При этом методе детали толщиной более 2 мм соединяются с помощью плавящихся электродов и постоянного тока обратной полярности. Процесс по сути такой же, как и при сварке стали, за исключением того, что электрод приводится в движение без поперечных колебаний, а дуга остается короткой. Сварной шов формируется за счет возвратно-поступательных движений.
Качественная сварка меди в домашних условиях
Прежде чем перейти к процессу сварки меди, необходимо вспомнить немного школьной физики. Это не должно вас удивлять, ведь без теоретических знаний никто не сможет полностью освоить весь процесс сварки медных изделий. Прежде всего, следует помнить, что медь обладает очень высокой теплопроводностью. Однако температура плавления меди намного ниже, чем соответствующий параметр стали. Из этого следует, что сварка меди будет сильно отличаться от сварки стали. Проще говоря, в процессе сварки быстро нагревается не только непосредственная зона сварки, но и вся заготовка.
Кроме того, при сварке в домашних условиях вы должны очень точно чувствовать момент плавления металла, так как малейшая невнимательность приведет к возгоранию меди.
Кроме того, расплавленная медь имеет и другие негативные стороны для сварщика: в этом состоянии металл довольно жидкий, что обусловлено его высокой плотностью.
Второй момент — химический: медь в расплавленном состоянии быстро взаимодействует с газами, что приводит к появлению в зоне сварки различных соединений меди.
Из этих свойств следует сделать несколько важных выводов:
- Время сварки должно быть очень коротким, чтобы вся деталь не успевала прогреваться.
- Сварку необходимо вести при очень высоких температурах, но концентрировать направление теплового потока именно в место сваривания.
- Быстрое охлаждение мест сварки является одним из важных факторов.
Разобравшись с теорией, можно перейти к вопросу о том, как сварить медь в домашних условиях. Существует несколько способов сварки меди. Поскольку они принципиально отличаются друг от друга, их следует рассматривать отдельно.
Газовая сварка меди, технологии и материалы
Это, пожалуй, самый распространенный метод сварки. Кроме того, сварка обладает отличной прочностью, что делает этот метод популярным и востребованным. Для этого метода сварки вам понадобятся:
- баллоны с ацетиленом;
- газовые горелки;
- медную проволоку;
- асбест.
Если толщина медной детали не превышает 10 мм, сварку можно выполнять однопламенной горелкой. Если толщина больше, необходимо использовать два резака одновременно, причем второй резак используется для нагрева. Для снижения теплоотдачи следует использовать асбестовые плиты. Для сварки предпочтительно использовать обычную электрическую медную проволоку, которую предварительно следует очистить от краски или изолировать другим способом. Если медь уже была подготовлена заранее, ее следует зачистить. То же самое рекомендуется сделать с кромками свариваемых деталей. Этим не следует пренебрегать, поскольку это уменьшает вероятность того, что медь станет кислой.
Итак, вы готовы и полны решимости сварить медь в домашних условиях. И вот как это делается: нагретые точки сварки в непосредственной близости друг от друга, будьте осторожны, чтобы не перегреть. Направьте конденсированное пламя непосредственно на саму проволоку (наконечник), перпендикулярно сварному шву. Следите за тем, чтобы проволока плавилась перед краями изделия, и не прерывайте процесс до завершения всего сварного шва. Прерывание почти всегда приводит к перегреву определенных участков заготовки и, как следствие, к трещинам и окислению меди. И то, и другое вам совершенно не нужно. Полученный шов следует подделать. Для тонких деталей следует использовать холодную ковку. При толщине более 5 мм ковка должна производиться при температуре около 200 градусов. Температура детали может быть выше, но следует помнить, что ее нельзя ковать при температуре 500 градусов, так как образуется зерно металла, и она будет очень хрупкой. Рекомендуется отжигать сварной шов и поковку при температуре около 500 градусов и быстро охлаждать погружением в воду. На этом сварка меди завершена.
Аргонно-дуговая сварка меди
Медь сваривается с помощью сварочного аппарата постоянного тока, при этом используется нерасходуемый вольфрамовый электрод. Этот процесс похож на обычную сварку — вольфрамовый электрод нагревается до очень высокой температуры, и медь очень быстро плавится. Самым важным в этом типе сварки является быстрое охлаждение швов. Для этой цели используется аргон. Для этого процесса сварки можно использовать ту же медную проволоку, если она была предварительно очищена от оксидных отложений. Если толщина свариваемой меди велика, сварка осуществляется путем предварительного нагрева заготовки. Это обеспечивает более глубокое проникновение медных слоев и повышает прочность сварного шва.
Аргонная сварка используется для ремонта медных конструкций и особенно эффективна в труднодоступных местах. В производстве этот метод завоевал хорошую репутацию. Но сварка может быть хорошо выполнена и в домашних условиях при наличии необходимого оборудования. Кстати, при наличии инверторного сварочного аппарата и специальных плавящихся электродов для сварки меди процесс сварки может осуществляться по аналогии со сваркой стали. Вы не заметите никакой принципиальной разницы. Можно сказать, что вертикальная сварка этим методом намного сложнее, чем горизонтальная.
Особенности
Следует отметить, что сварка меди совершенно аналогична сварке ее сплавов. В различных источниках эти термины используются как синонимы. Температура плавления меди составляет 1080-1083 градуса (колебания, по-видимому, связаны с допустимыми стандартными примесями). Когда металл нагревается до 300-500 градусов, он становится хрупким (специалисты называют это свойство горячей хрупкостью). В расплавленном состоянии медь начинает поглощать водород и кислород.
Однако эти трудности успешно преодолеваются многими сварщиками. Использование газовой сварки широко распространено. Однако использование покрытых электродов не рекомендуется, так как это неизбежно приводит к засорению металла шва.
Поскольку медь очень хорошо поглощает тепло, ее необходимо сваривать большими токами. Это также затрудняет работу на дому.
Образование оксида меди во время процесса требует быстрых действий. Поэтому сварщик не должен отвлекаться. Имеет смысл браться за эту работу, если у вас есть определенный опыт.
Среди цветных металлов наиболее распространена сварка меди с алюминием. В этом случае, однако, следует ожидать промежуточной фазы, которая особенно восприимчива.
Необходимо следить за тем, чтобы поверхность меди оптимально смачивалась алюминием. Также часто возникает необходимость в сварке меди со сталью (обычно называемой железом). Все, что требуется для успеха, — это нагреть металл до нужной температуры. Сварка взрывом иногда используется на крупных заводах, но по понятным причинам недоступна обычному сварщику. Красная медь и сталь обычно соединяются дуговой сваркой металлическими электродами.
Способы
Широко используется инверторная сварка меди. Угол наклона в этом случае не должен превышать 20 градусов, а работа должна выполняться с перерывами. Инвертор должен генерировать постоянный ток. Металлическая поверхность охлаждается между отдельными участками (длиной не более 40 мм). Следует помнить, что электрод все равно должен быть покрыт защитной оболочкой.
Однако его выбирают для того, чтобы минимизировать окисление сварного шва и образование пористых участков. Используются катаные провода.
В некоторых случаях также используется сплав меди с кремнием или сплав меди с марганцем. Подается постоянный ток с обратной полярностью.
Рабочая скорость может достигать 15 метров в час, в зависимости от силы тока и диаметра используемой проволоки.
Толстая медь должна быть охлаждена и зачищена послойно перед дальнейшей сваркой. С другой стороны, малые и средние структуры должны быть объединены в единый подход, что гораздо быстрее и качественнее. Для снижения риска образования трещин стыки выполняются в противоположном направлении. Треть длины обрабатывается за пределами поверхности на противоположной стороне.
Инверторная сварка рассматривается по-другому. В этом случае сварка производится в самом нижнем положении. Для улучшения качества сварного шва по нему наносят удары кувалдой или молотком. Стальные подложки способствуют более безопасной установке. В целом, перевернутое медное соединение очень стабильно. Однако следует помнить, что хотя проволочные добавки повышают прочность материала, они также снижают его деформируемость.
Промышленная компания, имеющая большие заказы, естественно, использует полуавтоматические или даже автоматические машины. Для соединения мелких деталей используются неплавящиеся электроды и специально подобранные флюсы. Перед сваркой меди полуавтоматом необходимо зачистить кромки. Конические сварочные аппараты используются при необходимости обработки крупных деталей. При обработке толстых и крупных медных деталей технологические зазоры не требуются.
Большие детали не могут быть соединены без предварительного нагрева. Камера для выпечки должна быть предварительно разогрета до 250 градусов. Используется тонкая сварочная проволока.
Прочность соединения определяется выбором флюса и проволоки. Но на него также влияет химический состав свариваемых объектов.
Медь иногда сваривают аргоном. Профессиональные сварщики обычно считают, что это один из лучших методов. Аргоновая сварка также может использоваться для изготовления декоративных предметов. При сварке постоянным током используются вольфрамовые электроды. Используя переменный ток, можно легко обрабатывать алюминий-медь.
Однако здесь есть несколько тонких нюансов:
- толстые изделия соединяют иногда и без присадочных проволок;
- горелку водят в режиме совершения зигзагообразных колебаний;
- бороться с прожогами тонких элементов помогает сварка короткими швами с постепенным отводом горелки.
Выбор припоя
Сварка меди высокотемпературными сварочными аппаратами плавлением нецелесообразна. Эти материалы могут сжечь медный слой. Мягкие (низкопрочные) сварочные материалы с низкой температурой плавления являются более привлекательными. Твердые материалы подходят только для толстостенных труб и подобных изделий. Но их выбор — прерогатива профессиональных сварщиков.
Сварка медных труб для газораспределительных сетей должна производиться сварочными сплавами, содержащими серебро. Такие соединения гарантируют превосходную прочность сварки. Они вибронейтральны, что особенно важно для сетей на промышленных предприятиях и вблизи транспортных магистралей. Устойчивость к разрушительным воздействиям изнутри и снаружи также будет высокой.
