Технология сварки меди
Технологический процесс сварки меди с помощью процесса ТИГ, вследствие определенных физических свойств металла, имеет свои особенности. Из-за высокой теплопроводности меди для ее сварки необходимо применять источники нагрева с высокой тепловой мощностью. Повышенная теплопроводность способствует интенсивному охлаждению металла шва и околошовной зоны, что ухудшает формирование.
Сварку меди непдавягцимся электродом (вольфрам, легированный лантаном, иттрием, торием или другими элементами) выполняют на токе прямой полярности в аргоне, гелии, азоте или смеси аргона с гелием (Защитный газ ДСТУ ISO 14175:2004-11, 12, ІЗ, F1). Топкий металл (до 4 мм) можно сваривать без подогрева в аргоне. При сварке металла толщиной более 4 мм необходим предварительный подогрев до температуры 250-400 °С. Температура предварительного подогрева повышается с увеличением толщины свариваемого металла.
Проще спаривать медь, применяя для защиты зоны горения дуги смесь аргона с гелием, чистый гелий или азот (Защитный газ ДСТУ ISO 14175:2004-12, ІЗ, F1). В этом случае увеличивается количество теплоты, выделяемое в зоне горения дуги, что позволяет выполнять сварку меди толщиной 10-12 мм без подогрева.
Из-за высокой теплопроводности меди особые требования предъявляются к типам соединений и технике сварки. Удовлетворительное формирование швов можно получить лишь при симметричном расположении источника нагрева по отношению к свариваемым кромкам. К таким можно отнести стыковые соединения или приближающиеся к ним по характеру теплоотвода в свариваемые детали (рис. 4.10). Сварка тавровых и нахлесточньгх соединений из меди трудновыполнима.
Большая жидкотекучесть меди не позволяет производить на весу одностороннюю стыковую сварку с полным проплавлением кромок и хорошим формированием шва с обратной стороны. Для формирования качественных стыковых швов необходимо применять подкладки, которые плотно прилегают к свариваемому металлу, однако они затрудняют сварку щвов в вертикальном и потолочном положениях. Для получения швов в этих положениях принимают меры по снижению размеров сварочной ванны, а также уменьшают жидкотскучесгь металла путем легирования его кремнием.
Таблица 4.24. Зависимость диаметра электрода и присадочной проволоки от толнцшы свариваемого металла
Использование присадочной проволокой из чистой меди МО и Ml обеспечивает получение металла шва, который по химическому |
составу и физическим свойствам близок к основному, однако его механические свойства достаточно низкие. Наличие пористости уменьшает плотность металла шва. Если в качестве присадочного металла применять проволоку из хромистой бронзы БрХ 0,7 или бронзы БрКМц 3-1, то снижается тепло - и электропроводность металла шва. В качестве присадки можно использовать также прутки и проволоку из меднопикслевого сплава МНЖКТ5-1-0,2- 0,2. Диаметр электрода и присадочной проволоки зависит от толщины свариваемого металла (табл. 4.24).
При сварке меди в различных газовых средах необходимо поддерживать разные по длине дуги. Для аргона и гелия длина дуги должна быть как можно меньше (около 3 мм). Значительно длиннее дуга в азоте (около 12 мм). Мощность дуги и тепловыделение наиболее высокие в азоте (в 3-4 раза выше, чем и аргоне), в гелии эти показатели приблизительно в 2 раза выше, чем в аргоне.
Таблица 4.25. Режимы сварки ТИГ меди толщиной до 3 мм в среде аргона и азота
|
При сварке в азоте швы более склонны к образованию нор, особенно при малых размерах сварочной ванны. Расход защитного газа, зависящий от его теплофизических свойств и плотности, для аргона составляет 8-10, для гелия — 12-20, для азота - 10-
20 дм'3/мин.
Сварку в аргоне, как правило, выполняют справа налево при наклоне электрода по отношению к изделию углом вперед на 80- 90°; угол наклона присадочной проволоки 10-15°. Вылет вольфрамового электрода 5-7 мм. При сварке в азоте сила сварочного тока несколько меньше по сравнению с аргоном. Сварочный ток выбирают в зависимости от диаметра электрода и защитного газа. Основные режимы сварки в среде аргона и азота приведены в табл. 4.25.
4.3.5. Технология сварки латуней. Сварку ТИГ листовой латуни толщиной до 3-4 мм выполни ют на токе прямой полярное™ с защитой зоны горения дуги аргоном, смесью аргона с гелием или азотом (Защитный газ ДСТУ ISO 14175:2004-11, ІЗ, F1). В качестве неплавящегося электрода используют вольфрам, легированный торием, лантаном, иттрием или другими элементами, в качестве присадки — прутки из бронзы БрОД 4-3 и БрКМц 3-1 или проволоки ЛК62-05 (38 % Zn, 0,5 % Si), БрКМц 3-1 или БрАМц 9-2. Предварительный подогрев необходим только при сварке изделий из латуней с толщиной стенки более 10 мм или при сварке деталей, резко отличающихся по толщине свариваемых кромок. Режимы сварки латуни аналогичны гем, которые применяются при сварке меди.