Газовая сварка меди

Первое, что надо помнить — медь сильно окисляется. Образующийся оксид снижает пластичность и механическую прочность сварного шва. Помимо всего, появляются мелкие трещины в расплавленном металле «водородная болезнь». Это и объясняет необходимость обязательного использования флюсов при работах с медью. Роль флюсов заключается в растворении образующихся оксидов. Оксиды трансформируются в легкоплавкие шлаки. А чтобы закиси меди не образовывались в металле шва, необходимы присадки (марганец, кремний). Для указанных целей рекомендуется и использование меди с пониженным содержанием кислорода (до 0,01%). Флюсы и присадочные металлы даны в таблицах.

Таблица 1. Флюсы для газовой сварки меди

номер флюса бура прокален- ная борная кислота калий фосфорно- кислый кварцевый песок древес- ный уголь поварен- ная соль углекислый калий
1 100
2 100
3 50 50
4 75 25
5 50 35 15
6 50 15 15 20
7 70 10 20
8 56 22 22

Таблица 2. Металлы присадочные

Назначение Марка меди Состав
Для ответственных конструкций небольшой толщины М-1 Медь чистая электролитическая
Для ответственных конструкций МСр-1 Медь с 0,8 — 1,2% серебра
Тоже МНЖ-5-1 Медь с раскислителем — 0,2% фосфора
Тоже МНЖКТ-5-1-0,2-0,2 Медь с раскислителем — 0,2% фосфора и 0,3% кремния, 0,2% марганца
Для слабонагруженных конструкций М-0 Медь для раскислителей

Дополнительные трудности возникают при газовой сварке меди из-за ее уникальных теплофизических свойств. Медь обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью (в 6 — 7 раз выше, чем у стали), повышенным коэффициентом линейного расширения при нагревании (в 1,5 раза выше, чем у стали).

Эти свойства обусловливают большую, чем при сварке стали, зону термического влияния и приводят к появлению значительных тепловых деформаций, которое могут вызывать при охлаждении сварного шва значительные напряжения.

Некоторыми технологическими приемами можно устранить нежелательные последствия при сварке меди.

К примеру, сварку можно вести на увеличенных скоростях. Это уменьшит время соприкосновения пламени с жидким металлом. Для этого надо предварительно подогреть свариваемые кромки. Наконечник для сварки меди всегда будет на 1 — 2 номера больше, чем наконечник для сварки стали. Это общее правило, и его надо знать без обращения к специальным источникам. Разрушить оксидные прослойки после сварки можно путем проковки шва в горячем состоянии. Обычно медь сваривается в виде стыковых и угловых соединений. Сварка впритык (тавровое соединение) и сварка в кромку применяется только при ремонте. Внахлестку медь не сваривается. Медь сваривается только в один слой т.к. при накладывании второго слоя большая вероятность появления трещин. При сварке меди надо соблюдать технологическую последовательность операций. В противном случае полученный сварной шов не будет соответствовать предъявляемым требованиям.

Подготовка свариваемых деталей. Для этого надо зачистить как кромки свариваемых изделий (деталей), так и прилегающую к ним поверхность металла. Очищать можно как механическим, так и химическим путем. Затем надо собрать свариваемые детали, закрепить их (лучше всего в кондукторе) и сделать прихватки. Прихватки — это короткие швы (не более 5 мм) с интервалом между ними в 70 — 100 мм. Если свариваются детали, имеющие значительную толщину, то длина прихваток составит не менее 20 мм при интервале между ними в 400 — 500 мм.

Установка свариваемой детали (свариваемых деталей). Свариваемые детали надо располагать под углом 7 — 10° к горизонтальной плоскости, чтобы лучше заполнялись зазоры кромок (разделка кромок).

Установка режима сварки. Мощность горелки регулируется, исходя из следующего расчета 155 — 175 л/ч ацетилена на 1 мм свариваемой толщины (при толщине 3 — 4 мм). Если толщина больше, порядка 8 — 10 мм  175 — 225 л/ч на 1 мм толщины. Пламя должно быть нормальным, мягким.

Процесс сварки. Свариваемые кромки нагреваются, на них в виде пасты наносится флюс. Флюсом покрывается и присадочный пруток. Расплавить присадочный пруток, расположив его над местом сварки близко от сварочной ванны для уменьшения ее оксидирования. Установить горелку под углом наклона к свариваемому изделию 30 — 40°, присадочной проволоки 30 — 40°, расположить ядро пламени на расстоянии 6 — 10 мм от расплавленного металла и выполнить сварку восстановительной зоной пламени в один проход снизу вверх: левым способом при толщине листов до 5 мм, а при большей толщине — правым способом. Во время сварки периодически добавлять флюс непосредственно в зону сварки на кончике присадочной проволоки, непрерывно перемешивая жидкий металл присадкой, извлекая ее возможно реже из ванночки.

Завершение процесса сварки. После сварки шов проковать: при толщине листов до 4 мм — в холодном состоянии, при больших толщинах — при температуре до 500°С; принять меры предосторожности против резкого охлаждения сварного соединения под воздействием сквозняков или притока холодного воздуха. Очистить шов 2% раствором серной или азотной кислоты и промыть водой для удаления остатков флюса.