Конспект

Медь находит широкое применение при изготовлении изделий различного назначения: сосудов, трубопроводов, электрораспределительных устройств, химической аппаратуры и т. д.

Многообразие использования меди связано с ее осо­быми физическими свойствами. Медь обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью, устойчива в отношении коррозии. Плотность меди — 8,93г/см³, температура плавления — 1083°С, температура кипения — 2360°С.

Трудности сварки меди обусловлены ее физико-химическими свойствами. Медь склонна к окислению с образованием тугоплавких окислов, поглощению газов расплавленным металлом обладает высокой теплопроводностью, значительной величиной коэффициента линейного расширения при нагревании.

Склонность к окислению вызывает необходимость применения при сварке специальных флюсов, защищающих расплавленный металл от окисления и растворяя образующиеся окислы, переводящих их в шлаки. Высокая теплопроводность требует применения более мощного пламени, чем при сварке стали.

Свариваемость меди зависит от её чистоты. Особенно ухудшают свариваемость меди наличиев ней висмута, свинца, серы и кислорода. Содержание кислорода в зависимости от марки меди колеблется от 0,02% до 0,15%. Висмут и свинец придают меди хрупкость и красноломкость. Наличие в меди кислорода в виде закиси меди (Сu₂О) вызывает образование хрупких прослоек металла и трещин, которые появляются в зоне термического влияния. Закись меди образует с медью легкоплавкую эвтектику, которая обладает более низкой температурой плавления. Эвтектика располагается вокруг зёрен меди и таким образом ослабляет связь между зёрнами.

На процесс сварки меди оказывает влияние не только кислород, растворенный в меди, но и кислород, поглощаемый из атмосферы. При сварке оба эти окисла затрудняют процесс газовой сварки, поэтому их необходимо удалять с помощью флюса.

Водород и окись углерода также отрицательно влияют на процесс сварки меди. В результате их взаимодействия с закисью меди образуются пары воды и углекислый газ, которые образуют поры в металле шва. Чтобы избежать этого явления, сварку меди необходимо выполнять строго нормальным пламенем.

Чем чище медь и чем меньше она содержит кислорода, тем лучше она сваривается.

При газовой сварке меди нашли применение стыковые и угловые соединения, тавровые и нахлёсточные соединения не дают хороших результатов. Перед сваркой свариваемые кромки необходимо очистить от грязи, масла, окислов и других загрязнений на участке не менее 30мм от места сварки. Места сварки очищают вручную или механическим способом стальными щётками.

Сварку меди толщиной до 3мм выполняют без разделки кромок, а при толщине свыше 3мм требуется Х-образная разделка кромок под углом 45° с каждой стороны стыка. Притупление делается равным 0,2 от толщины свариваемого металла. В связи с повышенной жидкотекучестью меди в расплавленном состоянии тонкие листы сваривают встык без зазора, а листы свыше 6мм сваривают на графитовых и угольных подкладках.

Мощность сварочного пламени при сварке меди толщиной до 4мм выбирают из расчета расхода ацетилена 150—175дм³/ч на 1мм толщины свариваемого металла, при толщине до 8—10мм мощность увеличивают до 175—225дм³/ч. При больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелками — одной ведётся подогрев, а другой — сварка. Для уменьшения теплоотвода сварку выполняют на асбестовой подкладке. Для компенсации больших потерь тепла за счет отвода в околошовную зону применяют предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Подогревают кромки одной или несколькими горелками.

Пламя для сварки меди выбирают строго нормальным, так как окислительное пламя вызывает сильное окисление, а при науглероживающем пламени появляются поры и трещины. Пламя должно быть мягким и направлять его следует под большим, чем при сварке стали, углом. Сварка проводится восстановительной зоной, расстояние от конца ядра до свариваемого металла — 3—6мм. В процессе сварки нагретый металл должен быть все время защищён пламенем. Сварку выполняют как левым, так и правым способом, однако наиболее предпочтителен при сварке меди правый способ. Сварка ведется с максимальной скоростью без перерывов.

При сварке меди рекомендуется свариваемые изделия устанавливать под углом 10° к горизонтальной плоскости. Сварка ведётся на подъем. Угол наклона мундштука горелки к свариваемому изделию составляет 40—50°, а присадочной проволоки — 30—40°.

При сварке вертикальных швов угол наклона мундштука горелки составляет 30° и сварку ведут снизу вверх. При сварке меди не рекомендуется скреплять детали прихватками. Длинные швы сваривают в свободном состоянии обратноступенчатым способом. Газовую сварку меди выполняют только за один проход.

Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. При сварке меди диаметр проволоки берут равным 0,5—0,75s, где s — толщина металла, мм, но не более 8мм. Сварочная проволока должна плавиться спокойно, без разбрызгивания. Желательно, чтобы температура плавления присадочной проволоки была ниже температуры плавления основного металла.

Для предохранения меди от окисления, а также для раскисления и удаления в шлак образующихся окислов, сварку осуществляют с флюсом. Флюсы изготавливают из окислов и солей бора и натрия. Флюсы для сварки меди применяют в виде порошка, пасты и в газообразной форме.

Для улучшения механических свойств наплавленного металла и повышения плотности и пластичности шва после сварки металл шва рекомендуется проковывать.

Детали толщиной до 4мм проковывают в холодном состоянии, а при большей толщине — при нагреве до температуры 550—600°С. Дополнительное улучшение шва после проковки даёт термическая обработка — нагрев до 550—600°С и охлаждение в воде. Свариваемые изделия нагревают сварочной горелкой или в печи. После отжига металл шва становится вязким.