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;
• Аргонодуговая.

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.

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.

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.

Сваривание меди

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