Сварка меди и ее сплавов

Дата: 2015-03-08 12:44
 

Сварка меди затрудняется ее высокой теплопроводностью, высокой текучестью, способностью сильно окисляться в нагретом и особенно в расплавленном состоянии. На свариваемость меди оказывают большое влияние примеси, входящие в ее состав (кислород, висмут, свинец, сера, фосфор, сурьма, мышьяк); особенно отрицательно влияет висмут. При нагреве и расплавлении медь, окисляясь, образует монооксид меди Cu2O, который, реагируя с водородом, растворенным в металле, вызывает склонность меди к поверхностным трещинам (водородной болезни). Для предупреждения этого следует снижать количество водорода в зоне сварки (прокалка электродов и флюсов, применение осушенных защитных газов; особенно хорошо использовать азот). Наилучшую свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая не более 0,05 % примесей.

Для меди и сплавов на ее основе могут быть использованы все основные способы сварки плавлением.

Ручная сварка угольным или графитовым электродом получила ограниченное применение преимущественно для малоответственных изделий. Электрод затачивают на конус на 1/3 его длины, сварку ведут постоянным током прямой полярности. Плотность тока на электроде обычно составляет 200—400 А/см2 (табл. 11).

Сварку ведут длинной дугой во избежание вредного влияния на сварочную ванну выделяющегося СО. С этой же целью, а также в связи с возможностью охлаждения ванны присадочный материал не погружают в ванну, а держат под углом примерно 30° к изделию на расстоянии 5—6 мм от поверхности ванны. Угольный электрод держат под углом 75—90° к свариваемому изделию. Для защиты расплавленного металла от окисления применяют присадочный материал с раскислителем — фосфором, а также флюс (94—96 % прокаленной буры, 4—6 % металлического магния). Флюс наносят на смоченную жидким стеклом поверхность прутка или на свариваемые кромки в виде пудры и просушивают на воздухе.

При толщине металла свыше 5 мм стыковое соединение сваривают с разделкой кромок под углом 70—90°. Сварку ведут на графитовой или асбестовой подкладке с зазором между свариваемыми кромками не более 0,5 мм, электрод наклоняют углом вперед на 10—20° к вертикали. После сварки рекомендуется проковка швов.

Ручную сварку покрытыми электродами выполняют на постоянном токе обратной полярности короткой дугой без поперечных колебаний (табл. 12). Лучшее формирование шва обеспечивает возвратно-поступательное движение электрода. Удлинение дуги ухудшает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, снижает механические свойства сварных соединений.

Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок и подогрева. При толщине металла 5—10 мм необходимы предварительный подогрев до температуры 250—300 °С и односторонняя разделка кромок с углом 60—70° и притуплением кромок 1,5—3 мм. При значительных толщинах рекомендуется Х-образная разделка.

Медные электроды диаметром менее 3 мм применяют редко вследствие низкой механической прочности стержня. Электроды марок АНЦ-1 и АНЦ-2 обеспечивают выполнение сварки без подогрева меди толщиной до 15 мм или с невысоким (250—400 °С) подогревом для металла больших толщин.

Ручную аргонодуговую сварку выполняют вольфрамовым электродом постоянным током прямой полярности в аргоне высокой чистоты, а также в среде гелия, азота или их смеси и водорода. Металл толщиной более 4 мм сваривают с предварительным подогревом до температуры 800 °С. В качестве присадки используют прутки из раскаленной меди, медно-никелевого сплава (МНЖКТ-5-1-0,2-0,02), бронзы (БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3), а также специальных сплавов, содержащих эффективные раскислители — редкоземельные металлы. Для металла толщиной свыше 5—6 мм применяют V-или Х-образную разделку кромок с углом раскрытия 60—70°. Сварку ведут обычно справа налево при наклоне электрода по отношению к изделию углом вперед на 80—90°. Угол наклона присадочной проволоки 10—15°, вылет электрода 5—7 мм.