Сварка міді в домашніх умовах, будівельний портал

У домашніх умовах найчастіше виникає потреба зварювання мідних, при монтажі опалювальних систем і водопроводів. Мідь є хороший матеріал для водопровідних труб, тому що має гладку поверхню, не піддається корозії, забезпечує хороший струм води, не має шкідливих речовин в складі, не заростає відкладеннями і має бактерицидні властивості. Мідні водопроводи здатні прослужити дуже довго, не менше 50 років.

Сварка кольорових металів

Сварка являє собою процес утворення нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення між зварюються елементами міжатомних зв'язків при їх частковому або загальному нагріванні, або пластичній деформації. Для виробництва зварювання прийнято використовувати різні джерела енергії: лазерне випромінювання, газове полум'я, електричну дугу, електронний промінь, ультразвук і тертя.

Сварка кольорових металів істотно відрізняється від процедури зварювання сталей, тому що кольорові метали зазвичай відрізняються більш високою теплопровідністю і реагують в розплавленому стані з газами, які містяться в атмосферному повітрі. Щоб виключити виникнення подібних негативних наслідків, необхідно більш ретельно вибирати зварювальні матеріали, готувати деталі до зварювання і строго слідувати інструкції зварювання.

Розвиток технологій в даний час дозволяє провести зварювання не тільки на промислових і виробничих підприємствах, але і в космосі, під водою і в домашніх умовах на відкритому повітрі. Однак процедура зварювання кольорових металів, в тому числі і технологія зварювання міді, є досить специфічною і залежить багато в чому від фізико-механічних властивостей матеріалу.

властивості міді

Мідь використовується для виготовлення трубопроводів для різних машин, судин, хімічної апаратури, струмопровідних частин і різних деталей. Даний матеріал характеризується високою електро- і теплопровідністю, а також стійкий до корозії. Технологія зварювання міді є досить складним процесом.

Труднощі процедури викликані схильністю міді до окислення в розплавленому стані з утворенням тугоплавкого оксиду і поглинання газів, значною теплопровідністю, високим показником лінійного розширення міді при нагріванні, який в півтора рази вище, ніж у сталі, а також підвищеною плинністю.

Зварюваність міді погіршується в результаті наявності в ній вісмуту, сірки, свинцю і кисню. Свинець і вісмут надають цьому кольоровому металу красноломкості і крихкості, в формі закису міді кисень викликає формування тріщин і тендітних прошарків металу в області термічного впливу.

На процедуру зварювання міді в домашніх умовах впливає кисень, який поглинається з атмосфери. Але, тим не менше, мідні вироби широко використовуються в різних галузях промисловості, тому було створено кілька методик зварювання даного металу.

Газове зварювання міді

За умов дотримання технології процедури мідь відмінно зварюється газовими балонами, що заправлені ацетиленом. Якщо виконати зварювання за всіма правилами і після цього прокувати шов, то ви отримаєте зварене з'єднання високої якості. При цьому межа міцності шва досягає 17-22 кгс на квадратний міліметр, коли максимальна межа міцності міді буде 22-23 кгс на міліметр квадратний.

Так як теплопровідність міді досить висока (в п'ять разів більше заліза), необхідно для її зварювання полум'я підвищеної потужності: 150 л / год, якщо товщина матеріалу менше 10 міліметрів і 200 л / год при товщині більше 10 міліметрів. При зварюванні більш товстих агрегатів потрібно вести зварювання за допомогою двох пальників. Одну з них, потужністю 150-200 л / год, використовуйте для підігріву. Друга пальник потужністю 100 л на годину потрібна для самої зварювання заготовок.

Для зменшення відведення теплоти знизу і зверху зварюється рекомендується прокласти листи азбесту. Прийнято застосовувати при даному способі зварювання міді відновне полум'я, ядро ​​якого орієнтоване до крайок металу майже під прямим кутом. Щоб зменшити формування закису міді і запобігти утворенню гарячих тріщин, необхідно вести зварювання максимально швидко, без перерв. При цьому строго стежте за збереженням відновного полум'я.

Безпосередньо перед зварюванням деталей з міді не застосовуються прихватки. Зварювання вироби обов'язково слід виконувати в спеціальному складально-зварювальному пристосуванні. Як присадки при зварюванні використовуйте дріт з електротехнічної міді, або металу, який містить раскислители: чи не більше 0,2% фосфору і близько 0,15-0,3% кремнію. Максимально допустимий діаметр дроту присадочной - 8 міліметрів.

При зварюванні розподіляти тепло необхідно таким способом, щоб плавився дріт раніше кромок основного металу. Присадний матеріал при цьому буде наплавляти на кромки, що починають плавитися. Укіс кромок на аркушах з товщиною більше 3 міліметрів виконують під гострим кутом 45 градусів. Перед зварюванням кромки необхідно зачистити до блиску свіжого металу, або протравити за допомогою розчину азотної кислоти з промиванням у воді.

Шов піддають відпалу після проковки шов при температурі близько 500-550 градусів за Цельсієм з швидким охолодженням водою. Щоб запобігти утворенню тріщин, не можна вести проковку при температурі більше 500 градусів, тому що мідь стає крихкою при таких температурах.

Аргонодуговая зварювання міді

Дугове зварювання плавленням широко застосовують для створення мідних зварних конструкцій. З метою отримання високоякісного зварного шва рекомендується використовувати захисні гази, в якості яких виступає аргон вищого гатунку або суміш аргону і гелію (50-75% аргону). Дугове зварювання міді на виробництві та в домашніх умовах найчастіше виробляють вольфрамовим електродом.

Як присадки необхідно використовувати вузьку профилированную проставлення або дріт, яка закладається в стик. Сварка міді аргоном вольфрамовим не плавиться, відрізняється хорошою стійкістю дуги. Застосовують ручне дугове зварювання міді при навішуванні агрегатів невеликої товщини (до 4 міліметрів) і в важкодоступних місцях.

Зварювання вольфрамовим електродом виконують при постійному струмі. Електрод повинен бути зорієнтованим строго в площині стику. У разі зварювання металу, який має товщину більше 4-5 міліметрів, потрібно його попередньо підігріти до плюс 300-400 градусів. Перед зварюванням рекомендується кромки основного металу і електродний дріт зачистити до свіжого металу.

Мідь, яка має товщину до 5-6 міліметрів, можна варити без проведення оброблення крайок. При зварюванні заготовок з товщиною 2 - 3 міліметри не потрібно проводити підігрів основного металу. А ось техніка електрозварювання міді товщі 4 міліметрів на увазі підігрів до плюс 300-400 градусів. Технологія зварювання кольорового металу, в тому числі і міді, і сплавів допускає застосування плавких електродів.

Пайка міді

Мідь на відміну від стали доцільніше в більшості випадків паяти, ніж зварювати. Особливо, якщо мова йде про тонкостінних мідних трубах, які використовуються для різних систем - опалювальних, водопровідних, газових і холодильних. Це обумовлюється рядом особливостей зварювання міді.

При певних стараннях зробити пайку міді зможе навіть початківець майстер, в той час як без ґрунтовної підготовки зварити її навряд чи вдасться. Пайка структуру металу не змінює, не потребує дорогому обладнанні, як того вимагає процедура зварювання.

Паяні з'єднання при строгому дотриманні технології і використанні відповідних матеріалів виходять досить міцними і термостійкими для витримування призначеної їм механічної і теплової навантаження.

При пайку міді прийнято використовувати нахлесточного типи з'єднань, які дозволяють забезпечити високу міцність конструкцій навіть в ситуації, якщо були використані м'які припої, які мають відносно малою міцністю. Для забезпечення задовільного рівня міцності паяного з'єднання ви повинні забезпечити накладання не менше 5 міліметрів. На практиці зазвичай застосовують більш високі значення для забезпечення гарного запасу міцності.

види припоев

Сплави міді і сам метал можна паяти високотемпературної і низькотемпературної пайки. Існує багато обладнання для зварювання міді і її пайки, а також різноманітних твердих і м'яких припоїв, які забезпечують хорошу якість пайки деталей і труб. Кращим для низько- і високотемпературної пайок вважається застосування припою і флюсу одного виробника.

низькотемпературні припої

Застосування низькотемпературних припоїв дозволяє здійснювати пайку при температурі, мало впливає на міцність міді, однак надає шви з поганими механічними характеристиками. Припій для високотемпературної пайки забезпечує більшу міцність швів і допускає високі температури експлуатації системи. Однак разом з цим відбувається отжиг міді, і необхідний більший навик, тому що метал легко перепалити.

Низькотемпературна пайка вважається найбільш затребуваною в опаленні і водопостачанні. З огляду на велику площу контакту елементів трубопроводів, низькотемпературні припої здатні забезпечити достатню міцність з'єднань.

Існують наступні низькотемпературні безсвинцеві припої, що гарантують досить високу якість мідної пайки: сплави олова з міддю, сурмою, вісмутом, сріблом, селеном. Левову частку в них (до 97%) становить олово, решта припадає на інші елементи. Для паяння даного металу взагалі-то підходять і проспіваємо свинцево-олов'яні, але якщо потрібно паяти трубопровід для питної води, то рекомендується від них відмовитися через шкідливих якостей свинцю.

Мають найкращими технологічними властивостями серебросодержащие припої, наприклад, S-Sn97Ag3, який містить 97% олова і всього лише 3% срібла. Трохи гірші, але все одно задовільними якостями володіють припои медьсодержащие, включаючи і S-Sn97Cu3, в якому присутній 97% олова.

Практиці відомі і трикомпонентні припої, які містять олово (95,5%), мідь (0,7%) і срібло (3,8%). Універсальним і широко застосовуваним припоєм є олов'яно-мідний. Однак така речовина має один істотний недолік - високу вартість. Подібні склади припоїв відповідають за хорошу якість швів і високу міцність, довговічність і надійність систем водопостачання та опалення.

високотемпературні проспіваємо

До високотемпературним припою рекомендується вдаватися тільки в разі, коли в цьому є особлива потреба. Наприклад, якщо необхідно експлуатувати паяний трубопровід при високій (вище плюс 110 градусів) температурі - в опалювальній системі з використанням пара, що відрізняється високим тиском.

Для пайки газопроводу з мідних труб використовується виключно високотемпературна пайка, тому що надає з'єднання з найбільшим рівнем міцності і надійності, а ось низькотемпературну пайку в газопостачанні не використовують.

У разі пайки мідних виробів між собою мідно-фосфорні припої не потребують обов'язкове застосування флюсів. Ще одна перевага цього припою: параметри термічного розширення міді паяються деталей і проспіваємо майже ідентичні. Великого поширення - за самофлюсуючі припоєм, який складається з 92% міді, близько 6% фосфору і 2% срібла. Всі тверді припої випускаються у формі твердого дроту.

Флюси при зварюванні

При зварюванні і пайку рекомендується застосовувати спеціальні апарати для зварювання міді і флюси, які захищають розплавлений метал від окислення, розчиняють і перетворюють утворилися оксиди в шлаки. Їх вносять у зварювальну ванну. Крім цього, флюсами покривають кінці кромки зварювальних агрегатів і присадних прутків, а також зворотний бік основного металу.

Для низькотемпературної пайки в якості флюсів переважно застосовуються склади, які містять хлорид цинку. Але при покупці флюсу необхідно особливу увагу приділяти його складу. Флюси складаються з бури прокаленной, кремнієвої кислоти, кислого фосфорнокислого натрію і деревного вугілля.

Існує багато ефективних флюсів для пайки міді, потрібно просто придбати будь-який призначений для цього складу. Наприклад, флюс F-SW 21 або каніфольний Вазелінове паста, яка складається з каніфолі, технічного вазеліну або хлористого цинку. Паста вважається найзручнішою формою для нанесення на деталь.

Тепер ви зрозуміли, що сварка міді відрізняється від процедури зварювання інших металів на увазі особливостей даного матеріалу. У деяких випадках доцільніше проводити пайку міді. З метою розкислення металу і видалення в шлак окислів, які утворюються при плавленні міді, рекомендується використовувати припої і флюси.