Как производится сварка меди в домашних условиях?

  • Дата: 10-08-2015
  • Просмотров: 449
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 10

В домашних условиях часто возникает необходимость сварки меди в процессе установки водопроводов и систем отопления. В большинстве случаев водопроводные трубы изготавливаются из меди. Материал имеет гладкое основание, не поддается коррозии, способен обеспечить хороший ток воды и не имеет каких-либо вредных веществ.

Цветовые характеристики сплавов меди

Цветовые характеристики сплавов меди.

Сварка – это процесс образования неразъемных соединений между разными элементами. Этого можно достичь путем нагрева свариваемых металлов или их деформирования. Для сварки используются различные источники энергии:

  • пламя от газа;
  • электрическая дуга;
  • ультразвук;
  • лазерное излучение и др.

Процесс сварки меди значительно отличается от сварки сталей, так как цветные металлы имеют высокий уровень теплопроводности, а в расплавленном состоянии они будут реагировать с газами. Чтобы избежать возникновения негативных последствий, понадобится правильно выбрать материалы для сварки, произвести подготовку соединяемых элементов и соблюдать инструкцию по сварке.

На сегодняшний день сделать сварку можно не только на предприятиях, но и в домашних условиях. Следует знать, что процесс сварки меди имеет большое количество нюансов. Во многом сварка будет зависеть от физико-химических свойств материала.

Трудности сварки меди связаны со склонностью материала к окислению в расплавленном состоянии, высоким уровнем теплопроводности, высоким уровнем линейного расширения металла в процессе нагревания и высокой текучестью.

Свариваемость металла может ухудшиться при наличии в нем серы, свинца и других элементов. Свинец придаст подобному металлу хрупкости.

Контактная сварка своими руками

Контактная сварка своими руками.

В процессе сварки меди кислород будет поглощаться из атмосферы, потому следует это учитывать.

На сегодняшний день существует несколько различных способов сварки данного цветного металла.

Элементы, которые будут необходимы для того, чтобы самостоятельно произвести качественную сварку меди:

  1. Баллоны с ацетиленом.
  2. Горелки.
  3. Асбестовые листы.
  4. Проволока.
  5. Вода.
  6. Профилированная проставка.
  7. Припои.
  8. Флюсы.

Что нужно знать об электродах для сварки меди?

Конструкция трансформаторов для точечной сварки

Конструкция трансформаторов для точечной сварки.

Чтобы получить качественный и ровный сварочный шов, следует использовать электрод, который покрыт особым составом. Покрытие используется для продуцирования шлака, который появляется с окислами металла. Состав будет препятствовать соприкосновению шва сварки с воздухом. Обмазка заполнит убыль, которая образуется в процессе сварки за счет выгорания элементов и вводит в шов новые элементы. Благодаря обмазке будет увеличена устойчивость электрической дуги. Шлаковый покров, который продуцируется подобным покрытием, будет замедлять остывание расплавленной меди, в результате чего из шва выделится большее количество газов.

Электроды, которые используются в процессе соединения металлов, можно разделить на 2 вида:

  1. Плавящиеся, которые изготавливаются из медных, алюминиевых, стальных или чугунных проволок.
  2. Неплавящиеся, которые изготавливаются из электротехнического угля, синтетического графита и других элементов.

Чтобы подобрать подходящие электроды, понадобится обратить внимание на их цвет:

  1. Электроды красного цвета используются для электродуговой сварки меди.
  2. Синие электроды применяются для обработки теплоустойчивых элементов.
  3. Электроды желтого цвета применяются для заготовок из коррозийностойких и жаропрочных сталей.
  4. Электроды серого цвета можно использовать для обработки цветных металлов.

Газовый метод сварки меди

Технология газовой сварки

Технология газовой сварки.

Если соблюдать технологию, то медь можно с легкостью сварить баллонами с ацетиленом. Сварное соединение отличного качества есть возможность получить путем проковки шва.

Медь имеет высокий уровень теплопроводности, потому для ее сварки понадобится пламя высокой мощности, 150 л/час, если есть материал толщиной менее 10 мм, и 200 л/час, если есть материал толщиной более 10 мм. Если производится сварка меди большой толщины, то понадобится использовать две горелки. Одна из них – для подогрева, а другая – для сварки деталей.

Чтобы уменьшить отвод теплоты, с нижней и верхней частей элемента понадобится уложить асбестовые листы. В данном случае рекомендуется использовать восстановительное пламя, ядро которого ориентируется к кромкам меди практически под прямым углом. Для уменьшения формирования закиси металла и предотвращения появления трещин высокой температуры понадобится производить соединение металлов с максимальной скоростью, без перерывов. В процессе нужно строго следить за сбережением восстановительного пламени.

Перед соединением элементов прихватки применять не нужно. Сварка меди производится в специальной сборочно-сварочной конструкции. В качестве присадки можно использовать проволоку из прочного металла или материала с раскислителями. Диаметр используемой проволоки должен быть не более 8 мм.

Расчет расхода защитного газа при сварке

Расчет расхода защитного газа при сварке.

В процессе сварки тепло нужно распределять так, чтобы проволока расплавилась раньше кромок свариваемого металла. Присадочный материал должен наплавиться на кромки. Скос кромок на листах толщиной больше 3 мм производится под углом 45°. Перед соединением кромки надо будет зачистить до блеска нового металла. Можно также протравить кромки при помощи смеси азотной кислоты, после чего промыть водой.

Для измельчения зерен наплавленной меди и повышения плотности сварных швов после соединения материал толщиной до 5 мм нужно проковывать при низкой температуре. Если используется медь толщиной более 5 мм, то проковывать нужно при температуре 200-300°С.

Шов подвергается отжигу после проковки швов при температуре 530-550°С, после этого быстро охлаждается водой. Для предотвращения появления трещин не нужно вести проковку при температуре более 500°С, так как в таком случае металл станет хрупким.

Соединение металла аргонодуговым методом

Аргонная сварка своими руками

Аргонная сварка своими руками.

Дуговая сварка плавлением часто используется для получения сварных конструкций из меди. Для того чтобы получить шов сварки высокого качества, понадобится применять защитные газы, в качестве которых выступает аргон. Дуговая сварка меди чаще всего производится вольфрамовым электродом.

В качестве присадки понадобится использовать профилированную проставку небольшой ширины или проволоку, которую нужно будет заложить встык. Подобный метод сварки меди отличается хорошей устойчивостью дуги. Механическая дуговая сварка используется в процессе соединения деталей маленькой толщины и в местах, доступ в которые затруднен.

Сварка меди вольфрамовым электродом производится при постоянном токе. Электрод должен находиться строго в плоскости стыка. Если сваривается медь толщиной более 5 мм, то ее понадобится предварительно прогреть до температуры 300-400°С. Кромки соединяемого металла и проволоку электрода рекомендуется первым делом зачистить до состояния нового металла.

Материал толщиной до 5 мм может свариваться без зачистки кромок.

Если производится соединение деталей толщиной 2-3 мм, то прогрев свариваемого металла выполнять не нужно. Технология сварки подобного металла толщиной более 4 мм подразумевает прогрев металла до 300-400°С. В данном случае можно использовать и плавящиеся электроды.

Как правильно самостоятельно паять медь?

Схема капиллярной пайки

Схема капиллярной пайки.

Следует знать, что цветные металлы гораздо легче паять, чем сваривать. Особенно это касается медных труб с тонкими стенками, которые применяются для систем отопления, водопровода, газопровода и т.д.

Произвести пайку металла может даже человек без соответствующего опыта работы, но сваривать металл самому не получится. Структуру меди пайка изменять не будет. В данном случае не понадобится использовать какое-либо дорогостоящее оборудование.

Соединения пайки в случае соблюдения технологии и применения материалов хорошего качества получатся прочными, они смогут выдерживать нагрузки.

В процессе пайки подобного материала понадобится использовать нахлесточные способы соединений, которые дают возможность получить высокую прочность заготовок, даже если использовались мягкие припои, имеющие сравнительно малую прочность. Чтобы обеспечить приемлемый уровень прочности шва пайки, понадобится делать нахлест не менее 5 мм. Чаще всего применяются более высокие показатели для обеспечения большого запаса прочности.

Существующие виды припоев

Сплавы меди есть возможность соединять пайкой высокой и низкой температуры. На сегодняшний день можно найти достаточно большое количество оборудования для сварки подобного металла и его пайки, а также различные твердые и мягкие припои, которые способны обеспечить отличное качество пайки элементов. Для пайки при низкой и высокой температурах предпочтительнее всего использовать припой и флюс одинакового изготовителя.

Низкотемпературные припои

Сварка меди в среде инертных газов

Сварка меди в среде инертных газов.

Использование низкотемпературных припоев дает возможность производить соединение элементов при температуре, которая мало влияет на прочность металла, но предоставляет швы с не лучшими механическими характеристиками. Припой для пайки при высокой температуре способен обеспечить хорошую прочность швов и позволяет эксплуатировать систему при высокой температуре. Однако в данном случае может произойти отжиг металла, в связи с чем работу может произвести лишь квалифицированный специалист.

Пайка при низкой температуре чаще всего используется при монтаже системы отопления. Следует знать, что низкотемпературные припои смогут обеспечить отличную прочность соединений, если учитывать большую площадь контакта трубопроводных элементов.

На сегодняшний день существуют такие низкотемпературные припои, которые гарантируют отличное качество пайки меди: сплавы олова с медью, сурьмой, серебром и другими элементами. Для пайки при низкой температуре можно использовать и припои из свинца и олова, однако если понадобится соединить трубопровод для питьевой воды, то их использовать не допускается в связи с вредными свойствами свинца.

Высокотемпературные припои

Сварка неплавящимся электродом

Сварка неплавящимся электродом.

Припои такого типа допускается применять в случае, когда надо будет паять трубопровод при высокой температуре.

Если понадобится спаять трубопровод из металлических труб, следует использовать лишь пайку при высокой температуре, так как в таком случае можно будет получить соединение отличной прочности. Следует знать, что пайка при низкой температуре в газоснабжении не используется.

Припои из меди и фосфора не требуют обязательного использования флюсов в процессе пайки. Характеристики расширения подобного металла и припоя практически одинаковы, что является дополнительным преимуществом. Твердые припои производятся в форме прута.

Данное соединение является хрупким, потому подобные припои ни в коем случае нельзя использовать для пайки материалов с содержанием никеля более 10%. Применять такие припои не допускается и для соединения алюминиевой бронзы.

Флюсы для соединения медных заготовок

Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов

Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов.

В процессе соединения подобных элементов лучше всего использовать специальные устройства для сварки металлических элементов и флюсы, которые способны защитить расплавленную медь от окисления, растворить и превратить появившиеся окислы в шлаки. Их понадобится вносить в ванну сварки. Флюсами можно покрыть концы кромки соединяемых деталей и прутьев, а также заднюю часть свариваемой заготовки.

На сегодняшний день для соединения металлов при низкой температуре в качестве флюсов чаще всего используются составы, в которых содержится хлорид цинка. В процессе приобретения флюса важно уделить внимание его составу. Флюсы могут состоять из прокаленной буры и других элементов.

На сегодняшний день можно найти большое количество флюсов для пайки подобного металла. Понадобится лишь выбрать любой состав, который подходит для работы данного вида.

http://youtu.be/yRXtagUa0To

Сварка меди в домашних условиях значительно отличается от процесса сварки остальных металлов, так как медь имеет некоторые особенности. Целесообразнее производить пайку подобного металла. Материал раскисляется, а окислы удаляются в шлак, потому обязательно понадобится использовать подходящие припои и флюсы.