Сварка меди аргоном технология

Все о сварке меди аргоном

В строительной сфере и других отраслях промышленности уверенно зарекомендовала себя сварка аргоном. Это можно связать с хорошей эксплуатационной характеристикой материала. Он проявляет стойкость по отношению к коррозии, хорош в балансе пластичности и прочности. Но сам процесс сварки требует достаточной подготовленности, без опыта здесь придется непросто. Можно, конечно, обойтись привычной ручной сваркой, но по эффективности она не сравнится с аргоновой.

Особенности

Для сварки меди либо ее сплавов нужно осуществить качественный прогрев конструкции. Так как теплопроводность материала можно с уверенностью назвать отличной, нужно просто организовать равномерную температуру на всей толщине и поверхности детали.

Хотя равномерный прочный шов, конечно, сделает только опытный мастер.

Особенности сварки меди аргоном:

• процедура выполняется в среде инертного газа;
• аргон защитит область варки от кислородного проникновения, не давая, таким образам, металлам окислиться;
• аргонный способ предохранит сварочную ванну, а также присадочный расплавленный материал;
• чтобы образовать надежный сварочный шов, нужно взять бескислородную или раскисленную медь (чем кислорода меньше, тем успешнее процедура);
• для более качественной сварки берется флюс.

Аргонодуговая сварка подойдет для соединений конструкций разных по толщине (и крупногабаритных тоже). Перед процедурой дуга разогревается на угольной или графитовой пластинке. Варить можно в разных расположениях: вертикальном, потолочном, нижнем. Сварка меди аргоном специалистами оценивается как самая чистая. То есть пары оксидов в этом процессе фактически не выделяются. В ходе аргоновой сварки на пол не падают раскаленные искры, что важно для сохранности поверхностей. То есть теоретически аргоновую сварку можно проводить даже в жилых помещениях.

Наконец, важным преимуществом аргоновой сварки будет качество процесса и результата. Сваривая медь с аргоном, можно рассчитывать на чистый и аккуратный шов, без подрезов и шлаков.

Аргоном, к слову, на малых токах варят даже тонколистовые медные изделия. Еще один очевидный плюс аргоновой сварки – она позволяет работать даже со сложными металлами, которые невосприимчивы к обычной сварке. Она же дает возможность восстановить прежний объем детали (в данном случае металл наплавляется поверх).

Как подготовиться?

Надо сказать, что медь редко где применяется в чистом виде, что не может не сказаться на сварочном процессе. Примеси в сплаве обеспечивают и высокую текучесть, и большую чувствительность к кислороду, и интенсивное испарение цинка. А еще усложняет процесс высокое термическое расширение в совокупности с высокой же теплопроводностью. Все это усложняет сварку меди в принципе. Потому подготовка к сварке – важнейший этап удачной работы.

Начинается процесс подготовки с качественных зачистных работ. Место соединения следует обработать абразивом, пока не появится характерный блеск. Потом область работы нужно обязательно обезжирить. Чем лучше будет выполнена зачистка, тем качественнее пройдет последующая сварка.

Замечания для сварщика.

• Дефекты сварки превратятся в шлак, потому еще на этапе подготовки нужно их предупреждать.
• При плавлении медь быстро стекает, то есть могут возникнуть проблемы с потолочными и вертикальными швами, так как даже при малом перегреве металл незамедлительно стечет вниз. Устранить это можно обеспечением сварочной ванны малого размера.
• От других металлов медь отличает высокий коэффициент линейного расширения. Медь легко деформируется, на ней быстро образуются горячие трещины. Потому деталь предварительно прогревают в печи либо горелкой.

И немного об обработке кромки вручную. Ошибкой будет применять очень грубую щетку или крупнозернистую насадку – это может деформировать металл.

Опытные мастера напоминают, как надо выполнять травление самой детали и присадочной проволоки.

Травление осуществляется в особом растворе, его сделать можно самому. Основным компонентом такого раствора будет серная, азотная либо же соляная кислота. Ее смешивают с водой и туда отправляются заготовки с проволокой. После завершения травления все хорошо промывается в воде, просушивается горячим воздухом.

Технология проведения

Если верить сварщикам, этот алгоритм наиболее эффективен. Аккуратность и прочность швов – тому доказательство. Аргоном медь варят с помощью вольфрамового электрода на постоянном токе. Для сравнения: сплав алюминиевой бронзы осуществляют на переменном токе.

Внимание! Что можно брать помимо аргона – гелий, азот и их смеси в составе защитных газов. Каждый газ чем-то хорош, чем-то слабее, но аргон в этом списке будет первым.

Важные рекомендации.

• Присадочные прутки подбирают по характеристикам материала. Если речь идет об обычной домашней мастерской, то в дело идут медные провода, которые несложно достать из электрокабеля либо даже трансформатора. Наждачкой медную жилку освобождают от лака, обезжиривают растворителем.
• Присадку всегда нужно вести перед горелкой. Аргоновую сварку толстой меди можно проводить и без той самой присадочной проволоки.
• Чтобы металл сцеплялся лучше, горелку можно вести зигзагами. А вот тонкий материал (во избежание дефектов) варят короткими швами с перерывами. Если не придерживаться такой тактики, могут появиться прожоги.
• Если в сварочном приборе нет функции «заварка кратера», горелку отводить рекомендовано постепенно (с удлинением дуги).

Технология сварки медных труб с помощью аргона такая.

1. Предварительно выставить небольшой ток. Саму сварку предстоит вести медленно, раздельными шовными кусочками. Перекрытие должно быть не меньше одной трети. Присадочную проволоку нужно расталкивать боковыми движениями горелки.
2. Принцип сварки прост – капнули и растянули, еще раз капнули и растянули. Стоит напомнить, что при выборе сварки сплошным швом, прожог меди может быть вероятным сценарием.
3. Прекрасно, если есть возможность приобрести прибор с опцией импульсной сварки. Тогда ток можно выставить и побольше, так организуется быстрое расплавление присадочного материала. А временной интервал между импульсами выстраивается так, что после подачи импульса сама медь успевала остыть. Это такая гарантия отсутствия прожога.

Сварка медных труб, как говорят опытные специалисты, это всегда проба тока. Сразу сказать, каким он будет, вряд ли получится. Пробы рекомендовано проводить на материалах, близких по составу. И не забывать про ступенчатую технологию сварки: это стоит усвоить еще до начала процедуры.

Небольшие провары через интервалы, которые обеспечивают ровный шов без дефектов, являются не просто предпочтительной технологией, но и самой эффективной и безопасной.

Сварка меди – процесс, который неспециалисту может и не покориться. Это аргонодуговая сварка является довольно сложной задачей, осуществление которой требует и опыта, и знаний. Потому привлечение для сварки меди аргоном профессионала будет во всех отношениях более безопасным решением.

К слову, сразу стоит отказаться от идеи холодной сварки: герметики и различные замазки, очень навязчиво преподносимые в рекламе, проблему устраняют только временно. Но соединять стык все равно придется, и вопрос неминуемо сведется к профессиональной помощи. И аргон в этом отношении можно считать лучшим решением.

Как выглядит сварка меди аргоном, смотрите далее.

Что такое аргонная сварка меди

Для соединения медных элементов часто применяется аргонная сварка. Технология заключается в том, что процедура выполняется в среде инертного газа. Аргон защищает провариваемую область от попадания в нее кислорода, тем самым не давая металлам окислиться. Этот способ эффективен, когда требуется произвести соединение из меди либо ее сплавов. Аргонодуговая сварка прекрасно предохраняет сварочную ванну и расплавленный присадочный материал, поэтому она считается оптимальной.

Медные сплавы обладают хорошей электропроводностью, устойчивы к воздействию коррозии и отличаются высокими показателями теплопередачи. Медь начинает плавиться при температуре 1083 °C. Это в два раза больше чем у алюминия. А вот если сравнивать с нержавейкой, медные сплавы также требуют защиты аргоном. То есть для получения высоких характеристик сварочного шва и избежания коррозии необходимо равномерно разогреть метал.

Работа проводится с несколькими марками меди и ее сплавов. Для образования надежного сварочного шва необходимо использовать раскисленную или бескислородную медь. Чем меньше кислорода, тем лучше. Для более качественной сварки используется флюс. Он наносится на тонкие прутки и способствует лучшему расплаву и сцеплению металла.

Подготовка материалов перед сваркой

Обязательным условием для молекулярного соединения меди аргоном является тщательные зачистные работы. Свариваемое место обрабатывается абразивным инструментом до появления характерного блеска. Затем область работы обезжиривается. Чем внимательнее отнестись к зачистке, тем более качественное получится соединение.

К данным видам работы необходимо подойти со всей ответственностью. Дефекты сварки – это несплавление и шлак. Нагрев металла до 350-600 °C снижает риск их появления. На основании характеристик сплава и присадочного состава для разделки кромок выбирается разность температур. Соединяемое место необходимо добросовестно отчистить от грязи, масел, жировых образований и оксидной пленки.

Для осуществления подготовительных работ используется шлифовальный аппарат, щетка по металлу и органический растворитель. Примерно за 10 секунд до начала сваривания подается защитный газ. Такое же время надлежит выждать после окончания выполнения работ и только после этого остановить поступление газа. Следует заметить, что завершать сварочный процесс следует посредством снижения силы тока реостатом, входящим в конструкцию сварочного аппарата.

Необходимое оборудование для аргонной сварки меди

Горелки являются важнейшими компонентами для осуществления аргоновой сварки. РГА – самые ходовые модели. ГОСТ 5.917-71 описывает требования к данным аппаратам.

Особенно востребованными моделями, выпущенными в соответствии с ГОСТ, считаются РГА-150 и РГА-400. При сварочном токе до 200 Ампер применяется первая модель. Диаметр электрода для нее составляет 0,8-3 мм. Второй вид оборудования можно применять с током до 500 Ампер. Диаметр электродов 4-6 мм. В нем используется водяное охлаждение в отличие от первого варианта, где предусмотрено лишь воздушное.

Аргонная сварка меди своими руками

Для сваривания медных сплавов берутся:

• горелки, в которые ставиться вольфрамовый электрод;
• баллон для хранения аргона;
• редукторные клапаны, задача которых состоит в регулировании подачи аргона;
• экипировка, предназначенная для обеспечения безопасности: защитная маска и перчатки минимум

Чтобы справится с аргонной сваркой меди самостоятельно, следует предварительно посмотреть обучающее видео.

Пошаговое описание процесса сварки

Ток аппарата подбирается с учетом толщины материала и диаметра электрода:

Сварка медных сплавов полуавтоматом, предполагающая применение защитного газа и направляющегося электрода, производится следующим образом:

1. К элементам, предназначенным для сплавления, так же как при реализации стандартной дуговой сварочной работы, подключают массу.
2. В случае осуществления ручной аргонодуговой сварки, мастер держит в одной руке горелку с неплавящимся электродом, а в другой – присадочный материал, составляющий сварной шов.
3. Во время активации кнопки между неплавящимся электродом и пандусом объединяемых составляющих, зажигается дуга из электричества, непосредственно обеспечивающая плавку кромок объединяемых элементов и присадочного материала.

Рекомендации опытных сварщиков:

• Присадку постоянно вести перед горелкой.
• Аргонодуговая сварка толстой меди вполне спокойно производится при отсутствии присадочной проволоки.
• Для наиболее хорошего сцепления металла лучше вести горелкой зигзагами.
• Ради того, чтобы на тонком материале отсутствовали дыры от прожога, важно производить варку небольшими по длине швами посредством периодических остановок.
• В случае, когда ваш инструмент не рассчитан на заваривание кратера, его требуется вести дальше постепенно (для удлинения дуги).
• Аргонодуговая сварка обеспечивает вертикальный и горизонтальный шов.

Сваривание медных труб

При применении аргонодуговой сварки для труб из меди ток выставляется малый. Процесс ведется с невысокой скоростью, делаются раздельные отрезки шва с перекрытием не меньше 1/3. Двигаясь, горелка расталкивают присадочную проволоку в противоположные стороны. Принцип несложный:

• капается – растягивается;
• опять добавляется и растягивается.

Если сваривание медных труб производится сплошным швом, в итоге получается лишь прожог металла.

Лучше конечно делать это устройством со способностью к импульсной сварке. Тогда можно сделать больше ток, благодаря чему расплавление присадочного материала происходит быстрее. Временное расстояние между импульсами нужно настроить таким образом, чтобы сплав после него успел охладиться. Так вероятность прожога меньше.

Технология сварки меди

Высокая теплопроводность меди (в 6 раз выше, чем у железа) требует применять сварочную дугу с увеличенной тепловой мощностью и симметричным отводом тепла из зоны сварки. Рекомендуемые типы сварных соединений — стыковые и схожие с ними по характеру теплоотвода.

Большая жидкотекучесть меди (в 2-2,5 раза выше ,чем устали) осложняет сварку вертикальных и потолочных швов. Она возможна лишь при минимальных размерах сварочной ванны и коротком времени пребывания металла в жидком состоянии. При сварке стыковых соединений в нижнем положении с гарантированным проплавлением во избежание прожогов необходимо применять подкладки из графита, сухого асбеста, флюсовых подушек и т.н.

Активная способность поглощать при расплавлении газы (кислород и водород), приводящая к пористости шва и горячим трещинам, требует надежной защиты металла шва и сварочных материалов от загрязнений вредными примесями.

Из-за склонности меди к окислению с образованием тугоплавких окислов необходимо применять присадочный материал с раскисли гелями, главные из которых фосфор, кремний и марганец.

Большой коэффициент линейного расширения меди (в 1,5 раза выше, чем у стали) влечет за собой значительные деформации и напряжения, образование горячих трещин. Устранить их можно за счет предварительного подогрева конструкций: из меди до 250-300°С, из бронзы до 500-600°С

Подготовка к сварке

Медь или ее сплавы разрезают на мерные заготовки шлифовальной машиной, труборезами, на токарных и фрезерных станках, а также плазменно-дуговой резкой. Кромки под сварку подготавливают механическими способами. Свариваемые детали и присадочную проволоку очищают от окислов и загрязнений до металлического блеска и обезжиривают. Кромки обрабатывают мелкой наждачной бумагой, металлическими щетками и т.д. Использовать абразивы с крупным зерном не рекомендуется. Возможно травление кромок и проволоки в растворе кислот:

75 см 3 на 1 л воды азотной;

100 см 3 на 1 л воды серной;

1 см 3 на 1 л воды соляной

с последующей промывкой в воде и щелочи и сушкой горячим воздухом. Конструкции с толщиной стенки 10-15 мм предварительно подогревают газовым пламенем, рассредоточенной дугой и другими способами. Сборку стыков деталей под сварку ведут либо в приспособлениях, либо с помощью прихваток. Зазор между стыкуемыми заготовками соблюдают одинаковым на всем протяжении. Прихватки должны быть минимального сечения, чтобы в процессе сварки их можно было переплавить. Поверхность прихваток необходимо очистить и убедиться в отсутствии поверхностных горячих трещин.

Если сварка ведется в нижнем положении, то для улучшения теплоотвода используют специальные приспособления из графита или меди

При сварке на открьтом воздухе стык обустраивают съемными экранами

1 — поток газа; 2 — шов; 3 — экран.

Выбор параметров режима

Сварку ведут на постоянном гоке прямой полярности. Сварочный ток (А) ориентировочно определяют по формуле:

Iсв=100?S,

где S — толщина металла, мм

Защитными газами могут быть аргон, гелий, азот и их смеси. Длина дуги в аргоне и гелии должна быть не более 3 мм. В азоте ее увеличивают до 12 мм. Поэтому возрастают напряжение на дуге и ее мощность (в 3-4 раза) но сравнению со сваркой в аргоне. В гелии же мощность дуги по сравнению со сваркой в аргоне повышается вдвое.

Расход защитного газа:

• аргон — 8-10 л/мин
• гелий -10-20 л/мин
• азот — 15-20 л/мин

Скорость сварки выбирают из условий формирования шва с нужной геометрией. Конструкции толщиной 4-6 мм сваривают без предварительного подогрева в аргоне, а до 6-8 мм — в гелии и азоте. Для сварки металла большей толщины требуется предварительный подогрев от 200 до 300°С.

Техника сварки

Сварку в аргоне ведуг «углом вперед» при выпуске электрода 5-7мм. В качестве присадочной проволоки используют:

• раскисленную медь
• медно-никелевый сплав МНЖКТ-5-1-0,2-0,2
• бронзы БрКМц 3-1, Бр ОЦ 4-3
• специальные сплавы с эффективными раскислителями.

Для повышения стойкости металла шва против горячих трещин применяют сварочные проволоки:

• БрАЖНМн 8,5-4-5-1,5
• БрМц АЖН 12-8-3-3
• М Мц 40

Чтобы расплавленный металл не попал на конец W-электрода, присадочную проволоку вводят не в столб дуги, а подают к краю сварочной ванны и несколько сбоку

Как сварить медь аргоном? Особенности технологии

Сварка меди аргоном — это самое эффективное соединение медных сплавов.

Каждому любителю металлообработки приходится сталкиваться с пайкой и сваркой медных изделий. Сегодня рассмотрим, как сваривать медь аргоном!

Немного теории

Медь и её сплав (бронза и никель) ввиду электро- и теплопроводности, антикоррозийности используется во многих отраслях. Точка плавления материала 1083°C. Теплопроводность чистой меди в 2 раза больше по сравнению с алюминием, поэтому, при сварке аргоном необходим хороший разогрев металла.

А вот теплопроводность медного сплава уже поменьше, значит отпадает необходимость повышенного нагрева.

Медь и сплавы подразделяются на несколько марок. Для получения качественного сварного соединения, лучше применять раскисленную или бескислородную медь, в них мало кислорода.

Основные присадочные составы для сварки меди аргоном представленны в таблице.

Но на практике, обычно используются аналогичные металлы по составу (что найдется в домашней мастерской).

Также, для лучшего расплава и сплавления металла, применяются прутки с тонким покрытием слоя флюса.

Подготовка материала (очистка)

Сварка меди аргоном не может выполняться без тщательной очистки материала. Берется любой абразивный инструмент и сварное место зачищается до блеска. Далее с помощью любого растворителя обезжиривается материал.

Подойдите ответственно к очистке медных изделий — это влияет на качество соединения.

Чтобы не было деффектов (несплавление, шлаковые включения), выполняйте предварительный нагрев материала до температуры 350-600°C. Разность температуры зависит от основного металла, присадочного и разделки кромок. Определяется опытным путем.

Видео: как подготовить трещину у газового медного радиатора для сварных работ.

Сварка аргоном (режим TIG)

Эта технология по заверениям сварщиков самая лучшая, швы получаются аккуратными и прочными. Сварка меди аргоном выполняется вольфрамовым электродом на постоянном токе. А вот, при сплаве алюминиевой бронзы, соединение лучше производить на переменном токе.

Настройки тока аппарата подбираются в зависимости от толщины изделия и диаметра электрода. Таблица в помощь:

Кроме аргона, можно использовать азот, гелий и их смеси в составе защитных газов. Все перечисленные газы имеют свои плюсы и минусы. Но аргон, все же более востребован для сварочных работ.

Присадочные прутки подбираются по составу материала. Но обычно, в домашней мастерской, применяются медные провода добытые из электрических кабелей или трансформатора. Предварительно, медная жилка очищается от лака наждачкой и обезжиривается растворителем.

Хорошо, если добытая присадочная проволока будет с меньшей температурой плавления, чем приготовленное к сварке изделие.

Некоторые советы бывалых сварщиков:

• присадку всегда ведите перед горелкой;
• сварка аргоном для толстой меди может выполняться без присадочной проволоки;
• горелку рекомендуется вести зигзагами для обеспечения лучшего сцепления металла;
• тонкий материал, чтобы не было прожогов, необходимо варить короткими швами с перерывами;
• если аппарат без функции «заварка кратера», то горелку нужно отводить постепенно (удлиняя дугу);
• сварка аргоном производится в вертикальном и горизонтальном положении шва.

Видео: нагрев и соединение меди.

Сварка медных труб

При соединении медных труб аргоном, ток выставляется небольшой. Сварка ведется медленно, отдельными кусочками шва, с перекрытием не менее 1/3. Присадочная проволока расталкивается боковыми движениями горелки. Принцип простой:

• капнуть — растянуть;
• ещё раз добавить и растянуть.

Если сварка медных труб будет выполняться сплошным швом, то можно получить прожог металла.

Самый лучший вариант, иметь аппарат с функцией импульсной сварки. Ток можно выставить побольше, чтобы присадочный материал расплавлялся быстро. Время между импульсами настраивать так, чтобы медь после подачи импульса успевала остыть (защита от прожога). Также правильно настраивайте время функции — «заварка кратера».

P.S. Сварка медных труб или плоских изделий для каждого материала требует подбора тока методом тыка. Желательно пробы проводить на схожих по составу материалах. Не надо портить деталь, которую надумали сваривать.

Правильно выбранный ток, должен осуществлять хороший нагрев и проплавление медного изделия. Дыр и пор не должно быть. Удачи в освоение техники!