Медь – имеет оксидную пленку и золотисто-розовый цвет, если отсутствует оксидная пленка, то медь имеет розовый цвет. C очень давних пор широко применяется человеком. Медь один из первых металлов, который был освоен человеком из-за своей сравнительной доступности. Медь получают из руды, температура плавления меди сравнительно мала.
Из меди получают сплавы такие, как латунь – сплав меди с цинком; бронза – сплав меди с оловом и т.д. Область применения отдельных цветных металлов и сплавов на их основе весьма разнообразна. Медные сплавы в зависимости от состава легирующих элементов относятся к латуням, медно-никелевым сплавам и бронзам.
Маркировка технической меди зависит от содержания в ней примесей. Во время сварки технической меди и ее сплавов необходимо учесть специфические физические и химические свойства. Например: высокую теплопроводность, высокую чувствительность к водороду, высокий коэффициент термического расширения, низкая стойкость швов и околошовной зоны к возникновению горячих трещин и др.
Перед сваркой меди и ее сплавов нужно очистить от масла, грязи и оксидной пленки разделку кромок и основной металл около них на ширине 20 мм, обезжирить растворителем или бензином.
Сварочную проволоку и присадочный металл очищают способом травления в водном растворе азотной, серной и соляной кислот. После следует промыть в воде и щелочи, а затем просушить горячим воздухом. Чтобы предупредить пористость (образование в жидком металле пузырьков газа «пор», которые не успевают удалиться из жидкой сварочной ванны) кромки детали нужно покрыть специальными флюс-пастами.
Для сварки меди лучше использовать аргон, гелий и азот, а так же их смеси потому, что медь в этих газах хорошо сваривается. Чаще всего применяют смесь, которая состоит из (70-80% Ar)+(30-20% N2). Азот добавляют потому, что он способствует увеличению проплавления меди. При сварке меди трудно получить надежный провар из-за высокой теплопроводности. Поэтому перед сваркой меди используют предварительный подогрев кромки деталей до температуры 200-500°С. Когда для сварки меди используют аргон, то подогрев необходим для деталей толщиной более 4 мм, а если для сварки используют азот, то подогрев необходим для деталей более 8 мм.
Для подбора величины сварочного тока исходить нужно из диаметра вольфрамового электрода, состава защитного газа и рода тока. Сварка меди производится на переменном токе и на постоянном токе обратной полярности. Нужно знать, что сварка цветных металлов очень вредна из–за выделения вредных аэрозолей. Во время сварки латуней, медно-никелевых сплавов и бронз предпочтительнее выбирать вольфрамовые электроды. Иначе если выбрать сварку плавящимся электродом испарение цинка и олова будет значительно больше, чем при сварке вольфрамовым электродом.
Приведем некоторые режимы сварки стыковых соединений меди в нижнем положении:
| Толщина металла,мм | dэ, мм | Защитный газ | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч | Vr, дм3/мин |
| 1,0 | 0,8–1,20 | Аргон, азот | 80–110 | 18–20 | 30–45 | 7–9 |
| 2,3 |
0,8 – 1,6 0,8–1,2 |
Аргон Азот |
140–210 140–210 |
19–23 20–35 |
25–35 25–35 |
8–10 8–10 |
| 5–6 |
1,0–1,6 1,0–1,4 |
Аргон Азот |
250–300 250–300 |
23–26 24–27 |
20–25 20–25 |
10–12 10-12 |
| 8,0 |
1,0–1,6 1,0–1,4 |
Аргон Гелий |
350–550 300–500 |
32–37 32–38 |
18–22 18–22 |
14–18 30–40 |
| 12 | 2,0–4,0 |
Аргон Гелий Аргон |
350–650 350–620 300–500 |
32–38 34–42 28–36 |
- 18 16–18 |
14–18 30–45 14-18 |
| 12-14 | 1,5–3,0 |
Гелий Азот |
270–500 280-500 |
32–38 32-39 |
18–22 18-22 |
30–40 - |
Нужно знать, что из-за сильного нагрева электрода и очень малых допустимых токов, сварка вольфрамовым электродом током обратной полярности затруднена. Когда сваривают алюминиевые и магниевые сплавы существуют специфические трудности. Эти трудности заключаются в том, что на поверхности этих сплавов лежит тугоплавкая оксидная пленка, которая препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом. Во время сварки оксидную пленку не всегда удается полностью удалить из сварного шва, где она остается в виде неметаллических включений. В зоне горения дуги при сварке на токе обратной полярности происходит катодная очистка свариваемых поверхностей. Однако во время сварки действием сварочного тока разрушается лишь тонкий слой оксидной пленки. Толстый слой оксидной пленки алюминия нужно удалять перед сваркой механическим или химическим путем. Самое важное это удалить оксидную пленку с поверхности электродной проволоки малого диаметра из сплавов алюминия и магния. Для того чтобы осуществить подготовку под сварку, это нужно делать особенно тщательно, потому что на поверхности оксидной пленки очень хорошо задерживается атмосферная влага. Во время сварки влага разлагается, что приводит к насыщению металла шва водородом и увеличению пористости (образование в жидком металле пузырьков газа «пор», которые не успевают удалиться из жидкой сварочной ванны) металла. Сплавы марок АВ, АК6, АКВ термически упрочняемые, которые обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин. Для того чтобы уменьшить склонность сплавов к образованию горячих трещин добавляется в качестве присадочного металла, сварочную проволоку с содержанием кремния 4 - 6%. Выбор конструктивных элементов разделки кромок, который определяет требования по ГОСТ 23949-80, так же оказывает влияние на качество сварных соединений. Если сварку производят без сборочно-сварочных приспособлений, то используют прихватки для того, чтобы зафиксировать детали. Сварочная проволока, которая использовалась во время сварки, так же используется для прихваток.
Марки проволок, которые обеспечивают требуемые свойства соединений из алюминия и его сплавов
| Свариваемый металл | Универсальная проволока, обеспечивающая удовлетворительные характеристики соединениям | Проволока, обеспечивающая соединениям повышенную стойкость против горячих трещин | Проволока, обеспечивающая соединениям высокое временное сопротивление разрыву | Проволока, обеспечивающая соединениям высокое относительное удлинение | Проволока, обеспечивающая соединениям повышенную коррозионную стойкость |
| АДО, АД1 АМц АМг2, АМг3 АМг5 АВ, АД31 1915 1201 (Д20) | СвА1 СвАМц СвАМг3 СвАМг5 СвАК5 Св1557 Св1201 | СвА1 СвАМц СвАМг5 СвАМг63 СвАК5 СвАМг5 Св1201 | СвА1 СвАМц СвАМг5 СвАМг6 Св1557 СвАМг6 Св1201 | СвАВОО СвАМц АВ СвАМг5 Св1557 СвАМг6 Св1201 | СвА85Т СвАМц АВ Св1557 АВ Св1557 Св1201 |
Для того чтобы обеспечить самые лучшие механические свойства швов, используется сварка неплавящимся электродом в среде аргона. Для питания дуги используются источники с падающими внешними характеристиками, с помощью переменного тока. А вот при сварке плавящимся электродом питание дуги осуществляют источниками с жесткой вольтамперной характеристикой, с помощью постоянного тока. Для того чтобы быть уверенным, что оксидная пленка разрушится, сварку ведут на токе обратной полярности. Сварка происходит в аргоне или в смеси аргона с гелием (30% Ar+70% He).