Odporové svařování je pro měď a její slitiny obtížné kvůli jejich vysoké elektrické a tepelné vodivosti a také úzkému teplotnímu rozsahu, ve kterém lze kov tlakově svařovat. Svařitelnost slitin mědi je lepší než u technické mědi, protože mají sníženou elektrickou a tepelnou vodivost. Ne všechny slitiny se však svařují stejně dobře. Odporové svařování se nejčastěji používá u mosazí a křemíkových bronzů. Mezi nimi je dobře svařovaná α-mosaz (například třída L68), její elektrická vodivost není větší než 28% elektrické vodivosti mědi. Zvýšení obsahu zinku v mosazi vede ke zhoršení její svařitelnosti v důsledku snížení tažnosti slitiny. Snížení koncentrace zinku nepříznivě ovlivňuje svařitelnost, protože elektrický odpor slitiny klesá. Silikonový bronz (až 4 % Si, elektrická vodivost se rovná přibližně 10 % elektrické vodivosti mědi) a slitiny mědi a niklu, jako je kupronnikl (80 % Cu, 20 % Ni, elektrická vodivost rovna 8 % el. vodivost mědi) jsou dobře svařené.

Pro získání čistého kontaktního povrchu obrobků se doporučuje jejich mechanické čištění a také leptání v roztoku tetrachlormethanu nebo louhu s následným důkladným opláchnutím pod tekoucí vodou. K rozpuštění oxidového filmu se používá leptání v těchto směsích: 10% roztok kyseliny sírové, dichroman sodný; kyselina sírová, fluorid hlinitý a 6d chroman sodný.

Bodové a válečkové svařování mědi.

Bodové a válečkové svařování mědi je možné pouze s použitím elektrod ze žáruvzdorných kovů, které mají tepelnou a elektrickou vodivost nižší než základní kov, aby se snížil odvod tepla při svařování (například wolfram nebo molybden). Při použití takových elektrod se povrch dílů velmi zahřeje a někdy se roztaví, vzhled výrobku se zhorší a elektrody se rychle opotřebují. V tomto ohledu je bodové a válečkové svařování technické mědi pro průmyslové použití jen omezeně vhodné.

Kvalitu bodových svarů lze zlepšit použitím tepelně izolačních distančních vložek (například nerezové oceli) umístěných mezi elektrodami a povrchy svařovaných dílů, jakož i potažením kontaktních ploch dílů např. stříbrný.

U slitin mědi je použití měkkých režimů nepraktické. Typicky je doba ohřevu slitin mědi během bodového svařování omezena na 0,2-0,4 s. Bodové svařování mosazi se provádí v krátkých pulzech při vysokých hodnotách svařovacího proudu. Vzhledem k vysoké elektrické vodivosti mosazi je tloušťka plechů svařovaných na stejném stroji přibližně 2krát menší než tloušťka ocelových plechů. Švové svařování mosazi vyžaduje relativně vyšší specifický tlak elektrody než bodové svařování. Při svařování mosazi třídy L62 υCB= 1 m/min poskytuje silný, těsný šev. Při šířce válečku 3-5 mm je svařovací proud pro mosaz přibližně určen z rovnice

Tabulka 1. Přibližné režimy bodového svařování mosazi L62

Jak svařovat měď s mědí: technologie a vlastnosti

Při instalaci konstrukcí nebo opravách měděných předmětů jsou často nutné svářečské práce. Kvůli svým mimořádným vlastnostem se však měď nesvařuje tak snadno jako ocel. Proto ne každý bude schopen vytvořit spolehlivé spojení. Po zvládnutí technologie svařování mědi a jejích slitin můžete snadno pracovat s jakýmkoliv kovem.

Vlastnosti svařování mědi a jejích slitin

Obtížnost práce s tímto kovem je způsobena řadou negativních vlastností:

  1. Vysoká chemická aktivita, zejména při zahřátí, vede k rychlému vzniku tepelně odolného oxidového filmu na povrchu. Pokud se jeho částice dostanou do švu, způsobí vznik trhlin.
  2. Díky vysokému koeficientu tepelné roztažnosti se může svarový spoj při smršťování během procesu ochlazování deformovat a praskat.
  3. Při zahřátí se měď začne aktivně nasycovat vodíkem, který zanechává póry, a kyslíkem, který oxiduje povrch.
  4. Rychlý ohřev a ochlazení způsobí, že spojení křehne.
  5. Vzhledem k vysoké tekutosti je obtížné vytvořit spolehlivé vertikální a stropní spoje.
  6. Pro kompenzaci vysoké tepelné vodivosti se práce provádí vysokým proudem. V opačném případě se vlivem rychlého odvodu tepla objeví prověšení, podřezání a další vady.
ČTĚTE VÍCE
Co je parní generátor pro koupel?

Elektrody pro svařování mědi

Pro připojení mědi bez přídavného drátu se používají spotřební elektrody se speciálním povlakem. Při roztavení vytváří vrstvu strusky, která chrání místo svařování před kontaktem se vzduchem. Přísady obsažené v povlaku se kombinují s kovem pro zlepšení kvality švu. Vrstva strusky zpomaluje chlazení spoje, což pomáhá odstranit více plynů.

Netavitelné uhlíkové a grafitové elektrody se používají ve spojení s přídavným drátem potřebným k vytvoření svaru. Při výběru byste měli zvážit:

  • pro ruční svařování mědi je barva povlaku červená;
  • Třídy s šedým povlakem jsou určeny pro neželezné kovy;
  • modré elektrody se používají k vaření žáruvzdorných kovů;
  • žáruvzdorná legovaná ocel se žlutým povlakem.

Příprava dílů pro svařování

Bez ohledu na metodu musí být měděné polotovary očištěny od nečistot a poté odmaštěny. Oxidový film se odstraní drátěným kartáčem nebo jemnozrnným brusným papírem pomocí opatrných pohybů, aby nedošlo k hlubokým škrábancům. Čištění se doporučuje dokončit leptáním svařovaných dílů a drátu ve vodném roztoku kyseliny dusičné, chlorovodíkové nebo sírové. Poté opláchněte čerstvou vodou a osušte horkým vzduchem.

Hrany obrobků o tloušťce 0,6 – 1,2 cm jsou zkoseny tak, aby mezi nimi byl vytvořen úhel 60 – 70°. Při svařování na obou stranách se sníží na 50°. Pokud je tloušťka dílů větší než 12 mm, jsou okraje řezány ve tvaru písmene X pro obousměrné spojení. Pokud to není možné, proveďte hluboký řez ve tvaru V. Ale vyplnění spoje bude vyžadovat více spotřebního materiálu a času, protože měď bude muset být svařena širokým švem.

Aby se zabránilo deformaci při smršťování, je mezi obrobky ponechána mezera 0,5 – 2 mm, v závislosti na tloušťce. Aby jeho šířka zůstala konstantní po celé délce spoje, jsou díly uchopeny v intervalech 30 cm. Při uvedení švu na provizorní spoj se srazí kladivem, jinak bude mít spoj v tomto místě vady .

Aby se zabránilo zatékání mědi na rubovou stranu, pod spoj se umístí ocelové nebo grafitové pláty o šířce 4–5 cm.Pro kompenzaci tepelné roztažnosti se díly předehřejí na 300–400⁰C. Při práci venku budete potřebovat přenosné zástěny na ochranu před větrem.

ČTĚTE VÍCE
Kolik pater lze postavit na pásovém základu?

Metody svařování mědi

Negativní vlastnosti mědi, které narušují svařování, se obcházejí mnoha způsoby, pomocí různých spotřebních materiálů a zařízení. Ne všechny lze použít doma, ale některé jsou docela dostupné.

Svařování mědi argonem

Tato metoda se používá ke svařování mědi pomocí poloautomatické nebo ruční metody argonového oblouku. Práce se provádí stejnosměrným proudem přímé polarity. Jeho hodnota je nastavena tak, že na každý milimetr tloušťky je potřeba 100 A. Hodnotu lze za provozu upravovat v závislosti na složení kovu. Při svařování mědi s argonem by průtok plynu neměl překročit 10 l/min.

Jako výplňový drát lze použít měděné dráty nebo kabelová jádra, zbavená izolace a laku. Přivádí se podél okraje svarové lázně před elektrodu, aby se k ní při tavení nelepil kov. U obrobků o tloušťce menší než 0,5 cm není předehřívání nutné.

Nejčastěji se měď svařuje uhlíkovými elektrodami, protože wolframové elektrody se musí často měnit. Obrobky o tloušťce větší než 1,5 cm jsou spojeny grafitovými elektrodami. Přípustné prodloužení elektrody není větší než 7 mm, délka oblouku je 3 mm. Na rozdíl od jiných metod lze svařování mědi argonem použít ke kvalitativnímu spojení vertikálních spojů.

Svařování plynem

Tato technologie nevyžaduje složité vybavení, jako je technologie argonového oblouku. Vše, co potřebujete, je svítilna a acetylenová láhev. Pro zajištění normálního průtoku procesu bude potřeba průtok plynu 150 l/hod pro obrobky do tloušťky 10 mm a nad 200 l/hod. Pro zpomalení chlazení jsou obrobky z obou stran pokryty azbestem. Průměr výplňového drátu je zvolen rovný 0,6 tloušťky kovu, ale ne více než 8 mm.

Při svařování mědi plynem je plamen nasměrován kolmo ke spoji. V tomto případě musíte zajistit, aby se drát roztavil před základním kovem. Aby se snížila pravděpodobnost vzniku horkých trhlin, práce se provádějí bez zastavení. Hotový spoj je kován bez ohřevu, pokud jsou díly tenčí než 5 mm, nebo při teplotě 250⁰C, pokud jsou silnější. Poté se provede žíhání při 500 °C a rychle se ochladí vodou.

Ruční obloukové svařování

Při této metodě se spojují obrobky o tloušťce větší než 2 mm pomocí tažných elektrod a stejnosměrného proudu s obrácenou polaritou. Proces se prakticky neliší od svařování oceli, pouze elektroda je vedena bez příčných vibrací při zachování krátkého oblouku. Šev je tvořen vratnými pohyby.

Pro svařování mědi doma jsou uznávány jako nejlepší elektrody ANC-1, které lze použít ke spojování kovu o tloušťce až 15 mm bez zahřívání. Polské značky EC a EG mají podobné vlastnosti. Při opravě potrubí horkým nosičem je třeba vzít v úvahu, že tepelná a elektrická vodivost takto vyrobených švů je 5krát menší než u mědi.

Síla proudu a průměr elektrody v závislosti na tloušťce dílů jsou uvedeny v tabulce:

Svařování mědí. Metody a technologie svařování. Jak vařit měď?

Obsah

Svařování mědi našlo široké uplatnění jak v elektronice, tak v chemickém inženýrství při výrobě zařízení pro použití v podmínkách, kde je vyžadována vysoká odolnost proti korozi. Proto se technologie svařování mědi, stejně jako technologie svařování neželezných kovů a slitin obecně, neustále zdokonaluje, a to i přes touhu po jejich záchraně. Před popisem způsobu svařování mědi je nutné objasnit, že ve většině případů se pro svařování používají plechové měděné díly a trubky.

ČTĚTE VÍCE
Jaká topná zařízení se používají v topných systémech?

Upozorňujeme také, že pro měděné výrobky neexistují žádné speciální typy svařování. A pro jejich svařování lze použít všechny známé způsoby, s výjimkou odporového svařování, které se používá v omezené míře.

Ruční obloukové svařování mědi kovovými elektrodami

Proveditelnost použití obloukového svařování tavnou elektrodou místo svařování mědi plynem je dána technickými a ekonomickými výhodami, stejně jako při svařování ocelí. Za prvé, tato metoda je vysoce produktivní. Rychlost obloukového svařování spotřebního kovu je mnohem vyšší než u jiných metod svařování. Svařování měděným obloukem lze provádět ručně, automaticky pod tavidlem nebo pod ochrannými plyny. Svařování mědi pomocí poloautomatů a automatů je popsáno níže v textu. Nyní se podíváme na ruční obloukové svařování mědi.

Příprava místa svařování

Pokud je tloušťka svařované mědi 6-12mm, pak se doporučuje provést drážku ve tvaru V s celkovým úhlem otevření 60-70°. Pokud je na zadní straně proveden zadní svar, lze úhel zmenšit na 50°.

Před svařováním je nutné oddálit měděné plechy nebo pásy od sebe pod úhlem, s mezerou 2-2,5 % délky švu, viz obrázek vpravo. Pokud se svařování provádí bez předchozího oddálení plechů od sebe, doporučuje se je předem slepit krátkými švy o délce asi 30 mm ve vzdálenosti přibližně 300 mm od sebe. Cvočky jsou vyrobeny s elektrodou menšího průměru a poskytují mezeru mezi okraji 2-4 mm. Při absenci mezery se zvyšuje pravděpodobnost přehřátí kovu a vzhled horkých trhlin během svařování. Při výrobě cvočků je třeba vzít v úvahu, že opakované zahřívání mědi vede ke vzniku pórů v kovu, a proto, když se blížíte k cvočkám, je třeba je vyříznout a vyčistit. Nezabere to moc času, protože. cvočky jsou provedeny do malé hloubky.

Když je tloušťka kovu větší než 12 mm, doporučuje se řez hran ve tvaru X, což bude vyžadovat oboustranné svařování. Pokud není možné provést řezání ve tvaru X, proveďte řez ve tvaru V. Současně se spotřeba elektrod a doba svařování zvyšují téměř jedenapůlkrát. Při přípravě okraje ve tvaru X se přichycení provede na zadní straně prvního švu a odstraní se před zahájením druhého švu.

Svařování tupého spoje bez přípravy hrany nebo s drážkou ve tvaru V se provádí na podložkách, které se přitlačují těsně ke spoji, nebo na podložce tavidla. Používají se ocelové, měděné nebo grafitové podložky o šířce 40-50mm s tvářecí drážkou.

Před svařováním se doporučuje předehřát okraje. Ohřev může být lokální, obecný nebo pomocný v závislosti na rozměrech výrobku a tloušťce svařované mědi. Typická teplota ohřevu je 300-400 °C.

ČTĚTE VÍCE
Co dělat, když se pravý horní roh plastového okna nezavře?

Elektrody pro obloukové svařování mědi a povlaky pro ně

Pro svařování měděným obloukem se používají obalené elektrody. Použití elektrody bez ochranného povlaku vede k oxidaci švu, nestabilnímu hoření oblouku a vzniku defektů ve svarovém švu (pórovitosti). Elektrodové tyče se používají ve formě měděného drátu (který lze legovat křemíkem a manganem), bronzu značky Br.KMts 3-1 nebo bronzu značky Br.OF 4-03 a BR.FO 9-03.

Elektrodové tyče tohoto složení legují svarový kov křemíkem, manganem, fosforem (někdy cínem) a mají deoxidační účinek. Ochranné nátěry jsou vybírány se složením, které zajišťuje stabilitu oblouku, dezoxidaci kovu a tvorbu strusky. To vše přispívá k dobré tvorbě švu a lepší kvalitě svařování.

Více informací o značkách elektrod pro svařování měděných výrobků ao tom, jaké ochranné povlaky se pro ně v tomto nebo tom případě používají, jsou podrobně popsány v článku: „Elektrody pro svařování mědi“.

Režimy ručního obloukového svařování mědi

Svařování se provádí stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou. Použití střídavého proudu často neposkytuje požadovanou stabilitu oblouku. Svařovat střídavým proudem je možné pouze tehdy, pokud je v ochranném povlaku přítomno železo. V tomto případě je nutné zvýšit proudovou sílu přibližně o 40-50%. Je však třeba mít na paměti, že použití střídavého proudu může vést k rozstřikování kovu elektrody. Přibližné režimy svařování jsou uvedeny v tabulce níže.

Režimy ručního obloukového svařování měděných plechů na tupo měděnými elektrodami stejnosměrným proudem:

Technologie svařování mědi

Měď je vysoce odolná vůči korozi. Díky této kvalitě je široce používán ve výrobě elektroniky a techniky a také ve strojírenství. To znamená, že je vyžadován v oblastech, které vyžadují kovy s vysokou odolností proti korozi. Jedná se o poměrně rozsáhlé oblasti, které vyžadují vytvoření prvků se silnými svary. Vysoká poptávka pohání neustálé zlepšování technologie svařování neželezných kovů obecně a mědi a jejích slitin zvláště. Zdokonalování technologie směřuje jak ke zvýšení kvality švu, tak ke snížení ceny metody.

Nejčastěji se zpracovávají měděné plechy a trubky. Obecně řečeno, měděné prvky nejsou svařovány žádným specializovaným způsobem. Lze použít všechny standardní možnosti, které jsou vhodné i pro jiné kovové výrobky. Výjimkou je odporové svařování, které se používá zřídka a v omezeném rozsahu případů.

Ruční obloukové svařování mědi kovovými elektrodami

Tato možnost má technickou převahu nad svařováním měděných výrobků plynem, navíc je tato metoda výhodnější než ostatní. To platí nejen pro měď, ale také pro ocel a její slitiny. Lze jej nazvat vysoce výkonným, protože práce s elektrodovými tyčemi je mnohem rychlejší než jakákoli jiná možnost.

Obloukové svařování lze provádět ručně, v prostředí ochranného plynu nebo svařovacím strojem pod tavidlem. Podívejme se nejprve na první možnost.

Příprava stránek

Když je tloušťka kovové části od 6 do 12 mm, doporučuje se vytvořit drážku ve tvaru V pro budoucí šev. Celkový úhel otevření hran může být v rozmezí od 60 do 70 stupňů. Pokud je na rubové straně další šev, lze úhel zmenšit na 50 stupňů.

ČTĚTE VÍCE
Jaká by měla být vzdálenost mezi profily sádrokartonu?

Před svařováním můžete plechy předem roztáhnout nebo je nerozprostřít. V prvním případě by požadovaná vzdálenost mezi prvky měla být v rozmezí 2-2.5% hloubky budoucího švu. V druhém případě se doporučuje vyrábět tyčinky s elektrodou menšího průměru. Nedovolí, aby se prvky vzdalovaly a vytvořily nesprávnou mezeru. Tyto malé švy by měly být přibližně 3 cm ve vzdálenosti 30 cm od sebe. Mezera mezi okraji musí být alespoň 2-4 mm, bez ní dojde k přehřátí, což následně povede k horkým trhlinám.

Nebojte se, že opětovné zahřívání měděných prvků způsobuje tvorbu pórů. Při přiblížení k tyčím je třeba je odstranit a kovový povrch důkladně očistit a odmastit.

Pokud tloušťka mědi přesahuje 12 mm, používá se oboustranné svařování a řezání okraje ve tvaru písmene „X“. Pokud není možné provést takové řezání, můžete použít řez ve tvaru V. To však výrazně zvýší provozní dobu a spotřebu elektrod.

Při použití střihu ve tvaru X se na zadní straně prvního švu vytvoří cvočky. Před svařováním druhého švu se stehy také odstraní a vyčistí.

Při zpracování měděných výrobků zcela bez tvářecích hran a také při řezání ve tvaru písmene „V“ je vyžadováno použití opěrných desek. Pomáhají odvádět přebytečné teplo a zabraňují přehřívání součásti. Měly by být pevně přitlačeny ke spoji. Použití tavicích podložek je povoleno. Podložky mohou být vyrobeny z mědi, grafitu nebo oceli. Šířka je povolena od 4 do 5 cm.

Bezprostředně před zahájením svařovacích prací je třeba předehřát spoje na 300-400 stupňů Celsia. Způsob vytápění je určen na základě velikosti samotné konstrukce a tloušťky kovové stěny. Čím silnější jsou okraje, tím vyšší bude teplota ohřevu.

Elektrody pro obloukové svařování mědi a povlaky pro ně

Pro použití při tomto druhu práce jsou vhodné elektrody se speciálním povlakem. Provádění svářečských prací obvyklým způsobem bez povlaku není povoleno, protože povrch oxiduje a ve švu se objevují póry. Tyč by měla být drát z mědi (s nebo bez legování) nebo bronzu.

Takové elektrody díky svému chemickému složení dezoxidují šev a legují ho fosforem, křemíkem nebo manganem. Samotný typ povlaku se volí tak, aby při zpracování kovu docházelo ke stabilnímu oblouku, vzniku strusky a dezoxidaci. Správně zvolený materiál výrazně zlepšuje kvalitu samotného svařování.

Režim ručního svařování měděným obloukem

Během provozu byste měli používat pouze stejnosměrný proud s obrácenou polaritou. Svařování střídavým proudem neumožňuje dosažení stabilního oblouku. Tento typ proudu lze aplikovat pouze v případě, že je v povlaku tyče železo a proudová síla je zvýšena o 40-50% původní. Existuje však vysoká pravděpodobnost rozstřiku od kovu elektrody. Tyto stříkance se po vytvrzení obtížně čistí, navíc reagují s kyslíkem a pokrývají se oxidovým filmem, takže je téměř nemožné zatavit do švu. Níže vidíte režimy svařování: