Сварка меди

Медь обладает высокой теплопроводностью, поэтому при ее сварке к месту расплавления металла приходится подводить большее количество тепла, чем при сварке стали. Однако слишком мощное пламя может вызвать перегрев металла шва и прилегающих участков основного металла, вследствие чего медь получает крупнозернистую структуру и понижает прочность. Для сварки меди толщиной до 10 мм берут мощность пламени 150 дм3/ч ацетилена на 1 мм тол­щины листа. При более толстых листах мощность пламени увеличивают до 200 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины ме­талла. При толщине свыше 10' мм лучше вести сварку дву-

мя горелками одновременно: одной для предварительного подогрева и регулирования нагрева металла в месте свар­ки, а второй — для расплавления и сварки металла. Если позволяют размеры и форма детали, то сварку можно вес­ти одновременно с двух сторон. В таких случаях мощность пламени каждой горелки берут 100 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла.

Одним из свойств меди, затрудняющим сварку, являет­ся ее повышенная текучесть в расплавленном состоянии. Поэтому при сварке меди не оставляют зазора между кромками, стараясь возможно плотнее подогнать их друг к другу. При толщине листов свыше 3 мм кромки скашива­ют под углом 45°. Притупление кромок делают равным 0,2 от их толщины. Кромки перед сваркой зачищают до метал­лического блеска или подвергают травлению в растворе азотной кислоты с последующей промывкой в воде.

Распределение тепла при сварке меди регулируют так, чтобы проволока плавилась несколько ранее кромок, по­крывая расплавленным металлом только начинающие рас­плавляться кромки основного металла.

Для уменьшения отвода тепла свариваемые детали сверху и снизу покрывают листами асбеста.

В качестве присадочного металла используют проволо­ку из чистой (электролитической) меди или из меди, содер - . жащей до 0,2% фосфора и до 0,15—0,30% кремния в каче­стве раскислителей. Иногда применяют сварку меди латунью, содержащей до 0,05—0,25% марганца и 0,1— 0,5%'желрза, имеющей ^Пл=895°С.

В зарубежной технике для сварки меди применяются специальные присадочные прутки (табл. 19).

Таблица 19

Прутки для сварки меди, применяемые за рубежом

Содержание (%)

трех составов

* Компонента

№ 1

№ 2

№ 3

Медь.................................................

98,5

99,0

99,35—98,65

Никель..............................................

0,5

Серебро............................................

1,0

0,5-1,2

Олово................................................

’ -------------

0,5

Сурьма.............................................

0,5

Фосфор... ..........................................

0,02—0,08

В Англии выпускают для сварки меди, серого и ковкого чугуна латунные прутки состава (%): меди 57—63, крем­ния 0,2—0,5, алюминия 0,3, цинк — остальное.

При сварке меди диаметр проволоки берут равным от 0,5 до 0,75 S (S — толщина свариваемого металла, мм). Проволоку диаметром более 8 мм не применяют.

Сварку меди затрудняет также способность ее в жидком виде сильно растворять газы — кислород и водород и ак­тивно окисляться кислородом. Образующаяся при этом за­кись меди СигО располагается по границам зерен и делает медь хрупкой. Для уменьшения окисления меди при сварке применяют только восстановительное пламя, ядро которого держат почти под прямым углом к кромкам листов, на рас­стоянии 3—6 мм от поверхности ванны.

Для уменьшения образования закиси меди и предупреж­дения появления горячих трещин сварку ведут быстро, без перерывов, строго следя за сохранением восстановительно­го характера пламени. Применять прихватки не следует. Сваривать изделие рекомендуется в кондукторе, допускаю­щем свободное перемещение кромок. Пламя с избытком ацетилена вызывает реакцию восстановления закиси меди водородом и окисью углерода пламени, в результате чего в наплавленном металле образуются поры и мелкие трещины (так называемая «водородная болезнь» меди).

Для раскисления меди и удаления в шлак образующих­ся окислов при сварке применяют флюсы, составы которых приведены в табл. 20.

Таблица 20

Флюсы для сварки меди >

Содержание (% по весу) во флюсах

Компоненты

4

№ 1

№ 2

№3

Л* 4 (паста)

Бура плавленая техническая.....................

100

50

60—70

50

Борная кислота...........................................

50

10—20

Поваренная соль..........................................

20—30

Древесный уголь..........................................

20

Кремнекислота.............................................

15

Кислый фосфорнокислый натрий

15*

•Снижает вязкость шлака и повышает растворимость в нем окислов. Так же действует и добавляемый во флюс углекислый калий.

- Флюс № 4 с кислым фосфорнокислым натрием применя­ют при сварке проволокой, не содержащей кремния и фос­фора в качестве раскислителей.

Флюсом в процессе сварки меди посыпают ванну, а так­же покрывают конец присадочного прутка, участок свари­ваемого металла шириной 40—50 мм по обе стороны от оси шва и обратные стороны свариваемых листов. Флюс-паста наносится на пруток и кромки свариваемого металла.

Стекловидные остатки флюса удаляют промывкой шва 2%-ным раствором соляной (HNO3) или серной (H2SO4) кислоты.

ВНИИАвтогенмаш разработал для сварки меди порош­ковый флюс состава (%): буры — 78, борной кислоты—-4, хлористого натрия — 13, двууглекислого натрия — 5. Этот флюс обладает хорошей раскисляющей способностью. При сварке меди можно с успехом применять и газообразный фЛюс ВНИИАвтогенмаша марок БМ-1 и БМ-2.

Для измельчения зерен наплавленного металла и повы­шения плотности шов после сварки проковывают. Металл толщиной до 5 мм проковывают в холодном состоянии, а более толстый — при температуре 200—300° С. После про­ковки шов отжигают при температуре 500—550° С, подвер­гая затем быстрому охлаждению водой, что сохраняет мел­козернистую структуру и повышает пластичность наплав­ленного и основного металла. Во избежание образования трещин не следует вести проковку при температуре выше 500° С, так как медь при этих температурах становится хрупкой.

При сварке технической меди, содержащей до 0,025— 0,1% кислорода в виде эвтектики закись меди — медь (3,6% Си20), придающей хрупкость литому металлу, про­ковка и отжиг способствуют равномерному распределению эвтектики, вследствие чего повышается прочность и вяз­кость, уменьшается красноломкость.

§ 5

Комментарии закрыты.