Сварка меди

Медь пластична в холодном состоянии и очень хрупка при больших температурах, теряя и прочность. Отливки из меди имеют большую пористость и литейную усадку, поэтому литые детали из чистой меди не делают. Расплавленная медь хорошо растворяет газы, выделяя их при затвердевании, и это вызывает пористость.

Медь широко применяется в теплообменной аппаратуре, электротехнике, в химических аппаратах и т. д. Например, в быту медь используется для изготовления водонагреваемых радиаторов в кухонных водоподогревных газовых колонках.

Свойства меди: высокая электро- и теплопроводность, прочность - 25 кгс/мм², температура плавления - 1083ºС, теплопроводность меди в 6 раз выше, чем у стали, поэтому при сварке требуется дополнительный нагрев мощным источником теплоты.

Нагретая медь легко поглощает водород, порождающий так называемую водородную болезнь меди. Водород проникает на больную глубину, и, взаимодействуя с закисью меди, водород восстанавливает ее по реакции

Cu₂О + Н₂ = 2Сu + Н₂О,

образуя при этом пары воды. Молекулы воды, нерастворимые в меди, накапливаются внутри металла в больших количествах, и при кристаллизации или возникают трещины там, где уже остыло, или поры там, где еще жидкий металл. Большое внутреннее давление в порах после охлаждения разрывает металл, образуя много микротрещин и делая металл непрочным. По существу, парами воды остывший металл просто распирается.

Медь легко окисляется в расплавленном состоянии и образует с кислородом два окисла: закись меди Cu₂0 и окись меди СuО. Закись меди имеет разную растворимость в жидком и твердом металле и температуру плавления 1064ºС, т. е. ниже температуры плавления меди. Это приводит к неметаллическим включениям и снижай теплопроводность.

Более легкоплавкая эвтектика Cu20 - Сu при затвердевании выпадает в последнюю очередь, располагается по границам кристаллов и в итоге приводит к образованию горячих, кристаллизационных трещин. Качество соединения (сварки) невысокое. Поэтом, предельное содержание кислорода в меди должно быть строго ограничено до 0,03%, а в некоторых ответственных изделиях до 0,01%

Висмут, свинец увеличивают вероятность образования горячих трещин, т. е. это вредные примеси.

Незначительное количество кислорода есть даже и в очень чистой меди, но это практически неопасно, так как при пластически: деформации (прокатка, протяжка, проковка) включения эвтектик раздробляются и распределяются вдоль волокон металла. В таком состоянии кислородные включения незначительно влияют на механические свойства меди. Но достаточно прокат нагреть для сварки, как вновь образуются крупные кристаллические зерна металла по границам которых появляется кислородная эвтектика, снижая механические свойства меди.

Восстановить механические свойства можно механической об работкой, т. е. пластическим деформированием в холодном состоянии (проковка, гибка, прокатка и подобное).

Высокая теплопроводность меди заставляет применять при сварке высококонцентрированные источники нагрева, а иногда - предварительный и сопутствующий подогрев, так как при этом даже тепла дуги не хватает.

Высокий коэффициент линейного расширения требует применять особые меры против деформации, в том числе необходимо минимизировать количество прихваток в узле.

Способы сварки меди. Медь сваривается почти всеми известны ми основными видами и способами сварки, но при этом надо четко представлять все перечисленные ее свойства и особенности поведения.

Например, сварка меди газами - заменителями ацетилена не рекомендуется к применению, так как не дает удовлетворительны результатов по металлургическим и механическим характеристикам наплавленного металла по причине большого количества кислорода в пламени, который насыщает расплавленный металл кислородом, водородом и шлаковыми включениями.

Сварку меди выполняют следующими видами и способами и Только в нижнем положении шва:

• дуговая сварка - угольным и металлическим плавящимся и неплавящимся электродом;
• газовая сварка ацетилено-кислородном пламенем. В качестве защитной среды используется флюс, инертный по отношению к меди газ (азот, аргон), а также электродные покрытия.

Газовая сварка алюминия Сварочные работы Сварка меди угольным электродом