Последние Статьи
Сварочные трансформаторы для электродуговой сва ...»
Несколько упрощая, можно сказать, что плазма об ...»
Сварочный трансформатор содержит в себе силовой ...»
Сварочный трансформатор преобразует сетевое нап ...»
Плазменная резка получила широкое распространен ...»

Сварочные аппараты и сварка меди

Сварочные аппараты и сварка меди

Медь, а так же медные сплавы предлагают уникальные сочетания свойств материала, что делает их выигрышными для большинства производственных условий. Они имеют широкое применение из-за их хороших свойств электро- и теплопроводности, низкого показателя трения, высокой стойкости к коррозии, а так же отличными характеристиками прочности и сопротивления усталости.

Металлургия медных сплавов и их свариваемость

Многие распространенные металлы сплавляются с медью для приобретения самых разнообразных сплавов меди. Особенно распространенные легирующие элементы это алюминий, никель, кремний, олово и цинк.

Другие элементы легируют медь в маленьких количествах для совершенствования некоторых показателей материала, таких как устойчивость к коррозии, а так же механической обработке.

Медь и ее сплавы делятся на 9 основных групп:

- Чистая медь, содержащая не менее 99,3% Cu

- Сплавы меди, содержащие до 5% легирующих элементов

- Медно-цинковые сплавы (латуни), которые содержат до 40% Zn

- Медно-оловянные сплавы (оловянно фосфористые бронзы), которые содержат до 10% олова, а так же 0,2% P

- Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевые бронзы), которые содержат до 10% Al

- Медно-кремниевые сплавы (кремниевая бронза), которые содержат до 3% Si

- Медно-никелевые сплавы, содержащие до 30% Ni

- Медно - цинково - никелевые сплавы (нейзильберы), которые содержат до 7% цинка, а так же 18% Ni

- Особые сплавы, которые содержат легирующие элементы для повышения свойств или же показателей, к примеру, обрабатываемости

Многие медные сплавы имеют свои наименования, такие как бескислородная медь (не менее 99,95% Cu), бериллиевая бронза (от 0,02 до 0,2% Be) и морская латунь (Cu40Zn).

В результате добавления в состав медного сплава хрома и циркония получается жаропрочный медный сплав БрХЦр (CuCrZr), используемый для изготовления электродов для контактной и шовной сварки, а также контактных сварочных наконечников для горелок полуавтоматической MIG MAG сварки. Эти наконечники отличаются высокой износостойкостью.

Многие физические свойства медных сплавов имеют очень важное значение для сварочных процессов, такие как температура плавления, показатель теплового расширения, а также электро- и теплопроводность. Некоторые легирующие элементы существенно уменьшают электрическую и теплопроводность меди.

Воздействие легирующих элементов на свариваемость меди

Некоторые легирующие элементы имеют выраженный эффект на свариваемость меди, а так же медных сплавов. Небольшое количество летучих, токсичных легирующих элементов достаточно часто присутствуют в меди и ее сплавов. В итоге, требования высокоэффективной системы вентиляции для надежной защиты сварщика или же оператора сварочного робота или же автоматической установки являются очень важными.

Цинк снижает свариваемость всех латуней пропорционально его процентному содержанию в сплаве. Цинк имеет низкую температуру кипения, в результате чего происходит выделение токсичных паров при сварке медно-цинковых сплавов.

Олово повышает вероятность возникновения горячих трещин при сварке, когда его содержание в сплаве составляет 1-10%. Олово, по сопоставлению с цинком, существенно менее летуче, а так же токсично. В процессе сварки олово может окисляться. В результате могут возникать оксиды, снижающие прочность сварного соединения.

Бериллий, алюминий и никель образуют оксиды, которые следует удалить перед сваркой. Образование данных оксидов в процессе сварки должно быть предотвращено защитным газом либо флюсом и применением соответствующего сварочного тока. Оксиды никеля мешают дуговой сварке медных сплавов меньше, чем оксиды бериллия и алюминия. Стало быть, цинково-никелевые и медно-никелевые сплавы менее чувствительны к типу сварочного тока, используемого в процессе. Сплавы, содержащие бериллий также производят токсичные газы в процессе сварки.

Кремний оказывает, можно сказать, целебное воздействие на свариваемость медно-кремниевых сплавов, благодаря раскислению.

Кислород может вызвать пористость , а также уменьшить прочность сварных швов, содержась в некоторых сплавах меди, которые не содержат достаточного количества фосфора или же других раскислителей. Кислород может находиться как свободный газ или закись меди. Чаще каждого, для того чтобы избежать этого, медные сплавы содержат раскислительный элемент, как правило, это фосфор, кремний, алюминий, железо или же марганец.

Железо и марганец незначительно влияет на свариваемость сплавов, которые их содержат. Железо, как правило, присутствуют в некоторых особых латунях, алюминиевых бронзах , а также медно-никелевых сплавах в количестве от 1,4 до 3,5%. Марганец традиционно применяется в тех же сплавах, но в более низких концентрациях, чем железо.

Свинец, селен, теллур и серу добавляют в медные сплавы для совершенствования их обрабатываемости. Эти легирующие элементы, в то время как улучшают обрабатываемость, и оказывают существенное влияние на свариваемость сплавов меди, делают сплавы более восприимчивыми к горячим трещинам. Свинец является самым вредным из легирующих элементов по отношению к чувствительности к горячим трещинам.

Другие факторы, влияющие на свариваемость меди, а так же её сплавов

Кроме того, что легирующие элементы, которые входят в состав сплава меди, влияют на его свариваемость, существуют и другие факторы, также на это влияющие. Это такие факторы, как теплопроводность сплава, защитный газ, тип сварочного тока, используемого в процессе сварки, тип сварного соединения, положение сварки, а так же состояние свариваемой поверхности.

Влияние теплопроводности

Поведение меди, а так же медных сплавов при сварке существенно зависит от их теплопроводности. Медь и сплавы меди с низким содержанием легирующих элементов наделены высокой теплопроводностью. Именно поэтому, для предотвращения диссипации, тип сварочного тока и защитный газ должны быть выбраны, чтобы обеспечить наивысший ввод тепла в сварной шов. В зависимости от толщины свариваемого изделия, может понадобиться заблаговременный нагрев деталей из медных сплавов с низкой теплопроводностью. Промежуточная температура должна быть такой же, как и для подогрева.

Положение сварки

В связи с крайне неустойчивыми характеристиками меди, а так же ее сплавов, для сварки предпочтительно используется нижнее положение. Сварка в горизонтальном положении применяется в некоторых случаях тавровых и угловых швов с разделкой кромок.

Горячие трещины

Медные сплавы, такие как медно-оловянные и медно-никелевые, восприимчивы к образованию горячих трещин при температурах затвердевания. Данная особенность проявляется во всех медных сплавах в диапазоне перехода от температур ликвидуса до солидуса. Горячие трещины могут быть минимизированы за счет сокращения свободы перемещения изделия в процессе сварки. Так же их возникновение минимизируют за счет подогрева, чтобы замедлить скорость охлаждения и снизить величину сварочных напряжений.

Пористость

Некоторые элементы (к примеру, цинк, кадмий и фосфор), имеют низкую температуру кипения. Испарение данных элементов в процессе сварки может привести к пористости. При сварке сплавов меди, содержащих эти элементы, пористость может быть минимизирована за счет более высокой скорости сварки и соответствующих сварных соединений для применения меньшего количества присадочных материалов.

Состояние поверхности

Жиры, а так же окислы на рабочей поверхности должны быть удалены перед сваркой. Для этого может быть использована проволочная щетка. Смазка, краска, грязь и другие подобные засорения на медно-никелевых сплавах может привести к охрупчиванию и должны быть тщательно удалены перед сваркой.

Дуговые процессы, применяемые при сварке меди

Процессы дуговой сварки имеют первостепенное значение при производстве изделий из меди. Основные применяемые процессы это ручная дуговая сварка покрытым электродом (MMA), аргонодуговая сварка (TIG) неплавящимся вольфрамовым электродом, а так же полуавтоматическая (MIG MAG) сварка плавящимся электродом. Так же, но несколько реже применяют такие процессы, как плазменная сварка (PAW) и сварка под флюсом (SAW). Оборудование для данных процессов ничем не отличается от стандартного оборудования для сварки других сталей.

Ручная дуговая сварка может быть использована для сварки широкого диапазона толщин медных сплавов. Покрытые электроды для сварки медных сплавов имеют классические размеры от 2 до 5 мм диаметром.

Сварочные процессы, которые применяют защитный газ, как правило, предпочтительнее, хотя многие некритические соединения могут быть сварены с помощью электродов и ручной дуговой сварки. Аргон, гелий или же их смесь применяются в качестве защитных газов для аргонодуговой, плазменной и полуавтоматической сварки.

Аргонодуговая сварка TIG меди и медных сплавов

Сварка TIG вольфрамовым электродом отлично подходит для меди и медных сплавов благодаря своей насыщенной дуге. Сварочная дуга, которая обладает исключительно высокой температурой, сосредоточенно проникает в сварное соединение.

При сварке меди, а так же теплопроводных сплавов меди, интенсивность дуги играет значимую роль, с минимальным нагревом окружающей околошовной зоны. Наименьшая зона термического влияния (ЗТВ) особенно желательна при сварке медных сплавов.

Многие из традиционных вольфрамовых электродов могут быть использованы для TIG сварки меди и медных сплавов. За исключением определенных классов медных сплавов, особенно предпочтительным является применение торированного вольфрама для высокой эффективности, долгого срока службы, а так же сравнительно большой устойчивости к засорению.

Полуавтоматическая сварка MIG

Сварка MIG применяется для меди и медных сплавов при толщине менее 3 мм, в то время как она же предпочтительнее для соединения изделий из алюминиевых бронз, кремниевых бронз, а так же медно-никелевых сплавов толщиной свыше 3 мм.

Плазменная сварка PAW

Сварка меди и медных сплавов с применением плазменной сварки можно сравнить с аргонодуговой сваркой этих сплавов. Аргон, гелий или же их смесь применяется для сварки всех сплавов. Водород никогда не должен быть использован при сварке меди.

Плазменная сварка имеет два основных преимущества по сопоставлению с аргонодуговой:

- вольфрамовый электрод спрятан и полностью экранирован, что существенно снижает его загрязнение. В частности, для сплавов с низкой температурой кипения компонентов, таких как латунь, бронза, фосфористая, а так же алюминиевая бронза

- плазменная дуга обладает более высокой энергией при минимальной околошовной зоне нагрева

В этой статье мы рассмотрели наиболее часто применяемые процессы для дуговой сварки меди, а так же медных сплавов. Также рассмотрены показатели и особенности сварки. Очень надеемся, что данная информация будет полезна для последующего применения. Спасибо за внимание.

Ваше Имя:


Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка: Плохо           Хорошо

Введите код, указанный на картинке: