Мідь і сплави на її основі - бронзи, латуні, мідно-нікелеві сплави якісно зварюються способом MIG / MAG в інертних газах.
Труднощі при зварюванні
Висока теплопровідність міді (в 6 разів вище, ніж у заліза) ускладнює зварювання з'єднань з несиметричним теплоотводом;
Велика вологотекучість (в 2-2,5 рази вище, ніж у сталі) ускладнює зварювання вертикальних і стельових швів;
Інтенсивне окислення з утворенням закису міді (Cu2 О), добре розчиняється в розплавленому металі, призводить до утворення тріщин;
Активна здатність міді поглинати гази (кисень і водень) при розплавленні призводить до пористості шва і гарячим трешіна
Великий коефіцієнт лінійного розширення міді (в 1,5 рази вище ніж у сталі) тягне та собою значні деформації і напруги
Підготовка до зварювання
Оброблення міді і її сплавів на мірні заготовки можна виконувати шліфувальної машинкою, труборізом, на токарному або фрезерному верстаті, а також плазменно-дугового різкою.
Кромки під зварювання готують механічним способом. Для міді товщиною 6-18 мм рекомендуються V- і X-образні оброблення.
Зварюються деталі і присадні дріт очищають від оксидів і забруднень до металевого блиску і знежирюють. Механічну зачистку кромок виконують наждачним папером, металевими щітками і т.д. Використовувати наждачний папір і абразивний камінь з великим зерном не рекомендується.
Головне при зварюванні міді - захист зварювальної ванни від кисню. Вона досягається за допомогою розкислення фосфором, алюмінієм і сріблом. Тому слід використовувати електродний дріт, легированную цими раскислителями.
Зварювані кромки і присадні дріт можна очищати травленням в розчині, що складається з:
з наступним промиванням у воді і лугу і сушінням гарячим повітрям.
Попередній підігрів конструкцій з товщиною стінки 10-15 мм можливий газовим полум'ям, розміщеної дугою або іншими способами.
Збірку стиків під зварювання ведуть або в пристроях, або за допомогою прихваток. Зазор в стикуються заготовках дотримуються однаковим на всьому протязі. Прихватки повинні бути мінімального перетину, щоб в процесі зварювання їх можна було переплавити. Поверхня прихваток необхідно очистити і оглянути, щоб на них не було гарячих тріщин. При зварюванні в нижньому положенні використовують графітові підкладки або мідні пластини, що охолоджуються водою.
Вибір параметрів режиму зварювання
Плавиться в захисних газах найефективніше зварювати мідь товщиною не менше 6-8 мм. Зварювання ведуть на постійному струмі зворотної полярності.
Мідь добре зварюється плавиться в аргоні, азоті, в суміші аргону з азотом і в гелії. Через високу теплопровідність міді для отримання надійного проварена на початку зварювання і хорошого сплаву кромок деталі підігрівають до 200-500 ° С. При зварюванні в аргоні підігрів необхідний при товщині металу більше 4,5 мм, а в азоті - більше 8 мм
Одним з найважливіших параметрів режиму зварювання міді плавиться є довжина дуги. Шов якісно формується при довжині дуги 4-5 мм.
Стикові з'єднання зварюють на підкладних елементах. Імпульсно-дугове зварювання (ІДС) в аргоні дає можливість виконувати вертикальні і стельові шви, дозволяє зварювати тонкий метал. При зварюванні в азоті процес йде з короткими замиканнями (КЗ) з підвищеним розбризкуванням або крупнокрапельне перенесенням (КР)
техніка зварювання
Для підвищення стійкості металу шва до утворення гарячих тріщин рекомендуються дроту Бр.АЖНМц 8,5-4-5-1,5; Бр.МцФЖН 12-8-3-3; ММц40, Механічні властивості зварних з'єднань в цьому випадку відповідають властивостям основного металу.
Орієнтовні режими зварювання міді в нижньому положенні
Мідь зварюють з мінімальним числом проходів.
Зварювання ведуть "кутом вперед" справа наліво. Для формування зворотної сторони шва стикових з'єднань використовують графітові або мідні водоохолоджувані підкладки. Двосторонні з'єднання виконують з формуванням шва на вазі або по підварювального шву накладеному ручної аргонодугового зварюванням W-електродом.
Так, марка БрАЖМц 10-3-1,5 означає, що бронза містить 10% алюмінію, 3% заліза, 1,5% марганцю. В кінці деяких марок ливарних бронз ставиться буква "Л".
Орієнтовні режими зварювання бронз Бр.АМц 9-2, Бр.АЖМц 9-5-2 і латуні ЛМНЖ 55-3-1 в аргоні в нижньому положенні (постійний струм, зворотна полярність, дріт Бр. АМц 9-2)
Труднощі зварювання бронз пояснюється їх підвищеної жидкотекучестью. При зварюванні бронз виникають труднощі, викликані утворенням окису алюмінію, тому спосіб і технологію зварювання вибирають такими, як і при зварюванні алюмінію, а режими - характерні для мідних сплавів.
Сплави міді з цинком - це латуні. або медноцінковие латуні. Для поліпшення властивостей в сплав додають Al, Mn, Ni, Fe, Sn, Si і ін. Такі латуні називаються спеціальними.
Латуні позначають буквою "Л", праворуч від якої пишуть буквене позначення спеціально вводяться елементів (крім Zn). потім цифру, яка вказує відсоток міді, і нарешті, відсотки спеціально вводяться добавок в тій же послідовності, в якій записані самі елементи. У маркуванні елементи позначаються російськими літерами: Л - алюміній, Б -беріллій, О - олово, С - свинець, Н - нікель, Мц - марганець, К - кремній, Мг - магній, X - хром, Ц - цинк.
Особливість зварювання латуней - інтенсивне випаровування цинку при температурі 907 ° С. При цьому погіршуються механічні властивості зварного з'єднання. Для зменшення вигоряння цинку ефективні зварювання на зниженій потужності дуги, застосування присадного дроту з кремнієм, який створює на поверхні зварювальної ванни окисну плівку (SiO2), що перешкоджає випаровуванню цинку.