Сварка меди в домашних условиях

Виды припоев

Сплавы меди и сам металл можно паять высокотемпературной и низкотемпературной пайкой. Существует много оборудования для сварки меди и её пайки, а также разнообразных твердых и мягких припоев, которые обеспечивают хорошее качество пайки деталей и труб. Предпочтительным для низко- и высокотемпературной паек считается применение припоя и флюса одного производителя.


Низкотемпературная пайка считается наиболее востребованной в отоплении и водоснабжении. Учитывая большую площадь контакта элементов трубопроводов, низкотемпературные припои способны обеспечить достаточную прочность соединений.

Технология

Для работы с медью и сплавами на её основе вполне могут применяться медные сварочные прутки. Неплохим выбором могут стать и латунные модели. Ручная дуговая сварка, как и при работе со сталью, ценится прежде всего за высокую производительность. Для медных изделий толщиной от 6 до 12 мм рекомендуется V-образная разделка. Общий угол разделки кромок составляет от 60 до 70 градусов.

Планируя сделать подварочный шов с противоположной стороны, стоит сократить этот угол до 50 градусов. А вот зазор делать нужно при любой возможности. Отказ от него сильно повышает риск перегрева листов.

Увеличивается опасность возникновения горячих трещин. Если металл толще 12 мм, требуется использовать Х-образную разделку.

Иногда это невозможно, и приходится использовать V-образную разделку. Надо чётко понимать, что такой режим увеличивает затрату ресурса электрода и длительность сварки более чем на 40%. Ручную дуговую сварку ведут постоянным током обратной полярности. Переменный ток применяют лишь тогда, когда в составе покрытия электрода присутствует железо. Силу тока поднимают сверх обычного показателя как минимум на 40-50%.

Стоит учитывать высокую вероятность образования оксидов. Особенно велика опасность там, где действует самая высокая температура. Перед работой нужно проверять соответствие медных изделий установленным ГОСТ и техническим условиям. Сварочную проволоку до начала работы надо очищать путём травления. Высота прихваток допускается не более трети от глубины разделки или шовного катета.


Иногда это невозможно, и приходится использовать V-образную разделку. Надо чётко понимать, что такой режим увеличивает затрату ресурса электрода и длительность сварки более чем на 40%. Ручную дуговую сварку ведут постоянным током обратной полярности. Переменный ток применяют лишь тогда, когда в составе покрытия электрода присутствует железо. Силу тока поднимают сверх обычного показателя как минимум на 40-50%.

Способы сварки меди

Негативные свойства меди, препятствующие сварке, обходят многими способами, применяя различные расходные материалы и оборудование. Не все можно применить в домашних условиях, но некоторые вполне доступны.


Этим способом выполняют сварку меди полуавтоматом или ручным аргонодуговым методом. Работа проводится постоянным током прямой полярности. Его величина устанавливается из расчета, что на каждый миллиметр толщины нужно 100 А. Значение можно корректировать в процессе работы в зависимости от состава металла. При сварке меди аргоном расход газа не должен превышать 10 л/мин.

Особенности сварки меди

Необходимо отметить тот факт, что чем чище медь, тем лучше она сваривается. Но кроме этого на качество процесса влияют и ниже следующие факторы.

  • Как и многие цветные металлы, при соприкосновении с кислородом медь начинает окисляться. Окисел – это тонкая жаропрочная пленка, которая мешает проводить сваривание медных заготовок. Поэтому на стадии подготовки оксидную пленку обязательно удаляют разными способами.
  • Медь обладает очень большим коэффициентом линейного расширения. Он в полтора раза больше, чем у стали. Поэтому при охлаждении происходит сильная усадка. Именно этот фактор негативно влияет на качество шва, в котором во время усадки появляются трещины.
  • В нагретом состоянии медь поглощает водород и кислород. Первый внутри металла после остывания образует поры. Второй окисел на поверхности.
  • При резком нагреве и остывании структура металла меняется. Из мелкозернистой он превращается в крупнозернистую. А это увеличение хрупкости в зоне сварки.
  • Коэффициент теплопроводности у меди в семь раз больше, чем у стали. То есть, при нагреве металл быстро расплавляется, при снижении температуры быстро становится твердым. Резкий переход от одной стадии в другую становится причиной образования внутри дефектов.
  • Текучесть меди. Этот показатель в 2,5 раза больше, чем у стали. При высоком нагреве, а это иногда требуется для сваривания толстых заготовок, полная проплавка с одной стороны практически невозможна. Поэтому сварка меди и ее сплавов проводится по двусторонней технологии. Когда с одной стороны производится полная сварка шва, а с задней стороны окончательно формируется сварочный шов. Кстати, именно текучесть меди осложняет сварку в вертикальном и потолочном положении.
  • Перед тем как варить медь, необходимо понять, что прочность и пластичность материала снижается с повышением температуры. До +200С эти показатели находятся еще в норме, а вот с повышением их значение резко снижается. К примеру, при нагреве в пределах 500-550С пластичность практически падает до нуля. Поэтому высока вероятность появления внутри сварочного шва трещин. При высоком значении тока не стоит проводить двухслойное заполнение зазора между свариваемыми заготовками, даже если детали будут иметь большую толщину. Надо постараться все сделать за один проход.

Как уже было сказано выше, проще всего сваривать чистую медь без примесей или раскисленную, в которой кислорода всего 0,01%. А так как такая медь встречается редко, в основном в промышленности используются ее сплавы, то рекомендуется сварку проводить в защитных газах или флюсах с присадочными материалами, в которые входят раскислители. А именно: кремний, марганец, алюминий и прочие добавки. Кстати, сварку меди электродами (расплавляющимися) также можно проводить. Единственно – это, чтобы в стержень входили раскислители, о которых было упомянуто выше.

Вообще, дуговая электросварка меди используется часто, особенно в домашних условиях. Целесообразность применения зависит от скорости процесса. При этом может использоваться сварка меди полуавтоматом или автоматом.

Читайте также:  Как выбрать маску для сварки

Ручная дуговая сварка меди металлическими электродами

Целесообразность применения дуговой сварки плавящимся электродом взамен газовой сварки меди продиктована технико-экономическими преимуществами, также как и при сварке сталей. Прежде всего, этот способ отличается высокой производительностью. Скорость дуговой сварки металлическим плавящимся электродом намного превосходит скорость при другом способе сварки. Дуговая сварка меди может производиться вручную, автоматически под флюсом или в защитных газах. О сварке меди на полуавтоматах и автоматах изложено ниже по тексту. Сейчас рассмотрим ручную дуговую сварку меди.

Перед сваркой необходимо раздвигать медные листы или полосы под углом друг к другу, с зазором 2-2,5% от длины шва, см. рисунок справа. Если сварка выполняется без предварительного раздвигания листов, то рекомендуется предварительно прихватить их короткими швами длиной около 30мм на расстоянии, примерно, 300мм друг от друга. Прихватки выполняют электродом меньшего диаметра и обеспечивают зазор между кромками 2-4мм. При отсутствии зазора возрастает вероятность перегрева металла и появления горячих трещин при сварке. При выполнении прихваток следует учитывать, что повторный нагрев меди приводит к появлению пор в металле, поэтому, по мере приближения к прихваткам их необходимо вырубать и зачищать. Это не потребует много времени, т.к. прихватки выполняются на малую глубину.

Выполняем сварку меди в домашних условиях

Сваривание металлических деталей – это технологическая процедура, позволяющая получать неразъемные соединения посредством формирования связи между межмолекулярными и межатомными частицами материала при значительном нагреве до расплавления, пластической деформации. Точечная сварка меди в домашних условиях используется, как правило, для соединения многих металлов, их сплавов во всех производственных сферах, даже медицине.

Для осуществления сварочных работ могут использоваться разные источники энергии: трение, ультразвук, электрическая дуга, электрический ток. Современные технологии настолько совершенны, что работы, связанные со сварочным соединением металлических конструкций можно выполнять не только на промышленных предприятиях, но и в полевых условиях, на водоемах, под водой, даже в космосе.

Но, как и в любом виде деятельности существуют свои нюансы, преимущества и недостатки, требования к безопасности проведения работ и прочее. Так, при организации сварочных работ в домашних условиях с заготовками из меди, алюминия, латуни, нержавеющей стали необходимо соблюдать установленные меры предосторожности. Данный тип деятельности относится к особо опасным для здоровья человека: существует опасность поражения ультрафиолетовыми излучениями органов зрения, попадания расплавленного металла на кожу, поражения электрическим током и пр.


Но, как и в любом виде деятельности существуют свои нюансы, преимущества и недостатки, требования к безопасности проведения работ и прочее. Так, при организации сварочных работ в домашних условиях с заготовками из меди, алюминия, латуни, нержавеющей стали необходимо соблюдать установленные меры предосторожности. Данный тип деятельности относится к особо опасным для здоровья человека: существует опасность поражения ультрафиолетовыми излучениями органов зрения, попадания расплавленного металла на кожу, поражения электрическим током и пр.

Особенности при сваривании меди с разными металлами

Иногда возникает необходимость соединения разных материалов. Соблюдение некоторых рекомендаций помогает получить надежный, прочный шов.

  • электрод удерживают под наклоном не более 30°;
  • сила тока должна составлять от 35 до 130 А (в зависимости от толщины заготовок).

С помощью угольного электрода можно проводить большой спектр работ.

Инвертором

Подобрать электроды, наиболее подходящие для сварки меди с использованием инверторов, можно посетив соответствующий раздел сайта. Рекомендуется марка Комсомолец 100. Инвертор рассчитан на создание постоянного напряжения, ток обратной или прямой полярности. Работать нужно с небольшим перерывом. Сваривают участки по 30-40 миллиметров, после чего они должны остыть естественным путем. Угол наклона электрода должен быть 10-20 градусов.


Аргон служит отличным защитным средством. Применяются в работе вольфрамовые виды электродов. Роль присадки выполняет проволока. Работа ведется на постоянном токе обратной полярности. Тонкие медные изделия соединяют без подогрева. Сварку рекомендуется выполнять справа налево. Нужно выдерживать угол наклона электрода 90 градусов, прутка 15. В зависимости от толщины металла газ расходуется в пределах 7-18 литров в минуту. Сварочный ток выставляется от 80 до 500 ампер.

Пайка меди и труб из нее

В домашних условиях производить пайку меди предпочтительнее, чем выполнять иные способы сваривания. Особенно если вопрос касается медных труб, которые повсеместно используются при обустройстве систем отопления и кондиционирования. Здесь и опыт большой не потребуется, и навыки быстро можно приобрести. Даже начинающий мастер справится с пайкой при определенном старании и усидчивости, чего не скажешь об иных способах сварки. Для пайки вам потребуются:

  • газовый баллон;
  • газовая горелка (паяльник);
  • припой.

Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.

Собственно говоря, это и есть весь набор инструментов. А сама сварка методом пайки проста. Сначала придется зачистить края детали и прогреть (необходимость этих моментов была рассмотрена выше). Непосредственно сварка заключается в наплавлении слоя припоя на края детали и последующем прогревании. За счет умелого прогревания происходит взаимное проникновение наплавленного слоя и самого металла детали. Единственная проблема при такой сварке — не допустить перегрева детали. Место пайки тоже предстоит проковать и подвергнуть отжигу. Даже в домашних условиях все эти процессы выполнить несложно. Куда сложнее выбрать припой для меди. В зависимости от температуры плавления, все припои можно разделить на две группы: низкотемпературные и высокотемпературные.

Низкотемпературные припои чаще всего имеют в своем составе несколько компонентов. За счет этого и достигается быстрота плавления припоя и скорость пайки. Нельзя сказать, что при использовании низкотемпературных припоев вы получите самый прочный шов. Он вполне способен выдерживать нагрузки, но место пайки будет отличаться от металла по своей структуре, что при определенных условиях может быть не совсем хорошо. В частности если изделие будет подвергаться частым перепадам температур или находиться в агрессивной среде, то стоит задуматься о целесообразности использования такого припоя.

Читайте также:  Кабель Nexans: достоинства, недостатки, применение

Высокотемпературные припои реже содержат в себе иные металлы, зато они могут иметь иные присадки. Медно-фосфорные припои, например, дают швы особой прочности. Именно их и применяют при монтаже газопроводных систем и иных важных трубопроводов. И давление такие швы выдерживают высокое, и температурные перепады им нипочем. Но, увы, медь в домашних условиях спаять при помощи таких припоев значительно сложнее, поэтому прибегать к нему не рекомендуется.


Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.

Аргонодуговая

Этот тип соединения заготовок превосходит надежностью ручную сварку плавкими электродами, а также обычную дуговую. С помощью этого способа также возможна сварка стали медью в домашних условиях, что позволяет произвести ремонт большинства видов бытовой техники.

Для аргонодуговой технологии используют неплавящиеся электроды из вольфрама. Варят металл на постоянном токе прямой полярности.

Для обеспечения полного провара кромки заготовок разделывают V, либо X – образным способом, под углом до 70 градусов.

Цельность сварочной ванны обеспечивают асбестовыми либо графитовыми обечайками и подкладками.

Учитывая легкую окисляемость металла, для повышения качества присадочные прутки и проволоку применяют с наличием в составе раскисляющих добавок — олова, цинка, фосфора и т.п.).

Для работы используют присадочные прутки следующих марок:

  • МНЖКТ-5 — медно-никелевый сплав, оптимален для работы по чистой меди;
  • БрКМцЗ-1 и БрКМцЗ-2 — бронзовый сплав, используется для работы по сплавам (латунь, бронза);
  • DT-CuZn, и аналоги — для изготовления комбинаций с другими металлами, работы по меди и ее сплавам;
  • TIG CuSi3 и аналоги (напр. БАРС CuSi3) — применение по чистой меди, сплавам, работы по наплавке слоя на низколегированные стали.

Помимо аргона при сварных работах используют гелий, либо гелиево-аргоновую смесь, где второго газа содержится порядка 70%.


Учитывая легкую окисляемость металла, для повышения качества присадочные прутки и проволоку применяют с наличием в составе раскисляющих добавок — олова, цинка, фосфора и т.п.).

Аргоновая электродуговая

Аргонодуговая сварка меди – это основной способ получения неразъемного соединения деталей из различных материалов с медью. Таким методом с медью можно прекрасно сваривать нержавейку.

При достаточном мастерстве получаются ровные, наполненные и качественные швы. Для сваривания этим способом применяется вольфрамовый электрод.

Аппарат для сварки деталей из меди должен работать от сети постоянного тока. Но в случае сборки деталей со сплавом алюминиевой бронзы и меди, лучшим решением будет использование аппарата переменного тока.


Аппарат для сварки деталей из меди должен работать от сети постоянного тока. Но в случае сборки деталей со сплавом алюминиевой бронзы и меди, лучшим решением будет использование аппарата переменного тока.

Настройка режима сварки

Для пайки медных труб и для сварки нужно правильно установить режим. Первое, что вам нужно запомнить — сварка меди осуществляется на постоянном токе и с прямой полярностью. А вот значение сварочного тока меняется. Чтобы узнать, какое значение сварочного тока будет оптимальным, умножьте толщину металла (в миллиметрах) на 100. Вы получите лишь ориентировочное значение тока, более точная настройка станет вам доступна с опытом.

Сварка меди полуавтоматом осуществляется в среде защитного газа. Можно использовать аргон, азот, гелий или смеси из этих газов. Если варите с применением аргона или гелия, то дуга должна быть короткой, до 3 миллиметров. Если варите с азотом, то дуга должна быть 10-12 миллиметров. Существуют отдельные нормы расхода газа. Так, при сварке меди полуавтоматом вы должны расходовать не более 10 литров аргона в минуту, не более 20 литров гелия в минуту и не более 20 литров азота в минуту.

Скорость сварки никак не регламентируется и подбирается индивидуально, исходя из навыков сварщика и типа шва. Если деталь имеет толщину не более 6 миллиметров, то ее можно без проблем варить аргоном без предварительного нагрева. Если деталь толще, то рекомендуем заменить аргон на азот или гелий. Также для сварки меди большей толщины деталь нужно прогреть (температуры от 200 до 300 градусов будет достаточно).


Не используйте слишком жесткую щетку или наждачку с крупным зерном, иначе повредите металл. Также рекомендует выполнить травление присадочной проволоки и детали. Травление выполняется в специальном растворе, который можно приготовить самостоятельно. В качестве основного компонента может выступать азотная, серная или соляная кислота. Кислота смешивается с водой и в раствор помещаются заготовки с проволокой. После травления все нужно промыть в воде и просушить горячим воздухом.

Технология сварки меди

Латунь – это различные сплавы меди. Их основой может выступать медь с цинком. Соотношение металлов может быть разным, в зависимости от того, какие свойства должна иметь деталь, допустимо добавление иных элементов.

Бронза также является сплавом в состав которого входит медь, но там также присутствует алюминий, свинец, иные металлы. Технология сварки значительно отличается от сварки стали, так как теплоотводность меди в 6 раз выше. Швы должны быть идеальными, поскольку латунь применяется в основном для домашнего декора.

В ходе работы можно столкнуться с рядом проблем, они заключаются в следующем:

  • На полученном шве могут появляться водородные пузырьки, вызванные цинковым окислением.
  • При перегреве поверхности латунная деталь трескается, могут появляться поры.
  • Цинк закипает при меньшей, чем медь, температуре, поэтому вероятно его вскипание из сплава.
Читайте также:  Как выбрать проволоку для сварки

Чтобы варить данные металлы, чаще всего применяют аргон: он позволяет избежать многих проблем и облегчить процесс. Кроме того, допустима сварка полуавтоматом и с использованием инвертора.


Чтобы варить данные металлы, чаще всего применяют аргон: он позволяет избежать многих проблем и облегчить процесс. Кроме того, допустима сварка полуавтоматом и с использованием инвертора.

Сварочный аппарат для меди

Основные агрегаты определены как полуавтоматические, автоматические, аргонные, инверторные агрегаты. Каждый из аппаратов выполняет работы различным способом производства, оснащен отличительными характеристиками.

  1. Соединение медных пластин может осуществляться аргонной средой органами вольфрамового типа. Инверторы современного типа питаются от бытовой сети, оснащены автономной системой охлаждения, имеют малый вес.
  2. С проволокой применяется полуавтоматические установки. Существуют различные узлы, в том числе и отечественные, не уступающие импортным аналогам по производительности.
  3. Медные провода также соединяются инвертором, основной особенностью является экономичность, низкое потребление электроэнергии. Защита от залипания, горячий старт позволят действовать начинающему мастеру без предварительного обучения.

Самодельный сварочный аппарат для сварки угольными электродами

При домашнем использовании наилучшим выбором является агрегат мощностью до 3,5 кВт. Выдаваемой мощности достаточно для соединения меди толщиной 5 мм. Низко ресурсные механизмы не навредят бытовой электросети, предотвратят выход из строя приборов.


При домашнем использовании наилучшим выбором является агрегат мощностью до 3,5 кВт. Выдаваемой мощности достаточно для соединения меди толщиной 5 мм. Низко ресурсные механизмы не навредят бытовой электросети, предотвратят выход из строя приборов.

Сварка меди инвертором

Вполне профессиональным считается вопрос по сварке изделий из меди. Выбор инвертора является однозначным делом. А вот дело с электродами при работе с медью имеет более значимый характер. Зачастую, на работе, дома или у знакомых приходится быть свидетелем процесса сварки медных изделий. Или вовсе соединение конструкций из различного сплава.

Инвертор позволяет создавать переменное напряжение, что и необходимо для большинства электродов. Используя инвертор, становится возможным проведение ручной дуговой сварки.

Лучший электрод

На сегодняшний день наиболее распространенной маркой электродов является электрод «Комсомолец 100». Данный вид электрода позволяет не только производить сварку медных изделий, но и легко соединит медь со сталью.

Благодаря этой возможности Комсомолец 100 является лидером среди электродов. Ему подвластна работа с медными и полумедными конструкциями.

Данный тип электрода позволяет производить работы под различными углами, в том числе и под наклоном.

При каких возможностях электрод пользуется большой популярностью при проведении сварочных работ. Особенно это касается при проведении работ, связанных со строительством дома или другими подобными работами.

Особенности работы

Сварка медных изделий осуществляется по принципу подачи тока обратной полярности.

  • Диапазон сечения электрода колеблется в пределе от 3-5 мм.
  • Коэффициент наплавления металла на рабочую поверхность равен 15.
  • Производительность составляет до 1,9 кг в час.
  • При наплавлении металла массой 1,7 кг, расход электродов равен одному килограмму.

Состоит электрод из чистой меди. Защитный слой покрыт железом, сульфуром и марганцем.

Таблица. Параметры электрода к току.

Сечение электрода, мм2

Длина электрода, мм

Сварка ручным способом выполняется за счет протекания постоянного тока в порядке обратной полярности.

Стоит обратить внимание, соединение стыков любых металлоконструкций согласно ГОСТу = 90 градусов.

Создавать сварочный шов – это не только искусство, но и соблюдение технологий. Угол наклона проведения электрода колеблется в пределах 10-20 градусов.

Такой подход позволяет получить наиболее качественный шов.

Если же металл толщиной более 15 мм, то перед сваркой производится предварительный нагрев рабочей поверхности.

Если поставлена задача сварить стыковые швы, то данная работа производится только с одной стороны и в один слой. В этом случае удастся избежать искажение механических свойств изделия. Чтобы купить электроды марки Комсомолец 100, необходимо посетить соответствующую страницу.

Выбор сварочного аппарата

Сегодняшний день предоставляет нам широкий спектр выбора сварочных агрегатов. Для надежного крепления металлических конструкций, как правило используют сварку. Для этой цели используют сварочный инвертор.

При помощи данного агрегата, можно соединить такие металлы как:

  • медь;
  • алюминий;
  • нержавейка;
  • чугун или разнородные стали;
  • различное совмещение металлов. Как пример медь и алюминий.

Стандарты качества

Безопасность металлоконструкций, прежде всего, должна отвечать существующих требованиям и ГОСТам. Электроды Комсомолец полностью удовлетворяют всем этим документам. При качественной эксплуатации выполнении сварочных работ, данный тип электродов позволяет исключить огрехи в соединениях.

Покупая электроды, важно проверять их на подлинность. Поддельная продукция, как правило, не может избежать различных наплывов и пор защитного покрытия.

Если следовать требованиям ГОСТ, то заводские электроды допускают небольшие местные растрескивания и вмятины. Их размеры также оговорены. Подобно несоответствия не должны превышать трехкратной величины диаметра электрода.

Технические особенности

Электропроводность наплавленного материала должна составлять не более 20%. Сваривание необходимо производить небольшими участками в пределах до 35 мм. После этого производить небольшие перерывы, необходимые для остывания наплавленного металла.

Важные технологической особенностью сварки, является возможность подогрева рабочих поверхностей. После проведения данной процедуры, гарантируется дальнейшее качество нанесенного шва.

Кроме этого стоит производить прокалку электродов.

Образовавшийся шлак на шве после проведения работ подлежит удалению и является производной процесса защиты от растекания металла во время процедур. Производить операции по очищению следует щеткой по металлу или надежным инструментом наподобие отвертки.

Вполне профессиональным считается вопрос по сварке изделий из меди. Выбор инвертора является однозначным делом. А вот дело с электродами при работе с медью имеет более значимый характер. Зачастую, на работе, дома или у знакомых приходится быть свидетелем процесса сварки медных изделий. Или вовсе соединение конструкций из различного сплава.

Ссылка на основную публикацию