелкой

Пошаговая инструкция по пайке медных трубок газовой горелкой

Характеристики меди идеально подходят для использования в качестве магистралей систем отопления, кондиционирования и водоснабжения. Относительно высокая стоимость компенсируется высокими эксплуатационными параметрами и длительным сроком службы. При монтаже чаще всего применяется пайка медных труб газовой горелкой. Рассмотрим основные особенности данного метода и нюансы технологического процесса.

Особенности технологического процесса

Технология пайки меди газовой горелкой во многом зависит от параметров присадочного материала. В зависимости от припоя, различают два метода соединения:

  1. Низкотемпературный. Применяется при работе с легкоплавкими сортами припоев. С их помощью выполняют монтаж домашнего водоснабжения, и ремонтируют трубки автомобильных газобаллонных установок. Температура пайки не превышает 400 Сº. Соединения, выполненные с использованием мягкого припоя запрещено эксплуатировать при температуре свыше 110 Сº. Технология не отличается особой сложностью, поэтому обладая соответствующими навыками, можно выполнить пайку своими руками.
  2. Высокотемпературный. Твердые сорта присадочных материалов используют на самых ответственных работах, поэтому чаще всего их применяют на массовом производстве. Кроме того, такой метод используется при сварке трубок кондиционеров. Их изготавливают из сплава, содержащего не менее 90 % меди и дополнительных добавок, включая серебро. Температура пайки варьируется в пределах 700-900 Сº.

Оборудование

Для пайки газом медных изделий понадобятся следующие инструменты и материалы:

  1. труборез;
  2. фаскосниматель;
  3. расширитель отверстий;
  4. наждачная бумага;
  5. газовая горелка;
  6. флюс;
  7. припой;
  8. Набор щеток и ершиков.

Подбор и температурные параметры газовых горелок

Горелки для пайки медных труб – основной рабочий инструмент, с помощью которого нагревают соединяемые участки трубопроводов и расплавляют припой. Мощность и температурные параметры зависит от типа соединения и используемого присадочного материала. Для самых простых работ можно использовать обычные приборы, оснащенные несъемными баллонами с горючей смесью из пропана.

[stextbox случае отсутствия горелки, для монтажных работ можно использовать промышленный фен. Его температура достаточна для работы с легкоплавкими припоями на основе олова.[/stextbox]

Рассмотрим наиболее распространенные типы горелок.

При выборе горелки в первую очередь необходимо обратить внимание на тип питания. Различают следующие виды:

  • Компактный одноразовый баллон с пропановой смесью;
  • Стационарный баллон с комплектом с соединительных рукавов и редукторов для работы с пропан-кислородным составом;
  • Систему питания ацетиленово-кислородной смесью.

Механизм регулировки пламени – важная часть прибора. Контролируя температуру можно работать со всеми типами припоев.

К вспомогательному оборудованию горелок относятся следующие узлы:

  1. Розжиг от пьезы. Удобная функция компактных моделей существенно облегчает процесс запуска устройства.
  2. Отражатель пламени. Создает направленный поток горючей смеси, что позволяет направить его точно в зону нагрева.
  3. Обратный клапан. Отвечает за автоматическое прекращение подачи газа при отсутствии пламени.

Сборка самодельной

Обладая минимальными слесарными навыками, можно попробовать изготовить горелку самостоятельно. Если использовать качественные материалы, технические характеристики не будут уступать изделиям заводского производства.

Процесс сборки самодельного устройства:

  1. Ручку необходимо изготавливать из материала с низкой теплопроводностью. Лучше всего подойдут твердые сорта древесины. Также можно использовать ручку от старой горелки.
  2. Из стали, толщиной 2 мм, необходимо сделать трубку, диаметром 10 мм. Специалисты рекомендуют использовать не нержавейку, а низколегированные сорта стали. Готовую трубку крепят к ручке.
  3. Корпус и рассекатель делают из латуни. Необходимо заранее позаботиться об отверстиях в рассекателе, для поступления кислорода. При стыковке корпуса с рассекателем возле внутреннего фланца следует оставить небольшой зазор.
  4. Для изготовления форсунки лучше всего обратиться к знакомому токарю, поскольку самостоятельная работа требует точности и аккуратности. В качестве заготовки используют стальную болванку круглого сечения.
  5. Соединительный газовый рукав должен соответствовать типу используемой смеси. В качестве крепежного элемента используют обычный стяжной хомут.

Готовое изделие проверяют на наличие люфтов и утечек. Особое внимание следует уделить форсунке – она должна хорошо накручиваться на трубку. В случае необходимости можно уплотнить резьбу с помощью ФУМ ленты.

[stextbox пламени регулируют путем движения форсунки по резьбе трубки до получения ровного потока без копоти.[/stextbox]

Компоненты

Рассмотрим основные материалы, без которых не обходится процесс пайки.

Присадочный материал

Припой для пайки медных труб – это материал, параметры которого определяют технологию соединения.

Мягкие составы отличаются низкой температурой плавления. Ярким примером являются припой группы ПОС, в состав которых входят олово и свинец в различных пропорциях, а также добавки, улучшающие качество шва.

Главное отличие твердых припоев – высокая температура плавления, под действием которой получают качественное и надежное соединение. Специалисты рекомендуют использовать составы на основе меди. Это позволяет добиться наилучшего качества. Различные добавки позволяют регулировать температуру плавления. Например, наличие фосфора позволяет снизить показатель расплава до 700-750 Сº.

Существуют следующие формы выпуска:

  • проволока;
  • прутки;
  • ленты;
  • паста;
  • порошок.

Флюс подбирается, исходя из параметров припоя. Различают высоко- и низкотемпературный составы. Для твердых сортов припоя рекомендуют использовать техническую буру.

Паяльный флюс наносят после механической очистки труб, непосредственно перед проведением работ. При использовании активного состава, по завершению цикла следует смыть его остатки, во избежание повреждения поверхности.

Фитинги

Существуют множество типов фитингов, под различные цели и системы. Наиболее популярными являются:

  • муфта;
  • уголок;
  • тройник.

Планирование работ

Перед закупкой инструмента и материалов необходимо составить проект, включающий в себя план проведения работ и схему разводки. Это позволит точно рассчитать количество фитингов и вспомогательных компонентов, что снизит себестоимость работ.

Помимо вышеперечисленных инструментов, необходимо позаботиться о средствах индивидуальной защиты, поскольку пайка относится к работам повышенной опасности, при проведении которых высока вероятность травматизма.

Пошаговая инструкция

Резка

Перед резкой труб необходимо наметить места размещения фитингов. При разделке лучше всего использовать специальный труборез. В этом случае место среза будет ровным и гладким, с минимальным количеством зазубрин, что облегчит процесс дальнейшей подготовки.

Снятие фасок

Срез трубы должен быть идеально ровным. Малейшие отклонения повлияют на качество соединения. Для снятия заусенцев и подготовки среза рекомендуют использовать фаскосниматель, а при его отсутствии – наждачную бумагу.

Подготовка поверхности

Контактная поверхность должна быть сухой, без следов масла, грязи и оксидных отложений. Это относится не только к трубам, но и соединительным фитингам. Для механической обработки использует щетки и ершики.

Покрытие флюсом

Флюс наносится на внутреннюю поверхность фитинга и нужную часть трубы. Важно, чтобы состав был равномерно распределен по плоскости. После этого выполняют стыковку элементов, оставляя небольшой для присадочного материала.

Нагрев и пайка

Индикатором нагрева является состояние флюса. Появление темных оттенков говорит о том, что поверхность нагрелась до заданной температуры. При подаче припоя необходимо следить за интенсивностью нагрева.Расплавленный припой должен заполнять все пространство между фитингом и трубой. Это достигается за счет капиллярного эффекта, при котором жидкость прилипает к поверхностью, благодаря высокой силе притяжения.

[stextbox рабочего цикла не должна превышать 5 минут. В противном случае медная труба начнет деформироваться от перегрева.[/stextbox]

Ошибки при пайке

Начинающие мастера, не имеющие опыта соединения медных труб, могут допускать следующие ошибки:

  1. Слабый прогрев. Малоопытные специалисты боятся перегреть медные детали, что приводит к слабому прогреву поверхности. Результатом является низкая прочность соединения, которое разрушится при малейшей нагрузке.
  2. Перегрев. Противоположная ситуация, которая грозит выгоранием флюса с поверхности. Контактные элементы без защиты покроются окалиной, что негативно скажется на качестве соединения.

Для выработки необходимых навыков, рекомендует сделать пробную спайку на ненужных обрезках труб.

Требования техники безопасности

Технологический процесс протекает при высоких температурах, поэтому работник должен иметь представление об опасных факторах и основах безопасного выполнения работ:

  • Работы проводят в помещениях с функционирующей вентиляцией;
  • Необходимо использовать средства индивидуальной защиты, включающие в себя очки, перчатки и специальную одежду из натуральных материалов;
  • Следует избежать попадания флюса на открытые участки кожи;
  • Проверку качества спайки и визуальный осмотр проводят только после остывания труб.

Заключение

Пайка медных труб – достойная альтернатива сварке в среде аргона. Для выполнения работ требуется минимальное количество инструментов и материалов, что, при соблюдении технологии соединения, не отразится на качественных характеристиках шва.

[stextbox Ахметов Станислав Эдуардович. Опыт – 20 лет: «При монтаже медных труб мы используем только пайку газовой горелкой, несмотря на то, что в штате компании есть квалифицированный сварщик, способный работать как с аргонодуговым, так и полуавтоматическим оборудованием. Горелка дает больше свободы для перемещения по объекту, тем самым увеличивая производительность работ. Кроме того, отказ от использования сварки, снижает затраты на транспортировку сварочного аппарата и вспомогательных приспособлений».[/stextbox]

Газовая сварка меди

Газовая сварка меди обычно осуществляется с использованием смеси кислорода и горючих газов. Наиболее популярным выступает ацетилен. Остальные варианты чаще всего используются, если обрабатываемое изделие имеет небольшую толщину.

Смесь из ацетилена и кислорода препятствует окислительным процессам по время работ. В результате при формировании шва не растворяется углекислота, азот, а также водород, который отвечает за появление холодных трещин.

Подготовка деталей из меди

В обязательном порядке изделия проходят процедуру очистки. С них снимается масло, загрязнения и прочная оксидная пленка. Имейте ввиду, что площадь зачищаемой поверхности должна располагаться не менее, чем на 3 сантиметра в каждую сторону от места будущего шва. Саму очистку можно проводить как ручным способом, так и машинным с помощью специальных щеток с металлическим ворсом.

Дальнейшая очистка ведется во время самой процедуры и осуществляется с помощью воздействия флюса.

Основной вид соединений, применяемых при данном методе сварке медных элементов, — это стыковые. В тавровых соединениях могут образоваться подрезы, старайтесь их избегать ввиду низкого качества сварки. При расположении деталей внахлест их можно не проварить до конца. Если требуется соединение внахлест, то старайтесь заменить его на торцовое. Оно выполняется гораздо легче и лишено проблемы с плохой проваркой краев.

При невозможности выполнить любую другую сварку, кроме соединения внахлест, обрабатывайте детали со стороны более толстой детали, так как тонкий лист можно прожечь.

Подготовка сварных медных кромок

Отбортовку деталей рекомендуется производить при работе с листами толщиной 1.5-2 миллиметра по всей толщине изделий.

Если толщина листов меди не превышает 3 миллиметра, то разделывать их не нужно. Их нужно собрать для стыкового соединения и оставить небольшой зазор в 1.5-2 миллиметра, чтобы качественно их проварить. Для улучшения качества шва рекомендуется использовать теплоотводящие подкладки. При проведении двусторонней сварки изделий с толщиной не более 8 миллиметров можно обойтись без разделки кромок. Зазор в таком варианте должен составлять 3 миллиметра.

Для улучшения сварки листов меди 3-10 миллиметров нужно сделать скос кромок с углом 15 градусов. Притупление углов будет составлять 1.5-2 миллиметра, а зазор между элементами – 2-3 миллиметра.

V-образная разделка рекомендуется при толщине листа от 10 миллиметров. Суммарный угол должен составлять 90 градусов, а притупление кромок не более 50 миллиметров. Работа с такими толстыми листами достаточно сложная, она требует одновременной двусторонней обработки с расположением стыка строго вертикально.

Состав и выбор диаметра присадочной проволоки

Сварка с помощью медной проволоки с тем же составом допускается при обработке деталей малой ответственности. Если же требуется высококачественный шов, то нужно выбирать проволоку с возможностью раскисления. Для этого используется фосфор (при толщине до 10 мм) или кремний (при толщине от 10 мм).

Другие примеси должны быть в небольших количествах, а температура плавления присадки должна быть не менее, чем температура плавления самой меди. Максимальное допустимое значение – на 100 градусов Цельсия меньше, чем у меди.

Оловянные и бронзовые варианты не подходят, так как разница в температуре плавления с медью составляет 150 градусов. Такая проволока не сможет обеспечить качественный шов.

В результате многочисленных проведенных опытов было выявлено, что оптимальный диаметр присадочной проволоки должен составлять 1,5-8 миллиметров. Выбор конкретного диаметра зависит от толщины листов, которые вам нужно сварить. Значения показаны в таблице:

Газовая сварка меди

Сообщение об ошибке

Преимущественно выполняется ацетиленокислородным пламенем. Заменители ацетилена (пропанобутановая смесь и др.) целесообразно использовать при сварке меди и латуни малых толщин. Высокая теплопроводность меди обусловливает применение пламени большой мощности, примерно в 2 раза превышающей мощность для сварки малоуглеродистой стали. Для металла малых толщин (до 3-4 мм) мощность пламени выбирается из расчета 150-175 л/ч ацетилена на 1 мм толщины, а при толщинах до 8-10 мм мощность пламени увеличивается до 175-225 л/ч на 1 мм толщины. При больших толщинах рекомендуется использовать две и даже три горелки, причем сварка может вестись одной горелкой, а другие предназначаются для подогрева. Сварка должна проводиться только в один слой с максимальной скоростью во избежание роста зерен и образования пор. При использовании двух горелок расход ацетилена на подогрев составляет 150-200 л/ч на 1 мм толщины, а в сварочную горелку 100 л/ч на 1 мм толщины. Медь и бронзу сваривают нормальным пламенем (β= 1,0 ÷ 1,1). Для того чтобы уменьшить потери цинка, для латуни принимают β= 1,2 ÷ 1,4 (окислительное пламя связывает водород в Н 2 О, уменьшая этим растворение водорода в жидком металле, что в свою очередь приводит к снижению интенсивности испарения цинка). Расход горючего газа заменителя ацетилена (υr ) — определяется из уравнения

где — коэффициент замены ацетилена, (υ3 и υa расходы заменителя ацетилена и ацетилена, л/ч, определяемые из графиков). При использовании газов-заменителей значительно возрастает расход кислорода (например, при пропанобутановой смеси β может достигать 3,5).

Рис. 1. Зависимость эффективной мощности пламени от расхода ацетилена и горючих газов-заменителей: 1- пропан-бутан (β=3,5); 2 — ацетилен (β=1,15); 3 — метан (β=1,15); 4 — коксовый газ (β=0,8); 5 — водород (β=0,4).

Применение при газовой сварке меди присадки из обычной медной проволоки не дает положительных результатов: швы, особенно на металле больших толщин, получаются пористыми, склонными к образованию трещин. Продукты горения ацетилена не обеспечивают полной изоляции сварочной ванны от атмосферы, и шов обогащается растворенным оксидом меди. Поэтому сварочная ванна нуждается в раскислении. Раскисление при газовой сварке меди достигается двумя путями: введением раскислителей в присадочный металл и применением флюсов, растворяющих оксид меди. Для сварки меди толщиной до 10 мм рекомендуется использовать медную присадочную проволоку, содержащую до 0,2% Р, а для меди большей толщины дополнительно 0,15-0,30% Si. Избыток раскислителей в металле шва нежелателен, так как большое количество фосфора и кремния приводит к снижению важных свойств меди: теплопроводности и электрической проводимости.

Процесс раскисления металла шва при введении в сварочную ванну фосфора протекает по реакции

Вводимый фосфор увеличивает жидкотекучесть меди, и это облегчает всплывание на поверхность ванны примесей и шлака.

Наряду с правильным использованием теплового режима сварки меди весьма важен и выбор размера присадки. В зависимости от толщины свариваемого металла принимают следующие диаметры присадки:

Технологии, секреты, рецепты

Имитация черного дерева (протрава).

Гладко обструганное черное (эбеновое) дерево имеет чистый черный цвет без блеска и обладает столь мелким строением волокон, что последнее невозможно увидеть невооруженным глазом. Удельный вес этого дерева очень велик. Полируется черное дерево настолько хорошо, что отполированная поверхность е. Подробнее

Имитации орехового дерева (протрава).

Обыкновенное ореховое дерево имеет светло-бурый оттенок, который даже после полирования выглядит не очень красиво. Поэтому натуральному ореховому дереву следует придать более темный тон, что достигается обработкой раствором марганцовокислого калия. Как только дерево высохнет, этот раствор наносят втори. Подробнее

Имитации розового дерева (протрава).

Розовое дерево отличается темно-красными жилками. Для имитации этого дерева берется клен, как наиболее подходящий по своему строению. Кленовые дощечки или фанеры должны быть тщательно отшлифованы, прежде чем идти в обработку, так как только в этом случае они хорошо прокрашиваются.

1) Для имитации ро. Подробнее

Имитация дубового дерева (протрава).

Варят в течение часа смесь из 0,5 кг кассельской земли, 50 г поташа в 1 литре дождевой воды, затем полученный темный отвар процеживают через полотно и варят до сиропообразного состояния. После этого выливают ее в совершенно плоские ящики из жести (крышки из-под жестянки), дают затвердеть и измельчают при. Подробнее

Имитация красного дерева (протрава).

Предназначенное для протравы дерево должно быть хорошо высушено, а нанесение протравы лучше всего производить при помощи кисти, которая после каждого употребления должна быть тотчас вымыта и высушена. Очень красивую и прочную протраву готовят, смешивая в склянке 500 г тонко измельченного сандала, 30 . Подробнее

Имитация палисандрового дерева (протрава).

Палисандровое дерево имеет темно-бурую окраску с характерными красноватыми жилками. Так как ореховое дерево ближе всего к палисандровому, то для имитации последнего и берут ореховое, с другими сортами дерева не получается такой красивой подделки.

Ореховое дерево сначала шлифуют пемзой, а потом р. Подробнее

Имитация серого клена (протрава).

В качестве серой протравы для дерева хорошо использовать растворимую в воде прочную и легкую анилиновую краску нигрозин. Раствор 7 частей нигрозина в 1000 частях воды окрашивает дерево в красивый серебристо-серый цвет, который настолько прочен, что даже по прошествии двух лет нисколько не изменяется.

Читать еще:  Какое напольное покрытие выбрать для тёплого пола, избежав ошибок

Газовая сварка меди: особенности и этапы

Особенности сварки меди

Необходимо отметить тот факт, что чем чище медь, тем лучше она сваривается. Но кроме этого на качество процесса влияют и ниже следующие факторы.

  • Как и многие цветные металлы, при соприкосновении с кислородом медь начинает окисляться. Окисел – это тонкая жаропрочная пленка, которая мешает проводить сваривание медных заготовок. Поэтому на стадии подготовки оксидную пленку обязательно удаляют разными способами.
  • Медь обладает очень большим коэффициентом линейного расширения. Он в полтора раза больше, чем у стали. Поэтому при охлаждении происходит сильная усадка. Именно этот фактор негативно влияет на качество шва, в котором во время усадки появляются трещины.
  • В нагретом состоянии медь поглощает водород и кислород. Первый внутри металла после остывания образует поры. Второй окисел на поверхности.
  • При резком нагреве и остывании структура металла меняется. Из мелкозернистой он превращается в крупнозернистую. А это увеличение хрупкости в зоне сварки.
  • Коэффициент теплопроводности у меди в семь раз больше, чем у стали. То есть, при нагреве металл быстро расплавляется, при снижении температуры быстро становится твердым. Резкий переход от одной стадии в другую становится причиной образования внутри дефектов.
  • Текучесть меди. Этот показатель в 2,5 раза больше, чем у стали. При высоком нагреве, а это иногда требуется для сваривания толстых заготовок, полная проплавка с одной стороны практически невозможна. Поэтому сварка меди и ее сплавов проводится по двусторонней технологии. Когда с одной стороны производится полная сварка шва, а с задней стороны окончательно формируется сварочный шов. Кстати, именно текучесть меди осложняет сварку в вертикальном и потолочном положении.
  • Перед тем как варить медь, необходимо понять, что прочность и пластичность материала снижается с повышением температуры. До +200С эти показатели находятся еще в норме, а вот с повышением их значение резко снижается. К примеру, при нагреве в пределах 500-550С пластичность практически падает до нуля. Поэтому высока вероятность появления внутри сварочного шва трещин. При высоком значении тока не стоит проводить двухслойное заполнение зазора между свариваемыми заготовками, даже если детали будут иметь большую толщину. Надо постараться все сделать за один проход.

Как уже было сказано выше, проще всего сваривать чистую медь без примесей или раскисленную, в которой кислорода всего 0,01%. А так как такая медь встречается редко, в основном в промышленности используются ее сплавы, то рекомендуется сварку проводить в защитных газах или флюсах с присадочными материалами, в которые входят раскислители. А именно: кремний, марганец, алюминий и прочие добавки. Кстати, сварку меди электродами (расплавляющимися) также можно проводить. Единственно – это, чтобы в стержень входили раскислители, о которых было упомянуто выше.

На автоматах или полуавтоматах под флюсом

Сварка под флюсом обеспечивает самый качественный шов по сравнению с вышеперечисленными способами.

Сварка меди полуавтоматом ведется в среде углекислого газа. Подачу флюса при этом способе осуществляют специальной присадочной проволокой.

Автоматическая сварка под слоем флюса требует стационарного дорогостоящего оборудования, поэтому при скорости и качестве используется только на предприятиях.

Технологически процесс предельно прост: будущий стык засыпают флюсовым порошком, после чего ведут процесс с подачей присадочной проволоки. При этом часть порошка расплавляется, образуя слой шлака. Излишки флюса собирают для повторного использования.

Технологический режим полуавтоматической сварки определяет сам работник, исходя из толщины заготовок, марки металла, окружающих условий, вида стыка, а также других параметров. Сюда входят:

  • диаметр электрода;
  • скорость подачи электрода;
  • скорость движения сварочной горелки;
  • объем и характеристики флюса
  • размерность импульса (при использовании импульсного тока) и т.п.

Автоматическая сварка дает возможность использования не одного, а двух и более электродов. Таким образом даже массивный шов осуществляется за один проход. Кроме того, флюсовая подушка позволяет удержать на месте расплавленный металл сварочной ванны.
Для сварки используют как неплавленые, так плавленые флюсы. Первые, их еще называют керамическими, смесь порошков различных веществ. Вторые изготавливают помолом расплава заранее смешанных добавок. Плавленые флюсы стабильнее по свойствам, поэтому для меди и ее сплавов чаще применяют их. Наиболее популярный тип А20 состоит из кремнезема, глинозема, окиси магния, фтористого натрия и раскисляющих добавок.

Стык полученный под флюсом прочностью не уступает основному металлу.

Сварка сплавов, содержащих цинк, сопровождается выделением ядовитых паров. Кроме того, сам флюс при плавлении образует вредные газообразные вещества. Наличие эффективной вентиляции либо изолирующего противогаза в подобных случаях обязательное условие.

Ручная дуговая сварка медных сплавов

Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.

Технология сварки меди заключается в следующем.

  • Производится очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений, для чего используется любой растворитель.
  • Затем счищается оксидная пленка с помощью железных щеток, наждачки или другим абразивным инструментом.
  • Далее производится сам процесс сваривания электродом.

Но так как толщина медных деталей может варьироваться в больших пределах, то и сам режим сварки будет отличаться. К примеру, для соединения заготовок толщиною 6-12 мм, необходимо разделать кромки так, чтобы образовался V-образный зазор. При этом угол между кромками должен быть в пределах 60-70°. Если используется двусторонняя сварка, то угол можно уменьшить до 50°. Зазор между деталями создается путем сдвига заготовок, чтобы между ними образовалась щель шириною 2,5% от длины самого сварочного шва.

Если раздвижение деталей не производится, то необходимо провести их прихватку. Прихватка проводится неполным проваром шва длиною по 30 мм через каждые 300 мм. При этом должен сохраняться зазор размером 2-4 мм. При самой сварке меди инвертором, доходя до прихватки, ее необходимо удалить, сбив любым ударным инструментом. Потому что двойной провар меди приведет к изменению ее структуры и появлению дефектов внутри сварочного шва.

Если свариваемый металл имеет толщину больше 12 мм, то лучше использовать Х-образную разделку кромок, а соответственно и двустороннюю обварку. Если по каким-то причинам использовать данную разделку невозможно, то можно использовать V-образную. Правда, придется полностью заполнять зазор, на что уйдет больше электродов и времени.

Полезные советы

  • Стыковые соединения варить лучше на подкладках, которые будут понижать температуру в зоне сварки и не давать металлу утекать сквозь зазор. Здесь можно использовать подкладки стальные, медные, графитовые и другие. Ширина подкладки 40-50 мм.
  • Перед сваркой меди электродом необходимо кромки подогреть до 300-400С.
  • Стержень электродов, используемых для сварки медных сплавов, должен изготавливаться из меди или бронзы с легирующими добавками (кремний, марганец и так далее).

Выбор сварочного аппарата

Каждый агрегат используется для выполнения того или иного вида работ.

При использовании электродов

Дуговая сварка медных пластин выполняется с использованием неплавящихся электродов в среде аргона. Для этого подходят аппараты Orion 150s или 250s. Они характеризуются компактными размерами, помогают быстро и качественно варить медь. Для инверторной сварки используют агрегат “РЕСАНТА САИ-220 ПН”. Он работает от бытовой электросети 220 В. Устройство снабжено охлаждающей системой, поэтому не перегревается во время работы.


Для инверторной сварки используют аппарат Ресанта.

Для приварки проволоки

При сварке таким способом используют инверторный полуавтомат “Энергомаш СА-97ПА20”. Аппарат весит не более 15 кг, работает с проволокой разного диаметра. При необходимости плавной подачи присадки стоит приобрести Shyuan MIG/MMA-290. Устройство выводит расходный материал в рабочую зону со скоростью 2-13 м в минуту. Прибор можно использовать для работы с разными электродами.

Сварочный инвертор “Союз САС-97ПА195” снабжен функцией холостого хода с напряжением 60 В. Рабочий параметр регулируется в диапазоне 15-23 В. Прибор заправляют проволокой диаметром 0,8-1 мм.

Для работы с медными проводами

В этом случае применяют такие устройства:

  1. “ТС-700-2”, предназначенный для соединения тонких медных жил. Компактный аппарат весит 4 кг, работает от бытовой сети, потребляет не более 1,5 кВт. 1 угольного электрода хватает на 700 сварочных циклов.
  2. “РЕСАНТА САИ-160”. Инвертор применяется для сваривания скруток. Производитель снабдил агрегат несколькими предустановленными режимами, облегчающими процесс настройки.
  3. “СВАРОГ ARC 160” с бесступенчатым регулятором параметров. Для подключения кабелей предусмотрены удобные разъемы. Вес аппарата составляет 4 кг, что обеспечивает удобство переноски и работы.

Рекомендуем к прочтению Как варить чугун в домашних условиях


ТС-700-2 предназначен для соединения тонких медных жил.

Сваривание угольными и графитовыми электродами

Эта разновидность сварки медных сплавов применяется редко. Угольные электроды используются при соединении заготовок толщиной до 15 мм, графитовые больше данной величины. Режим сварки:

  • Ток постоянный.
  • Полярность прямая.
  • Присадочный стержень в сварочную ванну не погружают. Расстояние 5-6 мм.
  • Процесс производится в защитном флюсе. Его наносят на присадочный стержень, который предварительно обмакивается в жидкое стекло.
  • Зазор – 0,5 мм.
  • Используется подкладка асбестовая или графитовая.
  • Медь толщиною до 5 мм варится без предварительного подогрева.
  • Сваривание необходимо проводить за один проход.

Сварка меди и алюминия

Два этих металла можно сварить двумя способами: контактной сваркой и замковым соединением. В первом случае необходимо учитывать, что алюминиевый материал обладает низшей температурой плавления, чем медь. Поэтому при стыковке нужно алюминиевую заготовку брать длиною больше, на поправку плавления.

При сварке рекомендуется проводить обдув зоны сваривания, используя для этого азот. Воздух здесь не пойдет, он тут же будет образовывать оксидную пленку. Если свариваются медные и алюминиевые трубки, то их необходимо надеть на стержень, состыковав в одной точке.

Замковое соединение – это когда на пластину из алюминия накладывается плоская деталь из меди. При этом производится сварка медной заготовки по периметру. При этом ширина шва должна быть равна толщине медной накладки. Процесс проводится с использованием графитовых вставок, которые и будут формировать шов соединения.

Содержание

  1. Подготовка медных деталей при газовой сварке
  • Подготовка сварных кромок
  • Присадочная проволока для газовой сварки меди
  • Состав присадочной проволоки
  • Выбор диаметра присадочной проволоки
  • Мощность газовой горелки при сварке меди
  • Технология и техника газовой сварки меди
  • Качество сварки при сваривании меди газовыми горелками


    При газовой сварке меди наибольшее применение получили смеси газов из кислорода и горючих газов. Среди горючих газов наибольшее распространение получил ацетилен С2Н2. Другие горючие газы используются, в основном, при сварке деталей малой толщины.

    Ацетиленокислородная газовая смесь предотвращает окислительные процессы при сварке, т.к. в металле сварного шва не происходит растворение таких газов, как водород, приводящий к образованию холодных трещин, углекислый газ, азот и др.

    Газовая сварка меди

    Медь является тяжелым (у = 8,9 г/см 2 ), ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью (примерно в шесть раз выше теплопроводности стали). Температура плавления меди 1083° С. Изготовление сварных изделий осуществляется главным образом из медных листов и труб.

    Свойства меди зависят от ее чистоты и характера механической и термической обработки. Наиболее вредными, нерастворимыми в меди примесями являются висмут, свинец, сера и кислород. Примеси висмута и свинца располагаются по границам зерен, делая медь красноломкой и хрупкой даже при очень небольшом содержании этих элементов (около 0,01%). Сера, образуя эвтектику Cu2S-Сu, также делает медь красноломкой при содержании ее около 0,1%.

    Обычной примесью в меди является кислород. Эвтектика Cu20-Си образуется при 0,38% 02 (3,4% Cu20) и в литом состоянии сильно ослабляет связь между зернами уже при содержании 02 более 0,03%. Если прокаткой или проковкой разрушить сплошные прослойки эвтектики между зернами, пластичность (относительное удлинение, определяемое на пятикратных цилиндрических образцах б5) такой меди возрастает от 10 до 25-40%. В условиях сварки такая эвтектика может образовываться как в самом металле шва (в результате наличия кислорода в основном и присадочном металлах и окисления ванны), так и в основном металле вблизи шва, где температура нагрева превышает 1064° С — температуру плавления эвтектики Сu2О-Сu.

    Для меди вреден не только кислород, но и водород, который в присутствии кислорода приводит к водородной болезни меди. Медь при повышенных температурах (>200° С) начинает снижать свою прочность. Однако если у сталей снижение прочности при повышенных температурах сопровождается увеличением пластичности, то у меди в области температур 250-550° С снижение прочности сопровождается и снижением пластичности. Поэтому в условиях жестких закреплений и значительных тепловых деформаций при сварке в этом температурном интервале могут образовываться трещины. В этих случаях нельзя выполнять швы в два прохода (так как первый проход уже создает жесткое закрепление); прихватки следует заменять скользящими закреплениями; нельзя проковывать швы при 200-550° С.

    Высокая теплопроводность меди заставляет применять большую мощность пламени. Так, для малых толщин (до 3-4 мм) мощность пламени подбирается из расчета 150-175 л/ч ацетилена на 1 мм толщины, а при толщинах до 8-10 мм мощность пламени увеличивается до 175-225 л/ч на 1 мм толщины. При больших толщинах рекомендуется использование двух и даже трех горелок, причем сварка ведется одной горелкой, а другие используются для подогрева.

    Пламя для сварки регулируется строго нормальным (B =1-1,1). Для уменьшения количества кислорода в металле шва рекомендуется: быстрое выполнение сварки, уменьшающее время контакта газов пламени с расплавленной ванной; введение в ванну раскислителей (обычно через присадку) и использование флюсов на базе окислов бора и натриевых солей. При малой толщине свариваемого металла применение флюсов нецелесообразно, так как это замедляет сварку.

    Раскислителями при сварке меди являются фосфор, кремний и марганец. Наиболее эффективно идет раскисление фосфором:

    В связи с вредным влиянием избыточных количеств фосфора в меди обычное содержание его в присадке, достаточное для раскисления ванны, равно

    0,2%, а при сварке меди толщиной более 10 мм и кремния 0,15-0,3%.

    При сварке меди применяются флюсы следующих составов:

    1) бура плавленая 100%;

    2) бура 94-96%, металлический магний 6-4% (борный шлак);

    3) бура 50%, борная кислота 35%, кислый фосфорнокислый натрий 15%;

    4) бура 50%, древесный уголь 20%, кислый фосфорнокислый натрий 15%, кремнекислота 15%.

    Однако и при применении флюсов пластичность шва получается в ряде случаев недостаточной и может быть улучшена проковкой. Проковка для тонкого металла осуществляется при температурах ниже 200° С, а для толстого — при 550-600 o С.

    Кроме теплового режима сварки весьма важным является правильный выбор размера присадки. Так, в зависимости от толщины свариваемой меди присадка должна иметь следующие диаметры:

    Присадку при сварке нельзя держать в сварочной ванне (так как это приводит к дополнительному отводу тепла и охлаждению ванны), а расплавлять ее необходимо второй зоной пламени.

    При правильно выполненной сварке и последующей проковке сварные швы обеспечивают прочность 17-22 кгс/мм 2 . При испытаниях на загиб непрокованные сварные стыковые соединения разрушаются по центру шва при углах загиба 30-50°, а прокованные (при основном металле М3) — по зоне сплавления при углах загиба 45-65°.

    В случае сварки основного раскисленного металла (меди М3С) углы загиба при испытаниях прокованных швов составляют 120-180°. Некоторое улучшение свойств сварных соединений после проковки можно получить дополнительной термической обработкой (нагрев до 550-600° С и охлаждение водой), что дает значительное измельчение структуры (рис. 60).

    Сварка меди выполняется в основном в нижнем положении с применением подкладок (из графита, просушенного асбеста) для удерживания металла в ванне при сквозном проплавлении. Сварка выполняется в один проход на всю толщину.

    При сварке стыков толстолистовой меди, расположенных вертикально, иногда применяется сварка, выполняемая одновременно двумя сварщиками (рис. 61). Выполнение таких швов требует от сварщиков специальных навыков.

    В ряде случаев сварку меди можно заменять пайкой латунью.

    Автор: Администрация

    _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

    Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

    Вы здесь

    Газовая сварка цветных металлов

    Газовая сварка меди и ее сплавов

    Медь и ее сплавы обладают большой теплопроводностью, что создает дополнительные трудности при их газопламенной обработке. Для преодоления теплопроводности меди требуется концентрация большего количества тепла, что влечет за собой перегрев металла и укрупнение его структуры. Кроме того, медь обладает низкой стойкостью к образованию трещин в массиве сварочного шва и склонностью к образованию газовых включений. Свариваемость меди во многом зависит от наличия примесей и, в первую очередь, оксидов. Чем меньше в меди содержится оксидов, тем выше ее свариваемость. Кроме того, образовавшийся при повышенных температурах оксид меди размещается по границам кристаллической решетки, что приводит к повышению хрупкости сварочного шва.

    Подготовка к сварке медных деталей заключается в тщательной зачистке до металлического блеска кромок и протравке их в азотной кислоте. Детали плотно сжимают между собой без скоса кромок. Медь варят нормальным пламенем с применением защитных флюсов, что препятствует образованию оксидов меди. Сварку ведут быстро, без перерывов в работе. В качестве присадочного материала можно использовать обычную медную проволоку, диаметр которой зависит от толщины свариваемого металла. Кроме того, для сварки меди часто используют специальную проволоку марки МСр-1. Зависимость толщины присадочной поволоки от толщины свариваемых деталей отражена в таблице 1.

    Читать еще:  XPS, как утеплитель; преимущества и недостатки

    Таблица 1. Соотношение толщин присадочной проволоки и свариваемой детали

    Толщина меда, ммДо 1,51,5-2,52,5-44-88-15Более 15
    Диаметр присадочной проволоки, мм1,5234-568

    Сварку медных деталей ведут в один слой, а при необходимости сварки листов толщиной более 10 мм работают одновременно двумя горелками с двух сторон. Для защиты сварочной ванны используют флюсы, примерный состав которых приведен в таблице 2.

    Таблица 2. Состав флюсов для защиты сварочной ванны

    КомпонентСостав флюса (помасое), %
    №1№2№3№4№5№6№7№8
    Бура прокаленная100507550507056
    Борная кислота10050253510
    Поваренная соль2022
    Фосфорнокислый натрий1515
    Кварцевый песок
    Древесный уголь
    Углекислый калий (поташ)22

    Флюсы вводят в виде порошков, пасты или подают зону сварочной ванны в парообразном состоянии.

    Для придания сварочному шву необходимых механических свойств после сварки осуществляют проковку, которую для листов толщиной до 4 мм выполняют в холодном состоянии. Листы толщиной более 4 мм перед проковкой подогревают до температуры 500 — 600°С. Необходимую вязкость сварочных швов получают при термической обработке. Для этого деталь нагревают до температуры 550 — 600°С и быстро охлаждают в воде.

    Латунь представляет собой сплав меди с цинком. В специальную латунь могут вводить дополнительные добавки алюминия, свинца, никеля, кремния и других легирующих элементов. Сварочная ванна, получающаяся при газопламенной обработке, активно впитывает в себя газы, что способствует образованию пор и трещин. Кроме того, цинк, имеющийся в составе латуни, под действием высоких температур кипит и испаряется, что сказывается на свойствах сварочного шва. Зависимость температуры кипения цинка от состава латуни отражена на рис.1.

    Рис.1. Зависимость температуры кипения цинка от состава латуни: 1 — температура кипения цинка; 2 — температура сварки; 3 — температура полного расплавления

    Для того чтобы уменьшить это отрицательное явление, при сварке создают избыток кислорода, который способствует созданию окислов. Оксиды покрывают сварочную ванну пленкой, которая снижает испарения цинка. С этой же целью вводят в виде присадки кремний, который активно окисляется под действием кислорода, создавая над сварочной ванной тугоплавкую пленку. Диаметр присадочного материала подбирают в зависимости от толщины свариваемой латуни по таблице 3.

    Таблица 3. Соотношение толщины латуни и диаметра присадочного материала

    Толщина свариваемой латуни1-22-34-56-78-10
    Диаметр присадочной проволоки, мм23579

    Марку присадочного материала подбирают, исходя из марки свариваемой латуни. Ацетилено-кислородную сварку ведут окислительным пламенем с применением флюсов, состав которых приведен в таблице 4.

    Таблица 4. Флюсы для ацетилено-кислородной сварки

    КомпонентСостав флюса (по массе), %
    №1№2№3Марки БМ-1
    Бура прокаленная1005020
    Борная кислота3580
    Фтористый натрий15
    Метилборат75
    Метиловый сирт25

    При толщине свариваемой латуни более 6 мм используют многослойную сварку, накладывая каждый последующий шов после тщательной зачистки предыдущего. Сварку латуни можно выполнять пропан-бутановыми смесями и керосино-кислородным пламенем.

    Кромки металла перед сваркой зачищают до металлического блеска и протравливают 10%-ным раствором азотной кислоты с последующей промывкой и просушкой. Швы после сварки проковывают или проколачивают, придавая им нужные механические свойства.

    Бронза представляет собой сплав меди с любым металлом кроме цинка, поэтому при ее сварке нет необходимости выполнять защиту кремнием. В зависимости от состава бронза может быть оловянистой (когда в сплаве присутствует олово) и безоловянистой, содержащей в составе алюминий, кремний, никель, хром и другие металлы, кроме олова.

    Олово является легкоплавким металлом, поэтому во избежание его выгорания не допускается избыток в пламени кислорода. Избыток в пламени ацетилена может привести к пористости шва, поэтому оловянистые бронзы варят строго нормальным пламенем. Жидкотекучесть оловянистой бронзы не позволяет выполнять сварку в других положениях шва, кроме нижнего. Присадочный материал следует подбирать того же состава, что и основной. Допускается применение в качестве присадочного материала фосфористой бронзы, потому что фосфор является хорошим раскислителем. Сварочный шов после сварки подвергают отжигу при температуре 750°С и закалке при температуре 600 — 650°С. Это позволит придать шву необходимые физико-механические свойства, что особенно важно в ответственных конструкциях.

    Бронза, имеющая в своем составе алюминий, требует нормального пламени, так как тугоплавкие окислы алюминия А120„ получающиеся при избытке кислорода, оседают на дно сварочной ванны. Флюсы используют те же, что и при сварке меди, а присадочный материал лучше использовать того же состава, что и свариваемая бронза. При наличии в бронзе кремния ответственные детали перед сваркой подвергают предварительному нагреву до температуры 300 — 350°С.

    Газовая сварка алюминия и его сплавов

    Алюминий плавится при относительно низких температурах (660°С), а его оксиды являются тугоплавкими, поэтому сварка алюминия и его сплавов при помощи газопламенной обработки требует высокой квалификации сварщика. В противном случае швы получаются с микротрещинами и с повышенной пористостью. Основной причиной образования пор является водород, который при кристаллизации алюминия остается в массиве шва. С трещинами, причиной которых является кремний, борются добавлением в алюминий железа. Для снижения вероятности образования оксидов сварку следует выполнять нормальным или слегка науглераживающим пламенем с пониженным содержанием кислорода. Не допускается применение окислительного пламени.

    Трудности, связанные со сваркой алюминия и его сплавов, требуют тщательной предсварочной подготовки свариваемых кромок, которые зачищают от окисных пленок и загрязнений. Для этого пользуются напильниками, шаберами металлическими щетками и абразивными кругами. В ответственных деталях свариваемые кромки дополнительно обезжиривают ацетоновой смывкой, бензином, дихлорэтаном или подвергают травлению 10%-ным раствором едкого натра. После обезжиривания или травления кромки промывают горячей водой и высушивают при температуре 100 — 120°С. После травления кромки подвергают дополнительной нейтрализации 10%-ным раствором азотной кислоты. Подготовку кромок для сварки выполняют не позже, чем за 3 — 6 часов до сварки. Если за это время сварку не производили, то кромки готовят вторично, так как на поверхности успевают образоваться новые окислы.

    Сборку деталей перед сваркой выполняют, исходя из толщины свариваемых деталей. При необходимости перед сваркой накладывают прихваточные швы, расстояние между которыми устанавливают по таблице 5.

    Таблица 5. Интервалы между прихваточными швами

    Толщина свариваемого металла, ммРастояние между прихватками, ммРазмеры прихваток, мм
    ВысотаДлинна
    До 1,520-301-1,52-4
    1, 5-330-501,5-2,54-6
    3-550-802,5-46-8
    5-1080-1204-68-12
    10-25120-2006-1212-26
    25-50200-36012-2026-60

    Присадочную проволоку выбирают того же состава, что и основной металл. Термически упрочняемые сплавы «АМц» варят проволокой Св АК5, содержащей кремний, который повышает жидкотекучесть сварочной ванны и снижает величину усадки шва. Сплавы типа «АМг» варят присадочным материалом с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле. После сварки шов проковывают в холодном состоянии. Составы флюсов, применяемых при газопламенной обработке алюминия и его сплавов, приведены в таблице 6. Все флюсы, применяемые для сварки алюминия и его сплавов, гигроскопичны, поэтому они активно поглощают влагу. Во избежание повышенного влагосодержания флюсы следует хранить в герметической таре. Оставшиеся после сварки флюсы удаляют промывкой в горячей воде, так как они способствуют возникновению коррозии шва.

    Таблица 6. Флюсы для газопламенной обработки алюминия

    КомпонентМарка флюса и состав (по массе), %
    АФ-4ААН-А201АН-4АВАМИКМ-1
    Хлористый калий555045
    Хлористый натрий283020
    Хлористый литий1415
    Хлористый барий7070
    Фтористый натрий37015
    Фтористый литий1530
    Криолит20

    Газовая сварка свинца

    Трудности, возникающие при сварке свинца, вызваны большой разницей температуры плавления основного металла и его оксидов. Так, свинец плавится при температуре 327°С, а его оксиды — при температуре около 888°С. Поэтому сварку свинца следует вести нормальным пламенем после тщательной предсварочной подготовки. Предсварочная подготовка свинцовых кромок подобна той, которую применяют при сварке алюминия и его сплавов. Защиту сварочной ванны выполняют флюсом, в качестве которого при небольших толщинах свариваемого металла применяют стеарин, которым натирают кромки свариваемых деталей перед сваркой. При больших толщинах свариваемых кромок в качестве флюса используют смесь стеарина с канифолью.

    Жидкотекучесть свинца вызывает трудности при сварке вертикальных швов. Такие швы в большинстве случаев накладывают при помощи кристаллизатора, представляющего собой полукольцо (рис. 2). Кристаллизатор прикладывают к свариваемым кромкам и после кристаллизации сварочной ванны, заполняющей его полость, перемещают вверх. В качестве присадочного материала применяют свинцовую проволоку или полоски свинца.

    Рис. 2. Сварка вертикального шва с кристаллизатором: 1 — кристаллизатор; 2 — присадочный пруток; 3 — горелка

    Газовая сварка меди

    Газовая сварка меди требует применения мощного пламени, во многом из-за своей высокой теплопроводности. Свариваемость меди во многом зависит от ее чистоты, наличие в ней висмута (Bi), свинца (Pb), серы (S) и озона (O3) существенно ухудшают ее свариваемость. На процесс сварки меди также отрицательно влияют наличие в ней оксида углерода и кислорода. При их взаимодействии с оксидом меди образуется углекислый газ и водяной пар, которые способствуют образованию пор в металле шва. Для того чтобы избежать образование пор, сварку меди нужно выполнять только нормальным пламенем. Чем меньше содержание кислорода O2 в меди, тем лучше она сваривается.

    При газовой сварке меди применяются угловые и стыковые соединения, в то время как нахлесточные и тавровые соединения не дают должного эффекта. В целях уменьшения теплоотвода газовую сварку меди выполняют на астбестовой подкладке.

    Пламя для сварки меди выбирают строго нормальным, так как окислительное пламя вызывает сильное окисление, а при науглероживающем пламени появляются поры и трещины. Пламя должно быть мягким и 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. Сварку выполняют как левым, так и правым способом, однако наиболее предпочтителен при сварке меди правый способ. Сварка меди ведется с максимальной скоростью без перерывов.

    При газовой сварке меди рекомендуется свариваемые изделия устанавливать под углом 10° к горизонтальной плоскости. Сварка меди ведется на подъем. Угол наклона мундштука горелки к свариваемому изделию составляет 40-50°, а присадочной проволоки — 30-40°. При выполнении 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. Газовую сварку меди выполняют только за один проход.

    На процесс газовой сварки меди оказывает большое влияние состав присадочной проволоки. Для сварки в качестве присадка применяют прутки и проволоку согласно ГОСТ 16130-72 следующих марок: Ml, MCp1, МНЖ5-1, МНЖКТ5-1-0,2-0,2. Сварочная проволока MCp1 содержит 0,8-1,2% серебра. Сварочная проволока должна плавиться спокойно, без разбрызгивания. Желательно, чтобы температура плавления присадочной проволоки была ниже температуры плавления основного металла. Для предохранения Си от окисления, а также для раскисления и удаления в шлак образующихся оксидов сварку осуществляют с флюсом. Флюсы изготовляют из оксидов и солей бора и натрия. Флюсы для сварки меди (Сu) применяют в виде порошка, пасты и в газообразной форме. Составы флюсов, применяемых для сварки меди, приведены в таблице.

    Составляющие компонентыНомер флюса
    1234567
    Бура прокаленная100255030505070
    Борная кислота7550503510
    Поваренная соль1020
    Кислый фосфорно-кислый натрий101515
    Кварцевый песок15
    Древесный уголь20

    № 5 и 6, содержащие соли фосфорной кислоты, необходимо применять при сварке проволокой, не содержащей раскислителей фосфора и кремния. Сварку Cu можно выполнять и с применением газообразного флюса БМ-1, в этом случае наконечник горелки надо увеличить на один номер, чтобы снизить скорость нагрева и увеличить мощность сварочного пламени. При использовании газообразного флюса применяют установку КГФ-2-66. Порошкообразный флюс посыпают на место сварки на 40-50 мм по обе стороны от оси шва. Флюс в виде пасты наносят на кромки свариваемого металла и на присадочный пруток. Остатки флюса удаляют промывкой шва 2%-ным раствором азотной или серной кислоты.

    Для улучшения механических свойств наплавленного металла и повышения плотности и пластичности шва после сварки металл шва рекомендуется проковывать. Детали толщиной до 4 мм проковывают в холодном состоянии, а при большей толщине — при нагреве до температуры 550- 600°С. Дополнительное улучшение шва после проковки дает термическая обработка — нагрев до 550-600°С и охлаждение в воде. Свариваемые изделия нагревают сварочной горелкой или в печи. После отжига металл шва становится вязким.

    Специфика сваривания меди и ее сплавов

    Медь широко применяется в строительстве инженерных систем современных домов и квартир. Благодаря своей надежности, устойчивости к образованию коррозии, гибкости и пластичность, ее успешно используют для водоснабжения, отопления, кондиционирования, холодильного оборудования, а также газоснабжения.

    Газовая сварка меди

    Сварка меди – это наиболее прочное соединение, которое можно выполнять как в промышленных, так и в домашних условиях. Чистая медь плавится при температуре 1083 градуса, однако в зависимости от присутствия примесей меняются и физические, и химические свойства материала.

    Особенности сварочного процесса

    Сварка меди имеет существенные различия в сравнении со свариванием черных металлов. Данный процесс может вызвать некоторые сложности за неимением опыта и в случае выполнения процедуры в домашних условиях. Основные трудности связаны с характеристиками цветного металла, а именно:

    • Хорошая электропроводность;
    • Высокий показатель теплопроводности;
    • Вступление в реакцию с газами, циркулирующими в атмосфере;
    • Склонность к окислению;
    • Высокая текучесть в расплавленном состоянии;
    • Повышенный коэффициент линейного расширения.

    Сварка меди может быть усложнена влиянием кислорода, поглощенного из атмосферы.

    Некоторые примеси цветного металла дополнительно усложняют сваривание. Речь идет о следующих веществах:

    • Свинец;
    • Висмут;
    • Сера.

    Сварка медных изделий

    В зависимости от способа получения энергии, сварка меди бывает:

    Газовая сварка: секреты технологии

    Источником получения энергии в данном способе является газовый баллон. Сварка меди, выполненная по такой технологии, позволяет получить надежное и качественное соединение. Ввиду того, что медь обладает повышенной теплопроводностью, следует применять пламя с усиленной мощностью. Рекомендуемые значения:

    • 150 литров за час при толщине трубы менее 10 мм;
    • 200 литров в час – для всех остальных изделий.

    Некоторые хитрости, выполняя которые, сварка меди газовым баллоном будет успешной, правильной и высококачественной:

    • Все действия необходимо выполнять быстро, не прерываясь. Так можно минимизировать контакт расплава с кислородом и избежать нежелательных трещин;
    • Пламя лучше использовать восстановительное;
    • Направлять пламя на трубу необходимо под прямым углом;
    • В качестве присадки рекомендуется использовать медную проволоку или любую другую металлическую при условии, что она содержит раскислители;
    • Кромку трубы необходимо зачистить до чистого металла;
    • Тепло газовой горелки следует распределять таким образом, чтобы присадка плавилась раньше трубы;
    • Для увеличения прочности сварочного шва, после сваривания изделия необходимо проковать. Делают это в холодном состоянии при условии, что толщина стенки изделия не превышает 5 мм;
    • Затем следует поддать шов отжигу при температуре 500 – 550 градусов;

    Температура менее 500 градусов станет губительной для меди, она спровоцирует потерю прочностных характеристик.

    • Последним этапом станет опускание в холодную воду.

    Схематическая газовая сварка

    Аргонодуговая сварка: особенности и рекомендации

    Аргонодуговая сварка меди, именуемая также ТИГ, выполняется с помощью аргона, или смеси аргона и гелия. Кроме того, для осуществления сварочного процесса, как в промышленных, так и в домашних условиях, потребуются вольфрамовые электроды.

    Вольфрамовые электроды относятся к неплавящимся и характеризуются хорошей устойчивостью дуги.

    Особенности выполнения соединения:

    • Если применяются вольфрамовые электроды, сваривание необходимо производить при постоянном токе;
    • Электроды лучше зачистить до чистого металла перед свариванием;
    • В процессе работы электроды рекомендуется направлять на поверхность шва;
    • В некоторых случая допускается использовать плавящиеся электроды.

    Более детально технология ТИГ сваривания изображена на рисунке:

    Технология ТИГ сваривания

    Дуговая сварка меди позволяет выполнить высококачественное соединение при правильном соблюдении технологии.

    Общая характеристика медных сплавов

    Чистая медь достаточно редко встречается. Это связано сразу с несколькими причинами. Во-первых, такой материал имеет высокую стоимость, а во-вторых, отличается недостаточной прочностью. Основными сплавами меди, что существуют на сегодняшний день, являются:

    • Бронзы;
    • Латуни.
    Читать еще:  Чем разбавить битумную мастику: советы мастера

    Латуни – это сплавы меди и цинка. Кроме того, для повышения прочностных характеристик и устойчивости к воздействию химических веществ в такие сплавы могут добавлять дополнительные компоненты (никель, кремний и т.д.).

    Бронзы – это металлы, что получают путем смешивания меди с оловом, алюминием, кремнием и другими компонентами, в случае если цинк не является легирующим элементом. Существует две основных группы этого сплава:

    • Оловянные;
    • Специальные, что содержат в качестве примесей хром, алюминий, никель, бериллий, кадмий, марганец.

    Вернуться к содержанию ↑

    Особенности сваривания медных сплавов

    Газовая сварка подходит одинаково хорошо для меди и ее сплавов. В то же время ручная дуговая сварка меди и ее сплавов значительно отличается. Это связано с загрязнением сварочного шва дополнительными примесями, что нарушает его физические свойства.

    Бронзы нормально проявляют себя при сваривании, а вот латуни теряют при нагревании цинк. Для сваривания сплавов по технологии ТИГ рекомендуется использовать присадку из такого же материала, что и само изделие. Крайне желательно, чтобы в состав присадки входило как можно большее количество раскислителей.

    Выполнение сварки с нихромом

    Некоторые сложности может представлять сваривание в домашних условиях разнородных металлов, например, меди и нихрома. Речь идет о появлении пленки оксида хрома на поверхности ванны при использовании газовой сварки. Единственным выходом может стать удаление пленки механическим путем, а рекомендации следующие:

    • Сварку нихрома необходимо производить с максимальной скоростью;
    • Не стоит перегревать изделия, лучше выполнять один проход, при повторном нагревании зачастую появляются трещины.

    Медь хорошо соединяется с никелевыми сплавами диффузионной сваркой, однако данный процесс необходимо выполнять в условиях вакуума.

    Сварка медных труб

    Сваривание медного трубопровода

    Сварка медных труб производится методом «встык» при нагреве до температуры 1084 градуса. Такая технология подходит для изделий, диаметр которых превышает 100 мм. Сварка медных труб может осуществляться такими способами:

    • Газовым баллоном;
    • Аргоновая сварка плавким электродом;
    • Сварка неплавким электродом.

    Если трубы изготовлены из чистой меди, лучшей технологией станет аргоновая сварка защитными газами, для медных сплавов оптимальный вариант – дуговая сварка. Пламя лучше использовать ацитилено-кислородное, работу выполнять непрерывно.

    Аргонная (аргоновая) сварка TIG

    Пайка медных трубок газовой горелкой: полезные советы и этапы самостоятельной пайки

    Медные трубы используются намного реже, чем металлопластиковые или полипропиленовые. Но благодаря комплексу отличных технических характеристик – теплопроводности, антикоррозийной и биологической стойкости – они встречаются в системах водоподачи, отопления, кондиционирования.

    Длинномерная продукция из меди стоит дорого, но можно сэкономить на монтаже. Например, пайка медных труб газовой горелкой доступна любому, кто захочет самостоятельно усовершенствовать систему или произвести ремонт. Мы расскажем о том, как производятся паянные соединения, приведем правила их выполнения.

    Особенности процесса пайки меди

    Суть пайки заключается в герметичном соединении двух элементов медного трубопровода с помощью нагревания и расплавления связующего материала – припоя.

    Оловянный сплав после остывания образует надежную, неразборную конструкцию, которая в дальнейшем будет использоваться для транспортировки теплоносителя, холодной воды, хладагента.

    В быту обычно применяют низкотемпературную или, другими словами, мягкую пайку, при которой температура пламени от газовой горелки не превышает 450 °С. Для нее используют легкоплавкий припой, а максимальный диаметр труб – не более 110 мм.

    Мягкая капиллярная пайка подходит для оборудования систем водоснабжения и отопления, но для транспортировки газа не применяется.

    Необходимые инструменты и материалы

    Чтобы соединения труба-труба или труба-фитинг были герметичными и со временем не утратили свои эксплуатационные качества, необходимо использовать специальный инструмент и материалы, изготовленные проверенными производителями.

    Инструменты, которые планируется применять постоянно в сборке трубопроводов из медных труб, рекомендуем покупать в специализированных маркетах, а для разовых работ сгодятся товары из китайских интернет-магазинов.

    Минимальный набор для капиллярной пайки включает в себя ряд приспособлений.

    Для удобства использования горелки иногда применяют тиски, если процесс пайки производится на столе или верстаке.

    Чтобы быстро и эффективно очистить внутреннюю поверхность трубки, вместо ручного ершика можно использовать насадку для шуруповерта.

    Подробная инструкция по пайке медных труб

    Чтобы набить руку, рекомендуют потренироваться на ненужных кусочках трубы. Приступать к серьезным работам следует, когда отработаны все навыки – точно отрезать деталь, правильно обрабатывать ее, пользоваться газовой горелкой. Процесс пайки можно разделить на 6 шагов.

    Шаг #1 – нарезка деталей

    Если нужно заменить фрагмент трубопровода или полностью собрать водопроводную/отопительную систему, потребуются куски медной трубы различной длины. Раскрой материала производится с помощью трубореза для медных труб, с критериями выбора которого ознакомит рекомендуемая нами статья.

    Обычно их соединяют посредством тройников, уголков, муфт. Также используют раструбный способ, при котором один фрагмент вставляют в другой, с расширенным концом.

    Затем берем труборез и нарезаем трубу на фрагменты нужной длины. Если работы проводятся на столе, можно использовать электротруборез или ручную модель с большим радиусом разгона. Для проведения работ в стесненных обстоятельствах, например, около стены, подойдет только компактный ручной инструмент.

    Существуют удобные роликовые варианты со стальными лезвиями. Пользоваться ими легко: нужно надеть труборез сбоку на заранее отмеченное место реза, зафиксировать храповым механизмом, а затем вращать инструмент вокруг трубы.

    Советуем не производить нарезку сразу всех фрагментов – возможно, в процессе пайки трубопровод сдвинется, изменив свою конфигурацию, и длину некоторых деталей придется менять.

    Шаг #2 – зачистка и расширение срезов

    Плотное прилегание металлических частей и равномерное растекание припоя для пайки меди гарантированы только тогда, когда максимально качественно зачищена зона соединения.

    Для этого обрабатываем оба примыкающие друг к другу фрагмента и с внутренней стороны, и с внешней:

    • Сначала снимаем фаску, чтобы уменьшить толщину металла и подготовить кромку под пайку. Для чего используем фаскосниматель – небольшой инструмент цилиндрической формы.
    • Если два отрезка трубы будут соединяться напрямую, диаметр края одного фрагмента увеличиваем специальным инструментом – расширителем.
    • Затем берем металлический ершик и обрабатываем внутреннюю сторону.
    • Мелкой наджачкой или металлической губкой зачищаем до блеска внешнюю сторону.

    Очищенная и обезжиренная зона детали отличается даже визуально.

    Если применяется муфта или уголок, перед пайкой необходимо подготовить оба конца, у тройника – все три.

    Шаг #3 – нанесение флюса

    Для соединения медных труб отопления или водоснабжения используют различные виды флюса и пасты. Их главное назначение припоя – обеспечить полноценное заполнение припоем зоны пайки, при этом подготовить металл и очистить его от окислов.

    Состав флюса может быть разным. Очистительные функции обычно выполняют хлорид цинка, соляная или борная кислота. Защиту от кислорода обеспечивает наличие канифоли, воска или смолы.

    Жидкие растворы продаются в тубах, а паста – в небольших пластиковых баночках. Кисточка для нанесения состава обычно идет в комплекте, если ее нет, то можно купить любой альтернативный вариант в канцелярском магазине – для клея или для краски.

    Наносить толстый слой считается ошибкой – при тесном контакте лишняя паста выдавливается, ее все равно приходится удалять.

    Шаг #4 – соединение деталей

    При соединении двух отрезков трубы или фитинга и трубы флюс наносят обычно на край детали, которая вставляется внутрь. Второй элемент обрабатывать флюсом нет смысла – при контакте он одинаково распределится по обеим примыкающим поверхностям.

    Проворачиваем детали относительно друг друга, чтобы паста распределилась по зоне контакта, затем ветошью убираем выступившие наружу излишки раствора.

    Выполнив соединение, необходимо как можно быстрее произвести пайку медных труб. Оставлять надолго подготовленные детали не рекомендуют, чтобы паяльная паста не утратила своих качеств.

    Шаг #5 – пайка по капиллярной технологии

    В сборке отопительных и водопроводных трубопроводов из меди применяют низкотемпературную капиллярную пайку, соответственно, подбирают легкоплавкий припой.

    Процесс пайки происходит в следующем порядке:

    • включаем газовую горелку;
    • направляем пламя на место соединения;
    • перемещаем струю пламени по всей поверхности рабочей зоны, чтобы обеспечить равномерный прогрев;
    • когда детали разогрелись до температуры плавления припоя, подносим его к зазору и касаемся в нескольких местах так, чтобы он полностью заполнил пространство между деталями.

    Если все действия выполнены правильно, припой после остывания должен образовать прочное герметичное соединение. Снаружи оно выглядит как шов, отличающийся цветом.

    Умение пользоваться горелкой, вовремя подносить и отводить ее, очень важно. Как только разогретый припой начнет втягиваться внутрь зазора, ее лучше убрать, чтобы не перегреть детали.

    Если чувствуете, что припой перестал плавиться и требуется повысить температуру, снова поднесите горелку. Проверять прочность и герметичность соединения можно только после полного остывания деталей.

    Шаг #6 – обработка швов

    Опытные мастера обычно в совершенстве владеют техникой соединения медных труб и осуществляют его буквально в течение одной минуты. При этом они касаются припоем всего в одном месте, после чего он растекается по зоне соединения и не выступает из-под верхней детали.

    Но на практике, особенно у новичков, чаще припой остается, образуя рубцы изнутри и снаружи. Внутренние в дальнейшем могут спровоцировать отложения, а внешние выглядят не эстетично, поэтому их необходимо удалить.

    Очистку можно производить наждачной бумагой, металлической щеткой или ершиком – теми же предметами, что использовались для подготовки под пайку.

    После финишных штрихов – зачистки зоны пайки – работа считается законченной. Можно приступать к следующему соединению.

    Рекомендации опытных мастеров

    Каждый этап пайки сопровождается соблюдением ряда правил, мелких, но важных нюансов. Их соблюдение напрямую влияет на результат работы.

    Газовая сварка меди. Как варить медь с помощью газовых горелок?

    Содержание

    1. Подготовка медных деталей при газовой сварке
      • Подготовка сварных кромок
    2. Присадочная проволока для газовой сварки меди
      • Состав присадочной проволоки
      • Выбор диаметра присадочной проволоки
    3. Мощность газовой горелки при сварке меди
    4. Технология и техника газовой сварки меди
    5. Качество сварки при сваривании меди газовыми горелками

    При газовой сварке меди наибольшее применение получили смеси газов из кислорода и горючих газов. Среди горючих газов наибольшее распространение получил ацетилен С2Н2. Другие горючие газы используются, в основном, при сварке деталей малой толщины.

    Ацетиленокислородная газовая смесь предотвращает окислительные процессы при сварке, т.к. в металле сварного шва не происходит растворение таких газов, как водород, приводящий к образованию холодных трещин, углекислый газ, азот и др.

    Подготовка медных деталей при газовой сварке

    Перед началом газовой сварки, медные изделия очищают от масел, грязи и оксидных плёнок. При этом, ширина очищаемого участка должна составлять не менее 30мм от места соединения. Очистку выполняют либо вручную, либо на специальных машинах, оснащённых стальными щётками для чистки.

    Последующая очистка свариваемых деталей производится непосредственно, в ходе сварки, химическим путём, при воздействии флюса.

    При сварке меди чаще всего применяются стыковые соединения. Тавровые и соединения внахлёст распространены меньше, т.к. в тавровых соединениях образуются подрезы, а в соединениях внахлёст существует большая вероятность непровара.

    По возможности, лучше заменять соединения внахлёст на торцовые соединения. Например, при вваривании днища в цилиндрический сосуд, см. рисунок:

    На рис. а показано не рекомендуемое соединение, выполняемое внахлёстку, а на рис. б) представлено торцевое соединение, которое выполнить гораздо легче.

    Если необходимо выполнить соединение внахлёст, то выполнять сварной шов нужно по толстому листу, со стороны тонкого листа. Если выполнить шов по тонкому листу, это приведёт к его прожигу, см рисунок:

    Тавровых соединений при газовой сварке меди необходимо избегать, т.к. качество сварки у них плохое.

    Подготовка сварных кромок при сварке

    При сварке медных листов с толщиной 1,5-2мм рекомендуется выполнять отбортовку свариваемых деталей по всей толщине металла.

    При сварке листов, толщина которых не превышает 3мм, разделка под сварку не производится. Детали собираются встык, с зазором 1,5-2мм для обеспечения провара. Чтобы ещё улучшить провар, сварку можно выполнять на подкладках с жёлобом. Также без разделки кромок можно выполнять сварку деталей, толщиной до 8мм, если сварку производить с двух сторон. В этом случае зазор при сборке составляет 3мм.

    При сварке медных листов толщиной 3-10мм, рекомендуется выполнять скос кромок под углом 45° и с притуплением углов кромок радиусом 1,5-2мм. Зазор при сборке деталей составляет 2-3мм.

    При сварке листов, толщиной больше 10мм, лучше всего выполнить V-образную разделку сварных кромок с суммарным углом 90° и притуплением углов кромок до 5мм. Сварка деталей большой толщины достаточно сложная и выполняться должна сразу двумя горелками, при вертикальном расположении стыка.

    Присадочная проволока для газовой сварки меди

    Состав присадочной проволоки

    При сварке малоответственных изделий, в качестве присадочной проволоки может быть использована медная проволока того же состава, что и свариваемые детали. Но, если необходимо обеспечить высокое качество шва, необходимо применять проволоку, в состав которой входит раскислитель. Поэтому, для сварки медных листов толщиной до 10мм, в присадочную проволоку вводится фосфор, а при толщине более 10мм, дополнительно вводится кремний. Фосфор способствует восстановлению меди из окислов. Восстановление протекает по реакции:

    Другие примеси должны находиться в незначительном количестве и температура плавления присадочной проволоки не должна быть ниже температуры плавления основного металла больше, чем на 100°C.

    Не рекомендуется применение присадочной проволоки из оловянистых бронз, т.к. их температура плавления на 150°C ниже, чем у меди. Из-за этого практически невозможно обеспечить хороший провар.

    Выбор диаметра присадочной проволоки

    Согласно многочисленным опытам, проведённым на практике, установлено, что при газовой сварке меди не рекомендуется применять присадочную проволоку, диаметром менее 1,5мм и более 8мм. Диаметры проволоки можно выбрать по таблице, в зависимости от толщины свариваемых деталей:

    Мощность газовой горелки при сварке меди

    Мощность газовой горелки при сварке цветных металлов и сплавов на основе меди, существенно отличается от мощности при сварке чёрных металлов. Связано это с тем, что теплопроводность у меди значительно выше, чем у стали. Если сварка выполняется без предварительного подогрева, то мощность горелки определяется по формуле:

    Если сварка происходит с предварительным подогревом, то мощность будет меньше:

    При сварке медных листов большой толщины рекомендуется общий предварительный подогрев до температуры 400-500°C и мощность горелки находится по формуле:

    В этих формулах W — мощность горелки, приведённая к расходу ацетилена в час
    s — толщина свариваемых листов, мм.

    Технология и техника газовой сварки меди

    При газовой сварке медных листов, толщиной до 5мм, их рекомендуют устанавливать под углом наклона 7-10° к горизонту для лучшего заполнения разделки. Сварку ведут по направлению подъёма листов. Угол наклона газовой горелки при всех видах сварки (за исключением вертикальной сварки) выбирают 40-50°. Угол наклона сварочной проволоки 30-40° по отношению к листам.

    Сварку больших толщин (более 15мм) рекомендуется выполнять при вертикальном расположении сварного шва. Сваривание металла выполняют с двух сторон, двумя горелками одновременно. Угол наклона горелки равен, в этом случае, 90°.

    При сварке медных листов толщиной свыше 20мм, сварку вертикальных швов рекомендуется выполнять участками, длиной 80-150 мм. При этом, процесс сварки прерывают для проковки выполненных швов.

    Для уменьшения коробления листов и предотвращения образования горячих трещин при сварке без прихватки, листы рекомендуется раздвигать по углом друг к другу. При этом, получившийся зазор не должен превышать 2% от длины сварного шва, см. рисунок справа.

    Если сварка выполняется с прихватками, то сварку начинают выполнять не с начала стыка, а отступив от него на расстояние, примерно 1/3 длины сварного шва. При этом, сварку 2/3 длины ведут ступенчатым швом в одном направлении, а сварка оставшейся 1/3 длины — в другом направлении.

    Схема такого способа показана на рисунке слева. Такая техника выполнения швов рекомендуется не только при газовой сварке, но и при других способах сварки медных листов в стык.

    Газовая сварка меди всегда выполняется за один проход, с одним сварочным слоем. Многослойные сварные швы не допускаются, т.к. это приводит к образованию дефектов в сварных швах (пор в металле).

    Качество сварки при сваривании меди газовыми горелками

    Качество сварки медных изделий с помощью газовых горелок зависит от режимов сварки, состава флюса и присадочной проволоки, и вида сварного соединении.

    Газовая сварка меди в химическом приборостроении уступает другим способам сварки из-за их низкой производительности. При тавровом соединении газовая сварка меди не обеспечивает хорошего качества и даже у опытных сварщиков часто получается брак. При перегреве расплавленной ванны образуется сварной шов с большой пористостью, поэтому, не следует доводить расплавленный металл до излишней подвижности.

    Проковка сварного шва при газовой сварке меди, увеличивает его качество. Однако, при сварке листов, толщиной менее 4мм, проковка пользы не принесёт, т.к. сварной шов получается хрупким, с большими внутренними напряжениями. При сварке листов больших толщин проковка тоже не приносит заметной пользы, т.к. уплотняется лишь верхняя часть сварного шва.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector