Сварка меди и ее сплавов

На свариваемость меди существенное влияние оказывают содержащиеся в ней примеси (кислород, водород, свинец). Оксид Си₂0, находящийся в меди, образует с ней легкоплавкую эвтектику (Си₂0—Си), которая располагается по границам зерен, образуя сетку. Наличие сетки придает сварному шву хрупкость при комнатных температурах. Аналогичное действие на сварной шов оказывает и свинец.

Водород хорошо растворим в расплавленной меди. При ее кристаллизации растворимость водорода резко снижается, поэтому он служит причиной образования газовой пористости в сварном шве. Часть водорода, оставшаяся в затвердевшей меди в растворенном виде, вступает в реакцию с оксидом меди с выделением водяных паров. Последние, будучи нерастворимы в меди, скапливаются в микропустотах, что приводит к образованию трещин в твердом металле (водородная хрупкость). Для предотвращения влияния этих примесей рекомендуется дуговая сварка в защитных газах (аргон первого или второго сорта, гелий, смесь 70% аргона с 30% азота).

Высокая электропроводность меди предопределяет выполнение ее сварки при повышенной погонной энергии, а при толщине металла свыше Ю мм — с предварительным подогревом заготовок до температуры 300 °C. При газовой сварке рекомендуется применять флюс на основе буры (N₂B₄0₇). Флюс растворяет оксид меди и выводит ее в шлак.

При сварке латуней активно выгорает и испаряется цинк. В результате снижается прочность и коррозионная стойкость сварного шва. Пары цинка ядовиты, поэтому при сварке латуней необходима интенсивная вентиляция, а сварщик. должен работать в специальной защитной маске. Наименьшее испарение цинка происходит при сварке неплавящимся электродом. При газовой сварке необходимо применять газовый флюс — смесь метилбората В (ОСН₃)₃ и метилового спирта СН₃ОН. Образующийся на поверхности сварочной ванны борный ангидрид В₂0₃ связывает пары цинка в шлак.

Для уменьшения выгорания цинка сварку ведут при пониженной силе тока. При толщине заготовок до 20 мм их сваривают без подогрева. Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки латуни приведены в табл. 10.4 и 10.5.

Перед дуговой сваркой медных сплавов в среде защитных газов присадочную проволоку и кромки деталей подвергают травлению в азотной кислоте с последующей промывкой в воде и сушкой. В качестве присадочной используют проволоку из раскисленной меди, медно-никелевых сплавов и бронзы марок БрАМц9−2 и БрКМцЗ-1, содержащей эффективные раскислители.

Таблица 10.4.

Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки латуни вольфрамовым электродом.

Таблица 10.5.

Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки латуни плавящимся электродом.

Таблица 10.6.

Ориентировочные режимы сварки латуни под флюсом.

Медь и ее сплавы толщиной до 6 мм сваривают без разделки кромок. При большей толщине осуществляется разделка с углом скоса кромок 30…40°. Сварку необходимо вести на токе прямой полярности. Иногда применяют переменный ток с подключением осциллятора. Для формирования корневого шва следует использовать графитовые или водоохлаждаемые медные подкладки.

Кроме сварки в защитных газах выполняют сварку покрытыми электродами и сварку под флюсом. Для ручной сварки применяют электроды марок «Комсомолец» и Л ПИ-10. Сварку ведут короткой дугой без поперечных колебаний при силе тока, А,.

где d, — диаметр электрода, мм.

Сварку производят под флюсами марок ОСЦ-45, АН-20 и -348А (табл. 10.6) с использованием сварочной проволоки диаметром 3…5 мм из меди Ml и М2, бронзы КМцЗ-1 и БрОЦ4−3. При толщине листов до 15 мм сварку ведут без разделки кромок. Перед сваркой флюс прокаливают при температурах 300…400°С.

При сварке оловянистых бронз возможно выгорание легкоплавкого олова, поэтому сварку необходимо выполнять с большой скоростью без подогрева.