- Caracteristici ale sudării cuprului
- Efectul impurităților asupra sudabilității cuprului
- Principalele metode de sudare a cuprului
Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Cuprul și aliajele sale (alamă, bronz etc.) sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii (în special în inginerie electrică și în fabricarea țevilor) ca materiale structurale.
Cuprul este utilizat pe scară largă în industrie datorită faptului că este un bun conducător de căldură și curent.
Cuprul conduce electricitate și căldură bine, rezistă perfect la coroziune, are plasticitate și estetică ridicată. Oricine trebuie să lucreze cu metale ar trebui să știe cum să facă cupru.
Caracteristici ale sudării cuprului
Procesul de lucru cu produsele din cupru depinde în mare măsură de prezența în compoziția sa a diferitelor impurități (plumb, sulf, etc.). Cu cât proporția acestor impurități este mai mică în metal, cu atât se va suda mai bine. Atunci când se lucrează cu cupru este necesar să se ia în considerare următoarele caracteristici:
Caracteristicile cuprului.
- Crește oxidabilitatea. În timpul tratamentului termic al acestui metal cu oxigen în zona de sudură, apar fisuri și zone fragile.
- Absorbția gazelor în stare topită de cupru conduce la formarea unei suduri de calitate slabă. De exemplu, hidrogenul, combinat cu oxigen în timpul cristalizării unui metal, formează vapori de apă, ca urmare a crăpăturilor și porilor care apar în zona de tratament termic, reducând fiabilitatea sudurii.
- Conductibilitate termică ridicată. Această proprietate a cuprului conduce la faptul că sudarea acestuia trebuie realizată cu ajutorul unei surse de încălzire cu putere ridicată și cu o concentrație mare de energie termică în zona de sudură. Datorită pierderii rapide de căldură, calitatea formării de sudură este redusă, iar posibilitatea de formare a căderilor, tăieturilor etc. crește.
- Coeficientul mare de dilatare liniară determină o contracție semnificativă a metalului în timpul solidificării, ca urmare a formării fisurilor fierbinți.
- Cu o temperatură în creștere de peste 190 ° C scade rezistența și ductilitatea cuprului. În alte metale, cu temperatură în creștere, apare o scădere a rezistenței cu o creștere simultană a ductilității. La temperaturi de la 240 la 540 ° C, ductilitatea cuprului atinge valoarea cea mai scăzută, astfel încât se pot forma fisuri pe suprafața sa.
- Fluiditatea ridicată face imposibilă realizarea sudării unilaterale de înaltă calitate a greutății. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați suplimentar garnituri pe partea din spate.
Efectul impurităților asupra sudabilității cuprului
Calități de cupru.
Impuritățile găsite în cupru au efecte diferite asupra caracteristicilor sale de sudabilitate și de performanță. Unele substanțe pot facilita procesul de sudare și pot îmbunătăți calitatea sudurii, iar unele - pentru a reduce. Pentru producerea diferitelor produse din cupru, cele mai populare sunt foile de cupru M1, M2, M3, care într-o anumită cantitate conțin sulf, plumb, oxigen etc.
O 2 are cel mai mare impact negativ asupra procesului de sudare: cu cât este mai mare, cu atât va fi mai greu să se obțină o sudură de înaltă calitate. În foile de cupru M2 și M3 este permisă o concentrație de O 2 de cel mult 0, 1%.
O concentrație mică de plumb la temperatură normală nu afectează negativ caracteristicile metalului. Cu o temperatură în creștere, prezența plumbului în aceeași cantitate cauzează fragilitatea roșie.
Bismutul (Bi) practic nu se dizolvă în metalul solid. Acesta acoperă boabele de cupru cu o coajă fragilă, ca urmare, cusătura de sudură devine fragilă atât în condiții fierbinți, cât și la rece. Prin urmare, conținutul de bismut nu trebuie să depășească 0, 003%.
Impuritatea cea mai dăunătoare după oxigen este sulful, deoarece formează o sulfură, care, aflându-se pe granițele granulelor, reduce în mod semnificativ caracteristicile de performanță ale cuprului și o face redistribuită. În timpul tratamentului termic al cuprului cu o concentrație mare de sulf, acesta intră într-o reacție chimică, care conduce la apariția gazului sulfuric, care, în timpul răcirii, face ca cusătura să fie poroasă.
Fosforul este considerat unul dintre cei mai buni deoxidanți. Conținutul său în billetul de cupru nu numai că nu reduce caracteristicile de rezistență ale cusăturii, ci și le îmbunătățește. În plus, conținutul său nu trebuie să depășească 0, 1%, deoarece în caz contrar cuprul devine fragil. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când alegeți un material de umplutură. De asemenea, fosforul reduce capacitatea cuprului de a absorbi gazele și de a-și crește fluiditatea, ceea ce poate duce la creșterea vitezei lucrării de sudat.
Principalele metode de sudare a cuprului
Principalele metode de sudare a cuprului.
Cuprul poate fi sudat în diferite moduri, dintre care cele mai populare sunt:
- sudura cu gaz;
- fluxul automat;
- argon arc;
- manuale de sudura.
Indiferent de metoda aleasă, este necesară pregătirea corespunzătoare a suprafețelor sudate înainte de începerea lucrului. Înainte de a suda cupru, bronz, alamă și alte aliaje, marginile sudate și sârma de umplere trebuie curățate de murdărie și oxidare până la o luciu metalic și apoi degresate. Marginile sunt periate cu perii pentru metal sau șmirghel. În acest caz, utilizarea șmirghelului brut nu este recomandată.
Straturile și firele de gravare pot fi realizate în soluție acidă:
- sulfuric - 100 cm3 pe 1 litru de apă;
- azot - 75 cm3 pe 1 litru de apă;
- sare - 1 cm 3 până la 1 litru de apă.
După procedeul de gravare, semifabricatele sunt spălate în apă și alcaline și apoi uscate cu aer cald. Dacă grosimea piesei de prelucrat este mai mare de 1 cm, atunci trebuie mai întâi să fie încălzită cu o flacără de gaz, arc sau altă metodă. Racordurile pentru sudare sunt legate cu cleme. Diferența dintre elementele integrate ar trebui să fie aceeași pe întreg site-ul.
Sudarea cu gaz a produselor din cupru
Schema de sudare a cuprului cu gaz.
Cu ajutorul sudurii de cupru prin sudare cu gaz și în funcție de tehnologia de lucru, puteți obține o sudură de înaltă calitate, cu caracteristici bune de performanță. În acest caz, rezistența maximă a articulației va fi de aproximativ 22 kgf / mm2.
Datorită faptului că cuprul are o conductivitate termică ridicată, pentru sudarea sa este necesară utilizarea următorului debit de gaz:
- 150 l / h cu o grosime de cel mult 10 mm;
- 200 l / h cu o grosime mai mare de 10 mm.
Pentru a reduce formarea oxidului de cupru și pentru a proteja produsul de apariția fisurilor fierbinți, sudarea trebuie efectuată cât mai repede posibil și fără întreruperi. Ca aditiv, se utilizează sârmă din cupru sau cupru electric cu un conținut de siliciu (nu mai mult de 0, 3%) și fosfor (nu mai mult de 0, 2%). Diametrul firului trebuie să fie de aproximativ 0, 6 grosime a foilor de sudat. În același timp, diametrul maxim admisibil este de 8 mm.
Fluxurile sunt folosite pentru a deoxida metalul și pentru a-l curăța de zgură, care sunt introduse în bazinul de sudură. De asemenea, procesează capetele firului și marginile plăcilor care trebuie sudate pe ambele părți. Pentru a macina granulele metalului de sudură și pentru a spori rezistența sudură după terminarea lucrărilor, este forjată. Dacă grosimea piesei de lucru nu este mai mare de 5 mm, forjarea se face în stare rece și la o grosime mai mare de 5 mm - la o temperatură de aproximativ 250 ° C. După forjare, cusăturile sunt recoace la o temperatură de 520-540 ° C cu răcire rapidă cu apă.
Sudare cu arc submersibil
Schiță automată de sudura cu arc submersibil.
Această metodă de sudare este realizată de o mașină de sudură convențională la un curent direct de polaritate inversă. Dacă se utilizează flux ceramic, puteți lucra la curent alternativ. Pentru sudarea cuprului cu o grosime mai mică de 1 cm, pot fi utilizate fluxuri obișnuite. Dacă grosimea este mai mare de 1 cm, ar trebui utilizate fluxuri de granulare uscate.
În majoritatea cazurilor, toate lucrările se efectuează în 1 pas, folosind sârmă de cupru. Dacă cusătura nu ar trebui să aibă indicatori termofizici mari, atunci pentru a-și crește rezistența, bronzul și cuprul sunt combinați cu electrozi de bronz. Pentru ca metalul topit să nu se răspândească și să se formeze o cusătură pe partea inversă a piesei de prelucrat, sunt utilizate perne de flux și garnituri de grafit.
Sudarea alamelor se realizează sub tensiune scăzută, deoarece probabilitatea de evaporare a zincului va scădea odată cu scăderea forței arcului. Sudarea cu bronz se realizează prin curent direct de polaritate inversă. Înălțimea fluxului este limitată sau fluxul de granulare mare este limitat (până la 3 mm).
Sudarea arcului cu argon a cuprului
Diagrama schematică a sudării prin arc cu argon.
Argonarea cu arc cu arc este folosită pe scară largă pentru fabricarea structurilor de cupru de complexitate variabilă. Pentru a obține un compus fiabil, argonul de calitate superioară sau amestecul său cu heliu este utilizat ca gaz de protecție. În viața de zi cu zi, o astfel de sudura se realizează cu electrozi de tungsten. În rolul aditivului este, de obicei, sârmă, cap la cap.
Argonarea cu arc cu arc a electrodului de wolfram este efectuată la un curent constant de polaritate inversă. Electrodul trebuie să fie orientat strict în cavitatea comună. Dacă piesa are o grosime mai mare de 5 mm, atunci este preîncălzită la 320-420 ° C. Diluantul de cupru poate fi gătit fără preîncălzire. Unele moduri de sudare cu arc cu argon sunt prezentate în tabel.
| Grosimea piesei de lucru, mm | Diametrul electrodului, mm | Curent de sudare, A | Tensiune arc, V | Consumul de gaz, 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 | 2, 0-3, 0 | 350-550 | 32-37 | 14-18 |
Sudarea manuală a produselor din cupru
Schema de sudare manuală.
Acest proces este realizat pe un curent direct de polaritate inversă. Piesele cu o grosime de cel mult 4 mm pot fi sudate fără tăieturi, până la 1 cm - cu tăiere pe o parte. Cu o grosime mai mare, experții recomandă utilizarea unei tăieturi în formă de X.
Electrozii de tip "Komsomolets-100" sunt folosiți pentru sudarea bronzului și alamelor. Electrozii din tipurile ММ3-2, ЦБ-1, МН-4 etc. Conductivitatea termică a sudurii la sudarea cu electrozi înveliți este semnificativ redusă. Atunci când se utilizează un astfel de fir, o parte din componentele de aliere penetrează în cusătura, ceea ce reduce conductivitatea electrică de mai multe ori.
Sudarea manuală a arcului este folosită destul de rar. Acest lucru se datorează unei evaporări intense în procesul de zinc. Când preiaza baliza de alamă sudată. Sudarea bronzului cu electrozi înveliți se realizează cu un curent direct de polaritate inversă, cu sau fără încălzire. Utilizează curenții de la 160 la 280 A.