Сварка меди аргоном: технология и особенности ТИГ сварки
В небольших объемах медь и ее сплавы можно паять низкотемпературным припоем при помощи газовой горелки. Это подойдет для ремонта радиатора или деталей электротехники. Но в больших объемах или там, где требуется повышенная прочность соединения, необходима только сварка. Как варить медь и ее сплавы при помощи аргонодуговой сварки TIG, какие особенности нужно учитывать и каких ошибок избегать, рассмотрим в этой статье.
- Особенности и сложности газовой сварки меди
- Технология сварки меди и ее сплавов
- Настройка аппарата для сварки меди аргоном
- Какие аппараты подойдут для сварки меди
- Пошаговый процесс ТИГ сварки меди
- Присадки, прутки и электроды для сварочных работ
- Какой газ использовать для дуговой сварки
Особенности и сложности газовой сварки меди
Медь – это мягкий, податливый для механической обработки цветной металл, отлично сопротивляющийся коррозии.
Поэтому его активно используют в теплообменниках газовых колонок и настенных котлов, системах кондиционирования воздуха, холодильных установках, трубках для передачи жидкости, топлива. Температура плавления меди составляет 1083 ⁰С. Возможны сплавы меди с цинком (латунь) или оловом (бронза), которые обладают повышенной механической прочностью и активно используются в сантехнике. При сварке меди аргонодуговым методом TIG возникают следующие сложности:
- На поверхности меди и ее сплавов всегда присутствует тугоплавкая пленка. Это оксид, образующийся при контакте молекул металла с кислородом, находящимся в воздухе. Например, температура плавления оксида меди достигает 1380 ⁰С, поэтому при сварке возникают трудности. Если установить слишком маленькую силу тока, она не проплавит оксид, соединение будет непрочным. При установке высокой силы тока оксид расплавится, но основной металл начнет легко прожигаться, потечет. Образуются дыры, утратится прочность и герметичность шва.
-
Еще одна трудность при сварке меди – повышенная теплопроводность материала. По этому свойству медь уступает только серебру. Нагрев электрической дугой ведет к температурному расширению заготовок, их подвижности и деформациям.
-
При сварке тонких пластин до 2 мм лучше использовать графитовую подложку, чтобы разогретый материал не проваливался. Для тонкостенных заготовок потребуется присадочная проволока. Она подбирается по составу, идентичному с основным материалом. Если речь идет о сварке сплавов меди (бронза, латунь), проволока тоже должна быть с добавлением цинка или олова.
-
В процессе самой сварки медь плавится достаточно быстро, поэтому нужно не медлить, держа горелку на одном месте. В противном случае снова будут прожоги, большое количество расплавленного металла в сварочной ванне начнет выплескиваться или растекаться.
-
По завершении шва на поверхности меди и ее сплавов всегда образуется серый налет. Он портит внешний вид изделия и нуждается в механическом удалении. Когда изделие остынет, это можно сделать ветошью, а для полного блеска – щеткой по металлу или наждачной бумагой.
Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-207 D
Маска сварщика c турбоблоком БАРСВЕЛД МС 307 ПРЕМИУМ (FULL COLOR)
Прутки медные БАРСВЕЛД CuSi3 ⌀ 2,0 мм (1000 мм)
Электроды вольфрамовые WL-20 -175 ⌀ 1,6 мм (синие)
Технология сварки меди и ее сплавов
Качество шва при сварке меди и ее сплавов аргоном зависит от правильности подготовки материала. Очень важно удалить оксидный слой на 20-30 мм от линии соединения.
Сперва металл обрабатывается щеткой со стальной щетиной. Таким инструментом удобно полазить в труднодоступные места, зачищать трубы. Большие ровные поверхности лучше пройти болгаркой с лепестковым кругом. Подойдет и дрель с насадкой-щеткой. Затем кромки обрабатываются растворителем.
Если толщина заготовок 1-2 мм, выставляется зазор 0,5-1 мм, чтобы расплавленный металл затекал внутрь для образования обратного валики. Тогда шов получится прочным и герметичным.
С увеличением сечения пластин зазор между ними тоже увеличивается. При толщине сторон свыше 5 мм потребуется односторонняя разделка кромок V-образным способом под углом 50-60⁰. Широкая «классическая» разделка под 45⁰ не нужна, поскольку у расплавленной меди повышенная текучесть. Достаточно узкой разделки, чтобы получить глубокое проплавление и небольшой по ширине шов. Когда стороны имеют сечение от 12 мм, нужна двухсторонняя Х-образная разделка кромок.
Настройка аппарата для сварки меди аргоном
Насколько хорошо получится сварить медь или ее сплав аргоном, зависит от верности выбранного режима. Инвертор TIG настраивается исходя из толщины медных заготовок. Обычно сварка ведется постоянным током. Рекомендуемые параметры по настройкам аппарата для сварки меди аргоном приведены в таблице.
| Толщина заготовок, мм | Сила тока, А | Подача газа, л/мин | Диаметр электрода, мм |
|---|---|---|---|
| 1,0 | 50-70 | 7-8 | 1,6-2,0 |
| 1,5 | 60-80 | 7-8,5 | 2,4 |
| 2,5 | 90-110 | 8-10 | 2,4-3,2 |
| 3,0 | 120-140 | 9-11 | 3,2 |
Предпродувка защитным газом 0,5 с обязательна для вытеснения окружающего воздуха из зоны возбуждения электрической дуги. Иначе медь сразу начнет кипеть, образуются поры. Важно настроить возрастание напряжения на 15-20% от стартового тока, что позволит избежать дефектов в начале шва. Спад тока в конце составляет 10-15% и позволит аккуратно заварить кратер без образования свища. Постпродувка устанавливается на 5-7 секунд, чтобы охладить шов, содействуя кристаллизации сварочной ванны.
Какие аппараты подойдут для сварки меди
Если медь будет хорошо очищена от оксидной пленки перед сваркой, работу можно вести при помощи обычного TIG инвертора, работающего постоянным током. Характеристики аппарата подбираются под максимальную толщину заготовок. Когда предстоит сваривать медные трубки теплообменников, приваривать резьбы или тонкостенные листовые конструкции, достаточно бытового инвертора ТИГ на 200 А. Отличная недорогая модель – БАРСВЕЛД Profi TIG-207 D. Или можно купить инвертор для сварки меди – REAL TIG 200 Сварог. У обеих версий максимальная сила тока составляет 200 А, поэтому вы сможете сваривать медные детали сечением до 5-6 мм.
Если часто требуется работать с толстостенными материалами 7-10 мм, лучше купить сварочный аппарат Сварог TIG 315 P TECH E103 AC/DC, который выдает до 315 А. Но для его подключения потребуется 380 V. Хороший вариант по соотношению цены и качества – это БАРСВЕЛД Profi TIG-317 DP AC/DC с силой тока 315 А и цифровым управлением.
Если предстоят большие объемы по сварке меди, где не предполагается тщательная зачистка кромок (нет времени, людей для таких процессов), воспользуйтесь аппаратом с импульсным режимом, например, Аврора Система 200 AC/DC ПУЛЬС. Он работает с переменным током. На старте подается повышенная сила тока, чтобы пробить оксид.
Затем амперы автоматически падают до предустановленного значения, что сварщику было комфортно варить медь. Устанавливается прямая полярность («+» на изделии, а «-» на горелке). Тогда поток электронов направлен от электрода к заготовкам. Это содействует образованию узкого шва с глубоким проплавлением. Прямая полярность позволяет вести работу на меньшей силе тока, чтобы не перегревать медное изделие.
Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-217 DP AC/DC (220 В)
Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-207 DP
Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-207 D
Аргонодуговой аппарат БАРСВЕЛД Profi TIG-317 DP AC/DC
Пошаговый процесс ТИГ сварки меди
Далее предлагаем подробную инструкцию по сварке меди вольфрамовым электродом в среде инертного газа:
- Зачистите медные детали до 20 мм от линии будущего шва.
- Обработайте стык растворителем и вытрите поверхность насухо.
- При необходимости сделайте разделку кромок, установите зазор между деталями 1-2 мм.
- Если предстоит варить толстые изделия 5-10 мм, прогрейте их пламенем горелки, предотвратив местную деформацию.
- Подведите иглу к изделию и установите несколько прихваток с разных сторон, предотвратив тем самым расширение зазора или уход от заданной формы конструкции.
- Зажгите дугу в начале линии стыка, держите ее на расстоянии 5 мм от поверхности.
- Дождитесь образования лужицы расплавленного металла.
- Второй рукой подайте в сварочную ванну присадочную проволоку. Подача выполняется капельно, чтобы не было излишних наплавлений, неоправданного перерасхода материала.
- Полукруглыми движениями электрода разровняйте упавшую каплю по линии стыка, добейтесь сплавления присадки с кромками.
- Передвиньте постепенно электрод дальше и повторите процесс.
Если где-то образовался высокий бугор из-за обилия присадки, можно вернуться дугой назад и разровнять его. По завершении шва отведите дугу на сплошной участок поверхности, постепенно отдалите иглу от изделия, чтобы снизить температуру сварочной ванны. Выключите подачу тока и держите горелку над замком шва, чтобы постпродувка его остудила. Если в инверторе есть функция спада, сила тока снизится автоматически при нажатии на кнопку в 4-х тактном режиме.
Присадки, прутки и электроды для сварочных работ
Для сварки меди и ее сплавов в среде аргона понадобится:
- Защитная маска. Лучше использовать маску-хамелеон, чтобы четко устанавливать горелку на начало шва. В мастерской достаточно обычной принудительной вытяжки. При сварке сплава меди с цинком в небольшом помещении или внутри сосуда (большого котла, печи, емкости) необходима маска с турбоблоком, который будет подавать чистый воздух. Хороший вариант по цене – БАРСВЕЛД МС 307 ПРЕМИУМ (FULL COLOR).
- Неплавящийся электрод. В горелку устанавливается вольфрамовый электрод, диаметр которого подбирается под толщину металла и силу тока. Медь можно варить «синими» электродами WL-20 -175, считающимися универсальными. Для получения шва повышенного качества лучше купить «красные» вольфрамовые электроды WT-20 -175, специально разработанные для сварки меди.
- Присадочная проволока. Если толщина деталей 1-2 мм, потребуется присадка. Для сварки чистой меди используют медные прутки, например, БАРСВЕЛД CuSi3. Для работы со сплавами применяют присадку с аналогичным составом, например, латунные прутки CuZn40.
Прутки для сварки медных сплавов
Вольфрамовые электроды для медных сплавов
Какой газ использовать для дуговой сварки
Медь и сплавы отлично свариваются в среде чистого аргона. Только нужно, чтобы газ был высокого качества (без примесей), иначе может возникнуть случайная реакция при посторонних включениях. Порой применяется смесь аргона с азотом в соотношении 75:25%. Она содействует повышению стабильности электрической дуги, успокаивает сварочную ванну, увеличивает глубину провара. Но такой газ стоит дороже.
Ответы на вопросы: cварка меди и медных сплавов аргоном
Купить
