Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Miedź i jej stopy (mosiądz, brąz itp.) Są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu (zwłaszcza w elektrotechnice i produkcji rur) jako materiały konstrukcyjne.
Miedź jest szeroko stosowana w przemyśle ze względu na fakt, że jest dobrym przewodnikiem ciepła i prądu.
Miedź dobrze przewodzi energię elektryczną i ciepło, jest odporna na korozję, ma wysoką plastyczność i estetykę. Każdy, kto często musi pracować z metalami, powinien wiedzieć, jak wytwarzać miedź.
Cechy spawania miedzi
Proces pracy z produktami z miedzi zależy w dużej mierze od obecności w jej składzie różnych zanieczyszczeń (ołów, siarka itp.). Im mniejszy procent takich zanieczyszczeń będzie zawarty w metalu, tym lepiej będzie się spawać. Podczas pracy z miedzią należy wziąć pod uwagę następujące cechy:
Charakterystyka miedzi.
- Zwiększona utlenialność. Podczas obróbki cieplnej tego metalu tlenem w strefie spawania występują pęknięcia i strefy kruche.
- Absorpcja gazów w stanie stopionym miedzi prowadzi do tworzenia złej jakości spoiny. Na przykład wodór, łącząc się z tlenem podczas krystalizacji metalu, tworzy parę wodną, w wyniku której w strefie obróbki cieplnej występują pęknięcia i pory, co zmniejsza niezawodność spoiny.
- Wysoka przewodność cieplna. Ta właściwość miedzi prowadzi do tego, że jej spawanie musi być wykonywane przy użyciu źródła ciepła o dużej mocy i wysokiej koncentracji energii cieplnej w obszarze spawania. Ze względu na szybką utratę ciepła, jakość formowania spoin jest zmniejszona, a możliwość powstawania ugięć, podcięć itp. Wzrasta.
- Duży współczynnik rozszerzalności liniowej powoduje znaczne kurczenie się metalu podczas krzepnięcia, w wyniku czego mogą powstawać gorące pęknięcia.
- Wraz ze wzrostem temperatury powyżej 190 ° C zmniejsza wytrzymałość i ciągliwość miedzi. W innych metalach, wraz ze wzrostem temperatury, następuje spadek wytrzymałości przy jednoczesnym wzroście plastyczności. W temperaturach od 240 do 540 ° C ciągliwość miedzi osiąga najniższą wartość, co powoduje powstawanie pęknięć na jej powierzchni.
- Wysoka płynność uniemożliwia wykonanie wysokiej jakości jednostronnego zgrzewania. Aby to zrobić, musisz dodatkowo użyć uszczelek na odwrotnej stronie.
Wpływ zanieczyszczeń na spawalność miedzi
Gatunki miedzi.
Zanieczyszczenia znalezione w miedzi mają różny wpływ na jej spawalność i właściwości użytkowe. Niektóre substancje mogą ułatwić proces spawania i poprawić jakość spoiny, a niektóre - zmniejszyć. Do produkcji różnych produktów z miedzi najpopularniejsze są blachy miedziane klasy M1, M2, M3, które w pewnej ilości zawierają siarkę, ołów, tlen itp.
O 2 ma największy negatywny wpływ na proces spawania: im jest on większy, tym trudniej będzie uzyskać wysokiej jakości spoinę. W arkuszach miedzi M2 i M3 dopuszczalne jest stężenie O 2 nie większe niż 0, 1%.
Małe stężenie ołowiu w normalnej temperaturze nie wpływa niekorzystnie na właściwości metalu. Wraz ze wzrostem temperatury obecność ołowiu w tej samej ilości powoduje czerwoną kruchość.
Bizmut (Bi) praktycznie nie rozpuszcza się w stałym metalu. Obejmuje ona ziarna miedzi z kruchą skorupą, w wyniku czego spoina staje się krucha zarówno w warunkach gorących, jak i zimnych. Dlatego zawartość bizmutu nie powinna być większa niż 0, 003%.
Najbardziej szkodliwym zanieczyszczeniem po tlenie jest siarka, ponieważ tworzy on siarczek, który będąc na granicach ziaren, znacznie obniża właściwości miedzi i sprawia, że jest reddysk. Podczas obróbki cieplnej miedzi o wysokim stężeniu siarki wchodzi ona w reakcję chemiczną, która prowadzi do pojawienia się gazu siarkowego, który podczas chłodzenia sprawia, że szew jest porowaty.
Fosfor jest uważany za jeden z najlepszych środków odtleniających. Jego zawartość w kęsach miedzianych nie tylko nie zmniejsza właściwości wytrzymałościowych szwu, ale także je poprawia. Ponadto jego zawartość nie powinna przekraczać 0, 1%, ponieważ w przeciwnym razie miedź staje się krucha. Należy to uwzględnić przy wyborze materiału wypełniającego. Fosfor zmniejsza również zdolność miedzi do absorbowania gazów i zwiększa jej płynność, a to może zwiększyć prędkość spawanej pracy.
Główne metody spawania miedzi
Główne metody spawania miedzi.
Miedź można spawać na różne sposoby, z których najbardziej popularne to:
- spawanie gazowe;
- automatyczny strumień;
- łuk argonowy;
- spawanie ręczne.
Bez względu na wybraną metodę konieczne jest odpowiednie przygotowanie spawanych powierzchni przed rozpoczęciem pracy. Przed spawaniem miedzi, brązu, mosiądzu i innych stopów, spawane krawędzie i drut wypełniający muszą być oczyszczone z brudu i utleniania do metalicznego połysku, a następnie odtłuszczone. Krawędzie są szczotkowane szczotkami do metalu lub papieru ściernego. W takim przypadku nie zaleca się stosowania grubego papieru ściernego.
Trawienie krawędzi i drutów można przeprowadzić w roztworze kwasu:
- siarkowy - 100 cm 3 na 1 litr wody;
- azot - 75 cm 3 na 1 litr wody;
- sól - 1 cm 3 do 1 litra wody.
Po procedurze trawienia półfabrykaty przemywa się wodą i alkaliami, a następnie suszy gorącym powietrzem. Jeśli grubość przedmiotu obrabianego jest większa niż 1 cm, należy go najpierw podgrzać płomieniem gazowym, łukiem lub inną metodą. Złącza do spawania są połączone pinezkami. Różnica między połączonymi elementami powinna być taka sama w całym miejscu.
Spawanie gazowe wyrobów miedzianych
Schemat spawania miedzi gazowej.
Przy pomocy spawania miedzi za pomocą spawania gazowego i zgodnie z technologią pracy można uzyskać wysokiej jakości spoinę o dobrych parametrach użytkowych. W tym przypadku maksymalna wytrzymałość połączenia będzie wynosić około 22 kgf / mm 2 .
Ze względu na fakt, że miedź ma wysoką przewodność cieplną, do jej spawania konieczne jest zastosowanie następującego natężenia przepływu gazu:
- 150 l / h o grubości nie większej niż 10 mm;
- 200 l / h o grubości większej niż 10 mm.
Aby zmniejszyć powstawanie tlenku miedzi i chronić produkt przed występowaniem gorących pęknięć, spawanie powinno być wykonane możliwie jak najszybciej i bez przerw. Jako dodatek stosuje się drut z miedzi elektrycznej lub miedzi o zawartości krzemu (nie więcej niż 0, 3%) i fosforu (nie więcej niż 0, 2%). Średnica drutu powinna wynosić około 0, 6 grubości spawanych arkuszy. Jednocześnie maksymalna dopuszczalna średnica wynosi 8 mm.
Topniki są używane do odtleniania metalu i czyszczenia go z żużla, który jest wprowadzany do jeziorka spawalniczego. Przetwarzają również końce drutu i krawędzie spawanych płyt po obu stronach. Aby szlifować ziarna metalu spoiny i zwiększyć wytrzymałość spoiny po zakończeniu jej pracy, jest ona kuta. Jeśli grubość przedmiotu obrabianego nie jest większa niż 5 mm, odkuwka jest przeprowadzana w stanie zimnym i przy grubości większej niż 5 mm - w temperaturze około 250 ° C. Po kuciu szwy są wyżarzane w temperaturze 520-540 ° C przy szybkim chłodzeniu wodą.
Automatyczne spawanie łukiem krytym
Automatyczne spawanie łukiem krytym.
Ta metoda spawania jest wykonywana przez konwencjonalną spawarkę z prądem stałym o odwrotnej polaryzacji. Jeśli stosuje się strumień ceramiczny, można pracować na prądzie przemiennym. Do spawania miedzi o grubości nie większej niż 1 cm można stosować zwykłe topniki. Jeśli grubość jest większa niż 1 cm, należy zastosować topniki do granulacji na sucho.
W większości przypadków cała praca wykonywana jest w 1 przebiegu, przy użyciu drutu miedzianego. Jeśli szew nie ma wysokich wskaźników termofizycznych, to w celu zwiększenia jego wytrzymałości brąz i miedź są łączone z elektrodami z brązu. Aby stopiony metal nie rozprzestrzeniał się i tworzy się szew na odwrotnej stronie przedmiotu obrabianego, stosuje się poduszki topnikowe i wykładziny grafitowe.
Spawanie mosiądzu odbywa się pod niskim napięciem, ponieważ prawdopodobieństwo parowania cynku zmniejszy się wraz ze spadkiem siły łuku. Spawanie brązem odbywa się za pomocą prądu stałego o odwrotnej polaryzacji. Wysokość strumienia jest ograniczona lub strumień o dużej granulacji jest ograniczony (do 3 mm).
Spawanie łukiem argonowym miedzi
Schematyczny schemat spawania łukowego argonem.
Spawanie łukiem argonowym jest szeroko stosowane do produkcji struktur miedzianych o różnej złożoności. Aby uzyskać niezawodny związek, jako gaz ochronny stosuje się argon najwyższej jakości lub jego mieszaninę z helem. W życiu codziennym takie spawanie wykonuje się za pomocą elektrod wolframowych. W roli dodatku zwykle jest drut, układany tyłek.
Spawanie łukiem argonowym elektrody wolframowej odbywa się przy stałym prądzie o odwrotnej polaryzacji. Elektroda musi być zorientowana ściśle we wnęce stawu. Jeśli obrabiany przedmiot ma grubość większą niż 5 mm, to jest wstępnie podgrzewany do 320-420 ° C. Rozcieńczalnik miedzi można gotować bez podgrzewania. Niektóre tryby spawania łukiem argonowym przedstawiono w tabeli.
| Grubość przedmiotu obrabianego, mm | Średnica elektrody, mm | Prąd spawania, A | Napięcie łuku, V | Zużycie gazu, l / min |
| 1.0 | 0, 8-1, 2 | 80-110 | 18-20 | 7-9 |
| 2-3 | 0, 8-1, 6 | 140-210 | 19-23 | 8-10 |
| 5-6 | 1, 0-1, 6 | 250-320 | 23-26 | 10-12 |
| 8.0 | 2, 0-3, 0 | 350-550 | 32-37 | 14-18 |
Ręczne spawanie wyrobów miedzianych
Schemat spawania ręcznego.
Proces ten jest wykonywany na prądzie stałym o odwrotnej polaryzacji. Elementy o grubości nie większej niż 4 mm można spawać bez krawędzi tnących, do 1 cm - z cięciem po jednej stronie. Przy większej grubości eksperci zalecają cięcie w kształcie X.
Elektrody typu ММ3-2, ЦБ-1, МН-4 itp. Są stosowane do spawania brązu i mosiądzu, a elektrody z powłoką „Komsomolets-100” są bardzo popularne. Przewodność cieplna spoiny podczas spawania elektrodami otulonymi jest znacznie zmniejszona. Przy stosowaniu takiego drutu część składników stopowych przenika do szwu, co kilkakrotnie zmniejsza jego przewodność elektryczną.
Ręczne spawanie łukowe mosiądzu jest stosowane dość rzadko. Wynika to z intensywnego parowania w procesie cynku. Podczas spawania kęsów mosiężnych wstępnie nagrzanych. Spawanie brązu z elektrodami powlekanymi odbywa się za pomocą prądu stałego o odwrotnej polaryzacji, z ogrzewaniem lub bez. Wykorzystuje prądy od 160 do 280 A.