Jak spawana jest miedź?

Miedź odnosi się do metali nieżelaznych, które mają określony rozkład w inżynierii i budownictwie. Ma dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, odporność na korozję, doskonale nadaje się do obróbki skrawaniem. Należy zauważyć, że spawanie miedzi ma swoją własną charakterystykę, ze względu na właściwości fizykochemiczne tego metalu.

Projekt transformatorów do spawania punktowego miedzi.

W zależności od składu chemicznego i przeznaczenia. miedź według GOST 859-78 wytworzyła pięć nazw:

• katoda (zawiera niewielką ilość zanieczyszczeń w zakresie 0,003-0,1%);
• beztlenowy (zawartość tlenu nie więcej niż 0,003%);
• przetopienie katodowe (zawartość zanieczyszczeń w zakresie 0,01-0,5%);
• odtlenione (zawartość zanieczyszczeń w zakresie 0,01-0,5%);
• rafinacja ogniowa (zawartość zanieczyszczeń w zakresie 0,01-0,5%).

Miedź katodowa służy do produkcji części przewodzących, katod, drutów, innych nazw miedzi stosowanych do produkcji wlewków i półproduktów.

Funkcje spawania materiałów miedzianych

Technologia spawania miedzi, podobnie jak innych metali nieżelaznych, ma swoje własne charakterystyczne cechy, ze względu na jej właściwości chemiczne i fizyczne. Na przykład, proces łączenia tego materiału jest znacznie utrudniony przez wysoką zdolność miedzi do utleniania w stanie rozgrzanym lub stopionym oraz jej wysoką płynność i przewodność cieplną.

Należy zauważyć, że różne zanieczyszczenia zawarte w składzie miedzi różnych stopni (tlen, antymon, bizmut, arsen, siarka, fosfor) również mają pewien wpływ na proces spawania. Szczególnie negatywny wpływ na proces spawania ma bizmut.

Podczas ogrzewania i topienia, miedź ulega utlenieniu z wytworzeniem monowalentnego tlenku Cu2O, który, wchodząc w reakcję z wodorem rozpuszczonym w metalu, prowadzi do pojawienia się pęknięć w materiale, tj. do tak zwanej "choroby wodorowej".

Tryby spawania miedzi.

Należy zauważyć, że katodowa elektrolityczna miedź najlepiej spawać z udziałem procentowym zanieczyszczeń do 0,05%.

Istnieje wiele sposobów łączenia elementów miedzianych. Aby to zrobić, należy stosować następujące rodzaje spawania: gaz, w ochronnym środowisku obojętnym (azot lub argon), elektrycznym ręcznym i automatycznym. Należy zauważyć, że wszelkie prace spawalnicze powinny być wykonywane w pomieszczeniu, w którym istnieje wymuszona wentylacja. Konieczne jest używanie kombinezonu, obuwia ochronnego i środków ochrony osobistej: skórzanych rękawic, tarczy. Sprzęt spawalniczy musi być w dobrym stanie.

Ręczne spawanie łukowe

Dzięki tej technologii spawanie miedziane wymaga następujących urządzeń i materiałów:

• elektrody, topnik i materiał wypełniający odpowiedniego typu;
• Generator spawania DC.

Technologia ręcznego spawania łukowego materiałów miedzianych jest wykonywana za pomocą grafitowych (węglowych) lub metalowych elektrod. Dla produktów krajowych takich jak ZT, mosiądz marki L90, drut miedziany M1, M3, marka M2, drut z brązu Br, KMts3-1 (krzemowo-manganowy), pręty z brązu marki Br, 0F4-0,25 (tlenek cyny fosforowej) są używane jako pręty.

Schemat ręcznego spawania łukowego.

Pręty elektrody są powlekane specjalnymi składnikami chemicznymi (powłokami) zgodnie z literaturą. Grubość powłoki elektrody powinna być dobrana zgodnie z literaturą odniesienia, w zależności od rodzaju elektrody. Po nałożeniu powłoki, elektrody muszą być suszone przez 3-4 godziny w powietrzu w temperaturze + 20 ° ... + 30 ° C, następnie kalcynowane przez 90-120 minut w temperaturze + 250 ° ... + 300 ° C.

Ręczne spawanie łukowe materiałów miedzianych za pomocą metalowej elektrody odbywa się przy stałym prądzie (odwrotna polaryzacja) zgodnie z następującymi parametrami (I jest natężeniem, A, d jest przekrojem elektrody, mm, S jest grubością blachy, mm):

• S = 2, d = 3, I od 120 do 150;
• S = 3, d = 3-4, I od 160 do 210;
• S = 4, d = 4, I od 240 do 280;
• S = 5, d = 5, I od 300 do 350;
• S = 6, d = 5-6, I od 330 do 380.

W procesie połączenia miedzianego za pomocą grafitowych elektrod, jako dodatki stosowane są pręty mające oznaczenia podobne do elektrod metalowych. Aby zoptymalizować spawanie łukowe części i struktur miedzianych, stosuje się odpowiedni strumień z elektrodą grafitową, która na początku pracy jest dodawana do rowka lub pokryta materiałem wypełniającym. Skład chemiczny strumienia dobiera się zgodnie z katalogami.

Schemat spawania elektrodą nieożywioną.

Technologia spawania ręcznego elementów miedzianych za pomocą elektrody węglowej jest przeprowadzana zgodnie z następującymi parametrami (I jest wytrzymałością prądu spawania, A, d jest przekrojem elektrody, mm, S jest grubością blachy, mm):

• S = 1, d = 4, I od 135 do 180;
• S = 2, d = 6, I od 195 do 260;
• S = 4, d = 6, I od 250 do 330;
• S = 6, d = 8, I od 315 do 430;
• S = 12, d = 10, I od 420 do 550.

Jeżeli przekrój arkusza nie przekracza 4,0 mm, wówczas spawanie łukiem ręcznym odbywa się bez dzielenia krawędzi. Bez szczelin należy montować złącza czołowe.

Detale o grubości powyżej 0,5 cm przed spawaniem należy wstępnie podgrzać do temperatury + 200 ° ... + 300 ° C. Połączenia w kształcie litery T i spawy kątowe, pozycjonowanie "w łodzi".

Spawanie łukowe spawarki miedzianej

Do tego rodzaju spawania miedzianego potrzebne są następujące materiały i narzędzia:

• elektrody, dodatki i strumień odpowiedniego typu;
• spawarka;
• podszewka grafitowa.

Klasyfikacja metod spawalniczych w gazie ochronnym.

Automatyczne spawanie łukiem elektrycznym struktur i części miedzianych odbywa się za pomocą elektrod topnikowych dwóch rodzajów: topienia metalu i nie topienia grafitu. Różne materiały topnikowe i wypełniacze są wybierane zgodnie z literaturą.

W przypadku zastosowania elektrody grafitowej spawanie przeprowadza się za pomocą specjalnej głowicy automatycznej poruszającej się wzdłuż spoiny ze stałą prędkością. W tym typie mieszanki stosuje się metal wypełniający, grafitową wykładzinę pod spawaną miedzią i mosiężny pasek.

Technologia automatycznego spawania łukowego materiałów miedzianych przy użyciu elektrody węglowej o przekroju 20,0 mm ma następujące parametry (I to natężenie prądu, A, V to prędkość spawania, m / h, S to przekrój arkuszy, mm, U to napięcie łuku, V):

• S = 4, I = 780-800, U = 18, V = 22,4;
• S = 6, I = 960-980, U = 18, V = 22,4;
• S = 8, I = 1000, U = 18-19, V = 16.

Automatyczne spawanie łukowe miedzi odbywa się za pomocą zwykłych spawarek z metalową elektrodą. Gdy jest używany, drut miedziany elektroda klasy M3, M1, M2 i średnica 1,6 do 3,0 mm. Spawanie odbywa się na stałym prądzie (odwrotna polaryzacja). Zastosuj strumień zgodnie z referencjami. Niektóre typy topników umożliwiają w szczególności automatyczne spawanie elementów miedzianych na zmiennym prądzie.

Spawanie łukiem argonowym miedzi.

Należy zauważyć, że automatyczne spawanie łukowe miedzi, w zależności od rodzaju połączenia, ma swoje własne charakterystyczne cechy i określone tryby. Tak więc, w przypadku szwu jednostronnego, materiał jest spawany z penetracją za pomocą wykładziny grafitowej.

Ponadto arkusze o przekroju mniejszym niż 8,0 mm są gotowane bez krawędzi skrawających, zgodnie z następującymi parametrami (d jest średnicą drutu, mm, I jest natężeniem, A, S jest grubością blachy, mm, U jest napięciem łuku, V, V jest prędkość, m / h):

• S = 2, d = 1,6, I = 140-160, U = 32-35, V = 25;
• S = 3, d = 1,6, I = 190-210, U = 32-35, V = 20;
• S = 4, d = 2, I = 250-280, U = 30-35, V = 25;
• S = 5, d = 2, I = 300-340, U = 30-35, V = 25;
• S = 6, d = 2, I = 330-350, U = 30-35, V = 20;
• S = 8, d = 3, I = 400-440, U = 33-38, V = 16.

W trakcie zgrzewania grubszego materiału (ponad 8,0 mm) stosuje się cięcie litery "V" pod kątem 60 °. Proces łączenia połączeń z obciętymi krawędziami miedzianymi z dwustronnym łączeniem odbywa się według następujących parametrów (kąt krawędzi rowka jest stały i wynosi 60 °, S to grubość blachy, mm, I to natężenie, A, U to napięcie łuku, V, V to prędkość, m / h):

• d = 10, matowe krawędzie = 5 mm, I = 540-560, U = 33-38, V = 15;
• d = 12, matowe krawędzie = 6 mm, I = 580-600, U = 35-38, V = 15.

Spawanie w argonie.

Złącza miedziane z zakładkami są spawane przy użyciu następującej technologii według takich parametrów (S to grubość blachy, mm, I to natężenie, A, U = 30-35 V to napięcie łuku, V, V to prędkość, m / h):

• S = 3, I = 220-240, V = 25;
• S = 4,5, I = 300-340, V = 25;
• S = 6, I = 350-400, V = 20.

Należy zauważyć, że arkusze miedzi o grubości od 8 do 12 mm muszą być gotowane z obu stron. Ponadto, aby szybko rozpalić łuk spawalniczy, przed rozpoczęciem spawania należy polać mosiężne wióry pod drut elektrod.

Spawanie miedzi w ochronnym środowisku gazu obojętnego

Oprócz powyższych rodzajów związków, materiały miedziane można również spawać w azocie lub argonie z użyciem dwóch rodzajów elektrod: metalu łatwopalnego i nie zużywającego się wolframu. Najbardziej rozpowszechnionym wariantem tego typu mieszanki jest spawanie w obojętnym środowisku argonowym z niepalną elektrodą wolframową przy prądzie o bezpośredniej polarności i stałej wartości.

Wpływ temperatury wstępnego podgrzewania na kąt zwilżania podczas spawania miedzi.

Do tego typu spawania miedzianego potrzebne są następujące elementy i urządzenia:

• elektrody, topnik i materiał wypełniający odpowiedniego typu;
• uchwyty do spawania, wysuszony argon (czystość 99,8%), spawarka do połączenia argonem.

W roli materiału dodatkowego są pręty (znak M2, M1, M3). Technologia tego rodzaju połączenia elementów miedzianych ma następujące parametry (I - natężenie prądu, A, Dp - średnica drutu spawalniczego, mm, Qa - zużycie argonu, l / min, S - grubość blachy, mm, De - średnica elektrody wolframowej, mm) :

• S = 1,6, Dn = 2,4, De = 2,4, I = 80-110, Qa = 2,8-3,3;
• S = 3,2, Dn = 3,2, De = 3,2, I = 200, Qa = 6;
• S = 6,4, D = 4,8, De = 4,8, I = 300, Qa = 7;
• S = 10, Dn = 4,8, De = 4,8, I = 350, Qa = 7;
• S = 12, Dn = 6,4, De = 4,8, I = 400, Qa = 8;
• S = 16, Dn = 6,4, De = 4,8, I = 400, Qa = 8.

W przypadku spawania miedzianego w środowisku gazu ochronnego z elektrodą metalową zużywalną, połączenie przeprowadza się na prądzie o stałej sile i bezpośredniej polarności. Materiał elektrod w tym przypadku wybiera się zgodnie z literaturą odniesienia.

Jak odbywa się spawanie gazowe?

Do tego rodzaju połączenia elementów miedzianych potrzebne są następujące materiały i narzędzia:

• elektrody, topnik i materiał wypełniający odpowiedniego typu;
• generator acetylenu, naładowany wodą i węglikiem wapnia lub butylem acetylenowym;
• butelka tlenowa;
• węże;
• palnik.

Schemat spawania gazowego miedzi.

Spawanie gazowe miedzianych części i konstrukcji jest najczęstszym rodzajem spawania elementów miedzianych. Przy stosowaniu tego rodzaju blach łączących o grubości mniejszej niż 5,0 mm stosuje się materiały wypełniające z gatunków miedzi M1, M2, M3.

Jeżeli konieczne jest przeprowadzenie spawania grubszych blach miedzianych, należy użyć drutu o zawartości fosforu 0,2% i krzemu 0,15-0,3% lub drutu miedzianego o zawartości fosforu 0,2-0,7%. W tego typu pracach stosuje się topniki zgodnie z literaturą odniesienia.

Technologia ma następujące parametry (S to grubość blach miedzianych, mm, nr to liczba końcówki palnika spawalniczego, Dp to średnica drutu wypełniającego, mm):

• S < 1, Dp = 1,5, № 00-0;
• S = 1-1,5, Dp = 1,5, № 1;
• S = 1,5-2,5, Dp = 2, nr 2;
• S = 2,5-4, Dp = 3, № 3;
• S = 4-8, Dp = 5, № 4-5;
• S = 8-15, Dp = 6, № 6;
• S > 15, Dp = 8, № 6-7.

Obróbka cieplna

Pod koniec spawania miedzianego w jakikolwiek sposób, połączenia powinny być kute przez połączenia. Jeżeli przekrój spawanych arkuszy jest mniejszy niż 0,5 cm, to metal jest kuty bez ogrzewania. Jeżeli przekrój arkuszy jest większy niż 0,5 cm, to miedź powinna być kuta przez ogrzewanie do temperatury + 250 ° ... + 350 ° C.

Ogrzewanie ponad + 350 ° C jest niepraktyczne; Prowadzi to do spadku właściwości wytrzymałościowych metalu. Pod koniec kucia należy przeprowadzić wyżarzanie termiczne w temperaturze + 500 ° ... + 600 ° C z dalszym chłodzeniem wodnym. Ta operacja pozwala uzyskać ciągliwy szew spawalniczy i poprawić jego właściwości mechaniczne i wytrzymałościowe.