Зварювання міді

Зварювальний дріт перед використанням піддають очищенню травленням, для цього застосовують водний розчин азотної кислоти (75 см³ /л) або суміш сірчаної та соляної кислоти у співвідношенні 100:1 з наступним промиванням у воді, потім у лузі, після чого знову в чистій проточній воді. Після промивання дріт сушать гарячим повітрям. Мідні електроди перед зварюванням прожарюють, що знижує ймовірність появлення водневої хвороби. У відношенні стійкості проти виникнення пор рекомендовані односторонні стикові шви з наскрізним проплавленням кромок. Зварювання кутових швів таврового і напусткового з'єднання викликає значні утруднення через пористість металу шва.

Підвищена рідкотекучість металу ускладнює зварювання міді у вертикальному і особливо в стельовому положенні. Зустрічаються труднощі також при зварюванні кільцевих швів. Для однопрохідних стикових швів потрібне застосовування підкладок, які щільно прилягають до зварюваного металу: мідних, графітових, азбестових, флюсових подушок.

Ручне дугове зварювання

Мідь товщиною до 5-6 мм зварюють без розроблення крайок, до 10 мм - з односторонньою розробкою при куті скосу крайок до 60-70° і притупленні 1,5-3 мм.

При більшій товщині рекомендується Х-подібна розробка крайок. Можливе зварювання вугільним електродом, яке застосовують обмежено, переважно для виробів, що не мають значних навантажень. Процес зварювання ведеться довгою дугою, щоб уникнути шкідливого впливу на зварювальну ванну окису вуглецю, що виділяється. В якості присадки при зварюванні міді використовується дріт, що містить такі розкислювачі, як фосфор, марганець, кремній. При цьому зварювання виконують без додаткових заходів захисту.

Газове зварювання

Для зварювання міді використовують нормальне полум’я пальника. Газове зварювання переважно виконується ацетилено-кисневим полум'ям. Замінники ацетилену доцільно використовувати при зварюванні міді та її сплавів малих товщин. Для металу малих товщин (до 3 - 4 мм ) потужність полум'я вибирається з розрахунку 150 – 175 л/год ацетилену на 1 мм товщини, а при товщині 8 – 10 мм потужність полум'я збільшується до 175 – 225 л/год на 1 мм товщини. Розкислення металу зварювальної ванни відбувається за рахунок флюсів, або введенням розкислювачів в присадковий дріт. Флюси складаються зі з’єднань бору (борна кислота, борний ангідрид, бура), які розчиняють закис міді і виводять його в шлак.

Автоматичне зварювання під флюсом

Основною перевагою автоматичного зварювання міді під флюсом є можливість отримання стабільних високих механічних властивостей без попереднього підігріву. Такий вид зварювання використовують при виготовленні великогабаритних зварних конструкцій з міді великих товщин. Технологічний процес досить простий і майже не відрізняється від процесу зварювання сталей. Зварюють товщини 5...60 мм. Зварювання, зазвичай, виконують за один прохід з повним проплавленням стикових крайок. Метал товщиною до 20...25 мм зварюють одним електродом діаметром 4...5 мм без розроблення крайок. При більшій товщині металу рекомендується V- подібне розроблення крайок (притуплення 5...8 мм). В зв’язку з відсутністю попереднього підігріву початок шва розміщують на вивідній планці. При товщині більшій 15 мм застосовують зварювання спареним (розщепленим) електродом (товщина 15...30 мм) без розробки крайок з розміщенням електродів поперек шва (відстань 20 мм).

При зварюванні міді під кислими флюсами в метал шва переходять Si і Мn, в результаті погіршуються тепло та електрофізичні властивості металу шва в порівнянні з основним металом. Застосування безкисневих фторидних флюсів, наприклад марки АН-M1, який містить (за масою ) 55% MgF2, 40% NaF, 5% BaF2 дозволяє отримувати шви, питомий опір яких в 1,5 рази нижче, а теплопровідність в 2 рази вище в порівнянні зі швами, виконаними під кислим флюсом АН-348А.

Зварювання в захисних газах

Зварювальний струм при зварюванні вольфрамовим електродом вибирають в залежності від діаметра електроду і захисного газу. Струм постійний прямої полярності. При зварюванні в азоті або суміші азоту та гелію силу струму зменшують на 10...15 % порівняно з аргоном, а напругу підвищують на 15...20 %. Гелій та азот забезпечують більш високий ККД процесу зварювання, в порівняні з аргоном. При зварюванні в азоті глибина проплавлення більша, ніж при зварюванні в суміші азоту та гелію, але стійкість дугового розряду в азоті нижча ніж в суміші азоту та гелію. В азоті вище пороутворення.

Зварювання неплавким вольфрамовим електродом успішно застосовується для зварювання латуней, бронз, мідно-нікелевих сплавів та ін. При зварюванні неплавким електродом відбувається більш інтенсивне випаровування цинку, олова та інших елементів. Зварювання плавким електродом застосовується рідше, ніж неплавким (хоча продуктивність в 2-3 рази вище), так як використовуючи плавкий електрод, важко забезпечити стабільність процесу та одержати безпористі шви. При зварюванні плавким електродом краплі металу проходять через дуговий проміжок, перегріваються і піддаються більш сильному окисленню за рахунок повітряної атмосфери, яка попадає в струмінь захисного газу. Зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів ведуть постійним струмом зворотної полярності від джерел живлення дуги з жорсткою зовнішньою характеристикою. Використовують звичайні автомати і напівавтомати для зварювання в захисних газах зварювальним дротом діаметром 1...2 мм.

Плазмове зварювання

При плазмовому зварюванні міді використовують зварювальні плазмотрони прямої дії і спеціальні джерела живлення. Електрошлакове зварювання успішно застосовується для міді великих товщин. Для зварювання міді найбільш прийнятний електрод вееликого перерізу. Пластинчастий ( для коротких швів ) пластинчасто- дротяний - плавкий мундштук (для швів великої протяжності). Для ЕШЗ міді застосовують легкоплавкі флюси на фторидній основі (АНМ-10), які забезпечують стійкий процес, підігрів і плавлення крайок на необхідну глибину, хороше формування швів і легке видалення шлакової кірки з їх поверхні. При зварюванні виробів з міді застосовують спеціальні формуючі пристрої з графіту. При зварюванні мідних заготовок 140х160 мм величину зазору приймають рівною 56 - 60мм, товщину пластинчастого електроду - 18 мм, Ізв = 8000 ... 10000 A; U = 40 - 50В; Vзв = 12 - 15 м/год.

Термічна обробка зварних з’єднань з мідних сплавів

Термічна обробка, як правило, не проводиться. Іноді для поліпшення якості зварні шви проковують. Проковку здійснюють при підігріві до 500°С (при більш високих температурах мідь сильно знижує свою міцність і може дати тріщини), в результаті чого суттєво здрібнюється структура металу. Механічні властивості зварних з'єднань з міді і її сплавів поліпшуються термічною обробкою (особливо після проковки) - нагріванням до 500 ... 600°С і охолодженням у воді.