Сварка для медных проводов: Сварка медных проводов своими руками

Сварка проводов в распределительной коробке своими руками

• Статья
• Видео

Самой важной и ответственной составляющей монтажа и сборки систем электроснабжения является соединение проводов в распредкоробках. Качественные и надежные контакты в местах подключения элементов электрической сети, выполненные в соответствии, как этого требуют нормы Правил устройства электроустановок (ПУЭ), являются гарантом работоспособности, долговечности, а самое важное электро и пожаробезопасности. В этой статье мы расскажем, как выполняется сварка проводов в распределительной коробке своими руками.

• Важно знать
• Что нужно подготовить
• Особенности процесса

Важно знать

Наиболее простым и быстрым способом решения вопроса о том, как соединить провода, принято считать скрутку, но в тоже время скрученные жилы представляют очень низкую степень надежности контакта. Из-за невысокой надежности она не допустима и согласно главе 2. 1. ПУЭ п. 2.1.21 приведены следующие допустимые способы соединений: винтовые или болтовые сжимы (клеммники разных видов), сверка и пайка.

Клеммники и обжимные устройства, повышают надежность монтажа, однако на несколько порядков уступают такому способу соединения, как сварка. При подготовке к электромонтажу, взвешивая все «за» и «против», однозначно стоит отбросить сомнения и отдать предпочтение этому методу.

У людей, не сведущих в вопросах электромонтажа, бытует мнение, что данный способ соединения является недопустимо продвинутым технологическим процессом, требующим высочайшей квалификации исполнителя и использования сверхсложного оборудования. На самом деле, все очень просто и доступно. Произвести сварку проводов своими руками вполне по силам человеку, обладающему простейшими навыками обращения с электросварочным аппаратом в домашних условиях.

Вопрос очень актуальный для нашего времени, начиная с тех пор, как инверторные сварочные аппараты стали доступны для массового приобретения. Инверторный сварочник очень удобен и практичен, он потребляет немного электроэнергии и может работать от сети, к тому же стоимость маломощных моделей лежит в пределах 50-100 долларов. В качестве аппарата можно использовать самодельное устройство, выполненное на базе понижающего трансформатора. Для человека, обладающего знаниями и владеющего навыками в области электротехники, вопрос, как сделать сварочный аппарат своими руками, не представляет большого труда. Электромонтажные предприятия, специализирующиеся на сварке, используют в своей работе специальные сварочные аппараты.

Что нужно подготовить

Помимо аппарата для производства сварочных работ следует подготовить и иметь в наличии все необходимое оборудование, материалы и инструмент. Свариваются провода при помощи угольных (графитовых) электродов. В качестве таких электродов можно использовать как промышленного исполнения (типа марки ЭГ) так и щетку от электродвигателя, кусок башмака от троллейбуса, графитовые сердечники из батареек типа 3336 (3R12) или современные солевые. Для изготовления проводниковой продукции используется медь и гораздо реже алюминий. Для информации, согласно последним требованиям ПУЭ, использование алюминиевых жил сечением меньше 16 мм² запрещено.

В зависимости от того, что придется сваривать — алюминий или медь, подбирается состав флюса, предназначенного для химического растворения оксидной пленки, образующейся во время сварки. При сварке алюминиевых проводов нужно использовать флюс, медные можно варить без него, предварительно нужно зачистить проводники в обоих случаях

В процессе подготовки концов проводников и по ходу работы понадобится нож и пассатижи, электроизоляционные материалы.

Кстати, альтернативный вариант — соединение проводов пайкой. О том, как правильно спаять жилы, читайте в нашей статье!

Особенности процесса

Прежде чем приступить к сварке электрических проводов, следует настроить аппарат. Учитывая, что свариваемые проводники могут быть разного сечения, ток на выходе сварочного аппарата нужно подбирать опытным путём, чтобы не вызывать перегрев соединяемых жил или залипание электрода в точке соединения.

Концы проводников необходимо зачистить от изоляции (оголенные жилы должны иметь длину 5 см и более) и соединить их между собой, как это делается при скрутке.

Предварительно обработав скрученные оголенные концы флюсом (в случае сварки алюминия), зажимаем их пассатижами и крепим к ним массу, электрод подносится к торцу скрутки, которая должна быть направлена вниз, и удерживается в таком положении в течение от 0,5 до 2 секунд. Убедившись, что в точке контакта образовался медный или алюминиевый шарик, прекратить сварку. После того, как соединение остынет, произвести зачистку наждачной бумагой от флюса. Перед нанесением изоляционного покрытия на сваренные провода рекомендуется обработать это участок растворителем с последующим покрытием электроизоляционным лаком. Однако учтите, что шарик на конце скрутки должен быть гладким с минимальным количеством пор. В противном случае место сварки лопнет.

Категорически запрещается производить соединение проводников, находящихся под напряжением. Перед началом работ, используя пробник, необходимо убедиться в его отсутствии. Для защиты глаз, кожи лица и рук от ожогов при работе обязательно использовать защитную маску и перчатки.

Технология сварки медных проводов инвертором предоставлена на видео:

Для алюминиевых проводов существует альтернативный вариант сваривания — при помощи газовой горелки. В этом случае необходимо произвести подготовку токоведущих жил также, как для электросварки, за исключением обработки флюсом. Для работы понадобится стальной прут сечением порядка 2 мм. Место соединения необходимо разогревать газовой горелкой до появления признаков плавления в точке сварки на торце скрутки.

При плавлении жидкий алюминий обволакивается своеобразным коконом, состоящим из оксидной пленки, препятствующей процессу соединения. Убедившись, что алюминий расплавился, для завершения необходимо одновременно с прогреванием при помощи стального прута разрушить образовавшийся слой оксидной пленки, что обеспечит процесс надежного сваривания.

На видео ниже наглядно демонстрируется соединение алюминиевых проводов сваркой с использованием газовой горелки:

Вот мы и рассмотрели, как соединить проводники, используя сварочной аппарат либо газовую горелку. Как вы видите, сварка проводов в распределительной коробке своими руками — процесс не настолько трудоемкий, как кажется. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

• Как сделать паяльник своими руками
• Как выбрать паяльную станцию
• Как снять изоляцию с кабеля

Сварка медных проводов: разбираемся в технологии

СОДЕРЖАНИЕ

• Преимущества сварки медных проводов над другими способами соединения
• Выбор аппарата для сварки медных проводов
• Инвертор
• Трансформатор
• Необходимые электроды для сварки медных проводов
• Технология сварки медных проводов

Сварка медных проводов является наиболее надежным и оптимальным способом соединения, хотя и требует определенных навыков. Выполнять эту процедуру необходимо с использованием специального оборудования, в противном случае соединение будет или ненадежным, или не получится вовсе.

Несмотря на эти особенности, сварка провода из меди не составит большого труда. В нашей статье мы расскажем о том, что необходимо для ее осуществления, разберем преимущества сварки перед другими методами и подробно опишем сам процесс.

Преимущества сварки медных проводов над другими способами соединения

Если обратиться к Правилам устройства электроустановок (пункт 2. 1.21 ПУЭ), то, согласно инструкции, для соединения, ответвления и оконцевания жил проводов, в том числе и кабелей, подходят такие способы, как пайка, сварка, опрессовка или сжимы (бывают винтовые, болтовые и т. д.)

Есть множество способов скрепить кабели, но для сохранения проводимости контактов и прочного и долговечного соединения используется метод сварки проводов. Только он гарантирует отличное сочленение и длительную эксплуатацию при отсутствии какого-либо дополнительного обслуживания.

Для сравнения приведем примеры других соединений и определим преимущества сварки:

• Пайка не очень долговечна и подвержена разрушению, так как при этом способе присутствует припой (третий металл), как правило, более легкоплавкий и рыхлый по структуре. Вследствие химических реакций на границе между двумя сплавами происходит постепенный износ и повреждение металла.

Если в качестве критерия брать трудоемкость процесса и его длительность, то пайка дает результат не хуже, чем сварка. Работу предваряет зачистка концов, использование флюса, прогревание. Сварка угольным электродом занимает всего пару секунд.

• Клеммники и обжимы. Этот способ не такой идеальный, как сварка. Это объяснимо, поскольку основным материалом для проводников является медь – довольно пластичный металл без необходимой упругости. При сварке проводов металл как бы «вытекает» из-под нагрузки, от этого не защищают даже гровер-шайбы. И при использовании специальных, глубоко подпружиненных самозажимных клеммников площадь контактной поверхности останется небольшой. Если будет сильный ток, пружины потеряют свою упругость из-за нагрева.
• Скрутка. Этот способ не предусмотрен в ПУЭ, следовательно, запрещен. Он может применяться только как временное соединение перед самой сваркой медных проводов.
• Опрессовка. Метод дает на выходе неразборное соединение, которое по качеству практически сопоставимо со сваркой, однако процесс выходит более затратным. Это не самый экономичный способ, так как чтобы изделие получилось качественным, нужны хорошие инструменты и материалы.

 

 

Так в чем же преимущество соединения проводов сваркой?

Прежде всего, после сварки получается монолитная комбинация кабелей, поэтому говорить о «контакте» мы уже не можем. Границ проводников больше не существует, и электрический ток, соответственно, проходит через однородный металл.

Кроме этого, сопротивление такого соединения минимально, следовательно, почти не выделяется теплоты.

В результате оплавления может образоваться утолщение, что даст температуру при максимальном токе даже ниже, чем в варианте с подводящими проводниками. Этому также способствует и отсутствие очень плотной изоляции.

Читайте также: «Технология сворки меди и ее сплавов»

Следующий фактор – отсутствие большой ослепительной дуги при сварке скруток медных проводов, если она осуществляется на переменном токе или пониженном напряжении. Скрутка не прогревается на большую глубину, а металл не разбрызгивается. Дело в том, что скрутки сваривают угольным электродом по торцам предварительно скрученных проводников. Мощность аппарата для сварки медных проводов может достигать 800 Вт.

Сварка сталей имеет токи большие, чем при сварке скруток, поскольку медь и алюминий плавятся при более низких температурах, а дуга и брызги металла существенно уменьшаются.

Это вовсе не значит, что средства защиты не нужно использовать. Защитные очки и огнеупорные подкладки необходимы, но сами меры безопасности будут проще, чем, например, при сварке сталей.

Ну и, наконец, для предотвращения окисления проводников в процессе сварки, в том числе алюминия, имеется особый флюс «ВАМИ». Для меди обычно используют буру. Скрутка опускается в углубление с флюсом, сделанное в угольном или углеграфитовом электроде.

Выбор аппарата для сварки медных проводов

Как выбрать правильный аппарат для сварки медных проводов? Обычно используется любой генератор тока: инвертор, выпрямитель или трансформатор. К автоаккумуляторам подключаются клещи для контактной сварки, затем два соединяют последовательно и контакты выводятся к электродам. Мощности обычно достаточно для сварки кабеля с жилой толщиной 5 мм. Больший объем возможен только при использовании сварочного аппарата.

Инвертор

Современные инверторы имеют ряд серьезных преимуществ:

• могут сваривать провода любого сечения;
• им не страшны скачки напряжения в сети, существенно снижен риск «залипания» электрода и пережога медных скруток;
• существуют более простые модели с силой тока до 150–200 А;
• созданы для работы от стандартной электрической сети (без трехфазного тока).

Инвертор проще в работе, чем трансформатор. При процессе сварки постоянным током прямой полярности минус подключается к медному проводу, который нужно сварить, а плюс – к держателю электрода.

Трансформатор

Аппараты предыдущих поколений слишком громоздки и неудобны в транспортировке, но их плюс в том, что они могут создавать ток до 400 А. Трансформатор используют для работы с постоянным током прямой или обратной полярности. С его помощью сваривают медные шины в распределительных коробах, а также соединяют скрученные проводники с большим сечением.

Подключается трансформатор, как и инвертор: минус – на скрутку, плюс – на электрод. Хотя у этих аппаратов неплохая производительность, в процессе они нагреваются и сильно гудят, поэтому требуют периодического отключения для остывания. Также при включении они влияют на напряжение в сети, которое потом стабилизируется. Это необходимо учитывать при выборе работ с данным прибором.

Читайте также: «Приспособления для сворки»

Сварочный аппарат можно сконструировать и на основе понижающего трансформатора, имеющего мощностью до 150 А и напряжение в диапазоне от 12 до 38 В, на него наматывается необходимое количество витков кабеля. Это число рассчитывается при помощи таблиц. Для стабилизации дуги в электрическую схему также включается диодный мост. Держатель можно купить в специализированных магазинах, а еще умельцы используют в этих целях зажим троллейбусного контактора. Токопроводящие зажимные клещи изготавливают из пассатижей, к одной из ручек которых крепится контактная клемма. Такой самодельный аппарат обязательно нужно заземлить.

Необходимые электроды для сварки медных проводов

Когда речь идет о сварке медных проводов, то нужно подбирать нужные электроды, для конкретного случая это будут графитовые или угольные.

При сварке в домашних условиях можно использовать стержни батареек либо щитки коллекторных двигателей, а также любые подобные изделия, сделанные из графита.

Графитовые стержни достойно заменят магазинные электроды, но имеется один нюанс: на них нет медного покрытия. Для решения этой проблемы нужно просто доработать держатель. Для этого применяют зажим «крокодил» и для самого электрода, и для соединения массы. Эти предметы не настолько габаритные, как, например, штатные, поэтому можно работать в распределительных щитках. Это будет даже удобнее. Не стоит забывать о том, что ручки нужно дополнительно заизолировать.

Угольные и графитовые электроды имеют один общий параметр: их температура плавления в 4 раза выше порога плавления меди. Именно поэтому расход электродов при сварке минимален. Это большой плюс.

Обязательно нужно учитывать, что электрод нагревается до высокой температуры молниеносно, поэтому можно перегреть материал, который вы свариваете, а из-за этого пострадает изоляция в самом кабеле. Сварщик обязан знать эти моменты, чтобы при монтаже электропроводки не случилось никаких аварий.

При положительной схожести угольных и графитовых стержней в процессе монтажа проводки они обладают разными характеристиками:

• Основное различие – их стоимость. Графит более доступен.
• Отличия по цвету: угольный стержень черный, графитовый – имеет темно-серый металлический оттенок.
• Использование угольного электрода при сварке требует от мастера достаточного опыта и навыка такой работы, поскольку дуга от стержня из угля имеет очень высокую температуру, из-за которой может повредиться свариваемая скрутка. С другой стороны, такие высокие показатели температуры случаются при заниженном токе. Из этого можно сделать вывод, что угольными электродами хорошо работать на слабом сварочном аппарате.
• Для инверторного аппарата, оснащенного регулятором силы тока, лучше всего подойдут графитовые стержни. К тому же квалификация мастера может быть невысокой при работе с ними. Графит также дает большую прочность соединению, сопротивляемость окислению, да и качество сварки гораздо лучше, чем с применением угля.

Технология сварки медных проводов

Техника безопасности при сварочных работах очень важна. Их необходимо проводить в защитной маске либо в очках, специальной одежде и рукавицах. Помните, что можно обжечься металлом и его брызгами, повредить глаза («наловить зайчиков»).

В домашних условиях инверторная сварка медных проводов требует использования угольных либо графитовых электродов. Как говорилось выше, в качестве электрода можно использовать и угольный стержень от отработавшей батарейки.

Для более точного ориентирования представляем рабочий диапазон сварочного тока:

• 2 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 70 А;
• 3 жилы, сечение каждой 1,5 мм² – 80-90 А;
• 2-3 жилы, сечение 2,5 мм² – 80-100 А;
• 3-4 жилы, сечение 2,5 мм² – 100-120 А.

Медь, которая используется при изготовлении электрических проводов, всегда имеет разный состав и качество. Эти параметры и определяют подходящий режим сварки. Как понять, что выбран оптимальный режим? Убедитесь, что электрод не прилипает к месту сварки, а дуга устойчива. Если уже имеется опыт в сварочных работах, то данные параметры вполне можно соблюдать.

Как проходит сварочный процесс:

• С медного кабеля снимается оболочка изоляции (примерно 7–10 см).
• Многожильные провода скручиваются (процесс скрутки).
• Скрутка подрезается, образуя ровный срез. Нужно оставить длину примерно 5 см.
• На скрутке крепится зажимной механизм из меди для отведения избыточного тепла, устанавливается заземление.
• Срез скрутки подносится к электроду.
• Сварка завершена, когда на конце проводов появляется расплавленный медный шарик, на это уходит порядка 1-2 сек.
• Сварку останавливают, чтобы не повредить изоляционный материал.
• Остывшие концы электропроводки изолируются изолентой или термоусадочной трубкой.

Обратите внимание на то, что, кроме прочего, также необходимо вовремя менять сварочный медный наконечник, который фиксирует электрод в процессе сварки. Его основная задача – подавать электрический ток на электрод. Его состояние будет отражаться на качестве сварочного шва: внутри наконечника есть отверстие, которое и должно хорошо удерживать стержень. К сожалению, оно достаточно скоро утрачивает свои свойства при частых сварках. Сварочный наконечник из меди также быстро изнашивается и чаще всего требует замены.

Читайте также: «Выбор параметров режима ручной дуговой сварки»

Сварка медных проводов ручным дуговым способом – пожалуй, самый надежный метод и наиболее качественный вид соединения. Если инвертор подбирается по четко заданным параметрам – это 70 % успеха сварки. Выбирая прибор, обратите внимание на его мощность. Важно представлять себе область его применения, а также место и характеристику деталей, с помощью которых планируете пайку. Сварочный процесс требует точного расчета времени – не более 1-2 секунды. Это позволит получить качественные швы. Если не пренебрегать рекомендациями экспертов, то при работе сложностей не возникнет.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Сварочная медь | Советы | Forster America

Медь — это мягкий цветной металл, который можно легко сгибать, резать, формовать и соединять с помощью нескольких сварочных процессов. Хотя он часто используется для изготовления декоративных бытовых и архитектурных предметов, он является отличным проводником электричества и тепла, поэтому широко используется в электротехнической промышленности, а медные трубы, клапаны и другие фитинги обычно используются для сантехники.

Поскольку медь является пластичной и очень ковкой, она также используется в качестве основного элемента в сотнях различных сплавов, включая латунь, бронзу и никель-медь. Наиболее распространенными легирующими элементами, используемыми для медных сплавов, являются алюминий, никель, цинк, олово и кремний.

Поскольку чистая медь слишком пластична, чтобы ее можно было успешно обрабатывать, в различные сплавы добавляют небольшие количества других элементов для улучшения обрабатываемости, а также для раскисления металла, придания ему большей коррозионной стойкости, улучшения его механических свойств и улучшения его реакция на термическую обработку. Всего в продаже имеется более 300 медных сплавов.

Медь и большинство медных сплавов могут быть успешно соединены с помощью процессов сварки, пайки или пайки. Точный выбранный процесс во многом зависит от того, свариваете ли вы чистую медь или сплав. Если вы свариваете сплав, элементы сплава будут определять, какой процесс используется, а также все другие факторы, которые учитываются при сварке, включая используемый присадочный материал.
Конечно, для различных сварочных и связанных с ними процессов требуются разные инструменты и методы, и важно изучить навыки, необходимые для того, какой процесс вам нужно использовать.

Пайка , которая является одним из самых ранних методов, используемых для соединения металлов, включает нагрев присадочного металла (в виде присадочной проволоки), чтобы он расплавился и заполнил стыки. Мягкая пайка — это самый простой процесс, который обычно используется дома и вокруг него для ремонта небольших металлических предметов. Это также метод, используемый сантехниками для соединения и ремонта медных труб и медных фитингов.
Можно использовать недорогой паяльник или паяльную лампу с подходящим флюсом для мягкой пайки. Твердая пайка включает в себя нагрев присадочных материалов до гораздо более высокой температуры, поэтому соединение будет намного прочнее, чем другие паяные соединения. Присадочный материал бывает разным и обычно содержит серебро, поэтому этот метод часто называют серебряной пайкой. Однако настоящая пайка выполняется при еще более высокой температуре.

Пайка по сути представляет собой метод, аналогичный пайке, и в нем используется тот же тип присадочного материала (проволока или прут для пайки), что и для пайки. Соединения должны быть очень плотными, чтобы капиллярное действие могло втягивать присадочный металл между соединяемыми кусками меди. Несмотря на то, что используемые температуры должны быть значительно выше, чем те, которые требуются для пайки, основной металл не должен нагреваться до точки плавления.
Широко используемый для сантехнических работ, пайка также может использоваться для соединения различных типов металла, а также металлических заготовок различной толщины.

Сварка , или, точнее, дуговая сварка, включает ряд различных более специфических методов. Как правило, предпочтительны сварочные процессы, в которых используются защитные газы, хотя дуговая сварка в среде защитного газа (SMAW), которую также обычно называют ручной дуговой сваркой (MMA), может использоваться для некритичных применений. Это полезный метод для медных сплавов различной толщины, тем более что покрытые электроды для сварки медных сплавов с использованием SMAW доступны в широком диапазоне стандартных размеров.

Защитными газами, обычно используемыми для сварки меди и медных сплавов, являются аргон и гелий или их смеси – для дуговой сварки металлическим электродом (GMAW), дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW) или плазменной дуговой сварки (PAW), которые особенно популярен для сварки медных сплавов.
Как правило, аргон предпочтительнее, если медь или медный сплав свариваются вручную и либо имеют относительно низкую теплопроводность, либо имеют толщину менее 3,3 мм (0,13 дюйма). Гелий или смесь гелия (75 процентов) с аргоном предпочтительнее для машинной сварки тонких профилей или ручной сварки более толстых профилей. Эта смесь также рекомендуется для более толстого металла или меди, обладающей высокой теплопроводностью.

Другие полезные советы по дуговой сварке меди:
• По возможности используйте горизонтальное положение для дуговой сварки меди.
• GTAW и SMAW можно использовать для сварки в других положениях, в том числе над головой.
• При сварке в вертикальном и потолочном положениях с использованием импульсной мощности и электродов малого диаметра можно использовать GMAW с некоторыми медными сплавами.
• Термическое расширение меди и ее сплавов, а также ее более высокая теплопроводность приводят к большим деформациям сварного шва, чем при сварке низкоуглеродистой стали.
• Чтобы свести к минимуму деформацию и деформацию, сварщики должны сосредоточиться на правильном процессе предварительного нагрева и прихваточных швов, а также на соблюдении правильной последовательности сварки.

Свойства меди и ее сплавов, которые следует учитывать при сварке

Какой бы процесс сварки ни использовался для соединения меди и ее сплавов, важно обратить внимание на свойства, которые отличают сварку меди от сварки углеродистых сталей . Например, медь и медные сплавы в расплавленном состоянии очень жидкие и имеют:
• Высокая теплопроводность
• Высокая электропроводность
• Высокий коэффициент теплового расширения, который примерно на 50 процентов выше, чем у углеродистой стали
• Относительно низкая температура плавления
• Горячая короткая коррозия, в результате которой некоторые сплавы становятся хрупкими при высоких температурах
• Прочность, в значительной степени обусловленная холодной обработкой

Температура плавления меди и ее сплавов сильно варьируется, но она как минимум на 1000 °F или 538 °C ниже, чем температура плавления углеродистой стали. Кроме того, медь не проявляет такого же теплового цвета, как при сварке стали, и когда она плавится, ее текучесть намного выше.

Ассоциация развития меди (CDA) Inc., которая разработала систему обозначения сплавов, широко используемую в Северной Америке, располагает огромным объемом информации о сварке меди и медных сплавов для всех, кто хочет узнать больше.

Как сваривать медь — Сварочный центр

Материал с прекрасными проводящими свойствами, медь имеет широкий спектр применения. Основная причина этого заключается в том, что медь является хорошим проводником как тепла, так и электричества. Однако иногда это может затруднить сварку меди.

Медная руда была первой успешно выплавленной около пяти тысяч лет назад. Сегодня медь — это металл, который объединяет наш мир. Ладно, может быть, это немного преувеличение. Тем не менее, дело в том, что медь является невероятно важным металлом со многими приложениями, поэтому изучение сварки меди в ваших интересах.

О важности меди можно судить по ее мировому спросу. По данным Freedonia, ожидается, что мировой спрос на медь вырастет на 4,2% в текущем году и достигнет 36 миллионов метрических тонн на сумму более 260 миллиардов долларов. Freedonia также ожидает, что Индия станет самым быстрорастущим рынком сбыта меди к концу года, а Китай займет второе место. Что касается Соединенных Штатов, рост расходов на строительство, вероятно, приведет к увеличению спроса на медь в стране.

Не только Фридония ожидает роста спроса на медь в будущем; McKinsey также ожидает, что произойдет то же самое. Согласно отчету, опубликованному в Forbes, ожидается, что спрос на медь вырастет с 23,6 млн тонн в 2018 году до всего 30 млн тонн к 2027 году. Этому есть несколько причин, включая тепло- и электропроводность металла, ковкость, высокую пластичность и устойчивость к коррозии. Учитывая важность металла и его широкое применение, вам необходимо научиться сваривать медь. Мы будем учить вас этому здесь.

Различные методы сварки меди

Медь можно сваривать несколькими способами. Однако в этой статье мы обсудим только наиболее распространенные методы обучения сварке меди. К ним относятся дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) и ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMAW). Ниже приводится объяснение каждого из них.

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW)

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW), также называемая сваркой MIG, соответствует системе сварки SMAW. Это означает, что присадочный материал, используемый в этом методе сварки, представляет собой электрод. Однако между этими двумя методами есть разница; в то время как серия коротких стержней используется SMAW в качестве расходуемого электрода, метод GMAW автоматически подает непрерывную «проволоку» к сварочной горелке со скоростью, определяемой пользователем. Дополнительно имеется регулируемая настройка подачи защитного газа.

При использовании метода GMAW для сварки меди рекомендуется использовать медные электроды ERCu. Также рекомендуется использовать раскисленную медь Aufhauser; это медный сплав или присадочный материал с чистотой 985. Толщина медной секции, которую вам нужно сварить, определит необходимую газовую смесь. Как правило, аргон используется для толщины до 6 мм. Для большей толщины используется смесь гелия и аргона. В методе GMAW для сварки меди вам необходимо наносить присадочный металл с узким переплетением или стрингерными валиками; это можно сделать с помощью спрей-переноса.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), также называемая сваркой TIG, сваривает медь аналогично большинству процессов дуговой сварки; это означает, что GTAW включает в себя использование электрической дуги для нагрева и плавления как медной детали, так и присадочного материала.

По мере того как расплавленная сварочная ванна остывает и затвердевает, ее защищают от атмосферных воздействий путем подачи защитного газа, такого как аргон или гелий, на наконечник горелки. Хотя GTAW похож на многие процессы дуговой сварки, он не похож на методы дуговой сварки, при которых электрическая дуга передается на свариваемую медь с использованием плавящихся электродов.

Вместо этого в GTAW используется неплавящийся электрод для создания сварного соединения между заготовками; это можно сделать с наполнителем или без него. Кроме того, во многих других методах дуговой сварки присадочный материал используется в качестве электрода, несущего электрическую дугу к свариваемой меди. Однако в методе дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа используется отдельная присадочная проволока. Кроме того, при сварке меди методом GTAW совсем не обязательно вводить присадочный материал.

Методами GTAW можно успешно сваривать медные детали толщиной до 16 мм. В качестве наполнителя, рекомендуемого для этого метода, используется любой металл, имеющий состав, аналогичный основному металлу. Защитный газ аргон предпочтителен для медных профилей толщиной до 1,6 мм. Для заготовок, толщина которых превышает этот уровень, используется смесь гелия и аргона.

По сравнению с аргоном смесь гелия и аргона обеспечивает более высокую скорость перемещения и более глубокую перфорацию при одинаковом сварочном токе. Чтобы обеспечить свариваемой медной детали хорошие характеристики перфорации гелия вместе со свойствами стабильности аргоновой дуги, обычно используется смесь 25% Ar/75% He. Наконец, при выполнении этого метода на куске меди с узким переплетением или стрингерными валиками рекомендуется использовать предварительную сварку.

Ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMAW)

Этот метод в основном используется для выполнения ремонтной или профилактической сварки меди и медных сплавов. Присадочным материалом, рекомендуемым для этого метода, является электрод ECuSn-C. Другой рекомендацией является использование положительного электрода постоянного тока (DC+) с методом стрингера. При использовании этого присадочного материала метод MMAW может помочь в следующем:

• Сварка меди с другими металлами
• Мелкий ремонт тонких медных деталей
• Сварные соединения с ограниченным доступом

Это три наиболее распространенных метода сварки меди. Теперь, когда у вас есть основная информация о каждом методе, вы можете выбрать технику/метод, наиболее подходящий для ваших нужд и выполняемой работы. Однако, независимо от выбранного вами метода сварки меди, вам необходимо выполнить несколько основных шагов, чтобы получить эффективный сварной шов. Мы обсудим эти шаги в следующем разделе.

Основные этапы сварки меди

При самостоятельной сварке меди вам необходимо знать основные этапы эффективной сварки меди. Сварка меди своими руками состоит из 11 этапов. Выполняя эти шаги в следующем порядке, вы сможете получить чрезвычайно прочный медный сварной шов.

Обеспечьте безопасность

Если вы хотите сварить медь самостоятельно, первое, что вам нужно сделать, это обеспечить свою безопасность. Независимо от того, какой металл вы свариваете, перед началом сварки необходимо принять соответствующие меры предосторожности. Невыполнение этого требования может подвергнуть вас риску получения травмы.

Итак, какие возможные меры предосторожности вы можете предпринять, прежде чем приступить к сварке меди? Вам необходимо надеть защитное снаряжение, убедиться, что вокруг вас нет легковоспламеняющихся предметов, и работать в чистом месте или в месте, свободном от посторонних материалов. Соблюдение мер предосторожности особенно важно при сварке меди; это потому, что медь является чрезвычайно хорошим проводником электричества, и вы можете получить удар током, если возьмете металл голыми руками.

Помимо риска поражения электрическим током, сварка меди может привести к воздействию токсичных газов. Таким образом, вы не должны останавливаться на кожаных перчатках и защитной одежде, чтобы обеспечить свою безопасность при сварке меди. Вместо этого вы должны включить респираторную маску и защиту для глаз в свое защитное снаряжение.

Подготовка поверхности

Подготовка поверхности для сварки меди означает очистку зоны сварки от жира, масла, краски, грязи и других посторонних частиц перед началом сварки. Почему необходимо, чтобы в зоне сварки не было этих частиц? Потому что сварной шов может треснуть, если они смешаются с металлом. Кроме того, они могут содержать вредные химические вещества, такие как сера, фосфор и свинец.

Помимо зоны сварки, перед началом сварки следует очистить и медь. Как можно очистить зону сварки и медь? С помощью щетки из бронзовой проволоки и подходящего чистящего средства. Сначала проволочной щеткой, затем обезжирьте чистящим средством. Кроме того, обязательно удаляйте оксидную пленку, образующуюся во время сварки, с помощью проволочной щетки после наплавки каждого прохода.

Предварительный нагрев

Почему так важно предварительно нагревать медь перед началом сварки? Потому что этот металл обладает высокой теплопроводностью. Это особенно важно, если толщина медного металла больше 0,01 дюйма. Вы должны предварительно подогреть все сегменты, которые необходимо сварить, равномерно.

Поскольку медь может быстро отводить тепло от сварного шва к окружающему его основному металлу, для сварки толстых медных профилей требуется сильный предварительный нагрев. Температура зависит от толщины металла и может находиться в диапазоне от 50° до 752°F. к меди. Если вы свариваете медь, а не медный сплав, вам необходимо выбрать подходящий предварительный подогрев для вашего применения. Вы должны обратить особое внимание на свариваемую медь, толщину основного металла, процесс сварки и даже общую массу сварного соединения.

В дополнение к вышесказанному, еще одна важная вещь, которую нужно сделать, это максимально ограничить тепло в определенной области; это поможет вам убедиться, что не слишком большая часть материала находится в диапазоне температур, который приводит к потере пластичности. Кроме того, вы должны поддерживать температуру предварительного нагрева, пока соединение не будет сварено. После начала сварки тепло разогретой меди начинает рассеиваться, что снижает риск образования трещин.

Рассмотрение совместного проекта

Еще одним важным шагом в эффективной сварке меди является рассмотрение конструкции соединения. Что это влечет за собой? Во-первых, нужно учитывать расстояние между стыками. В идеале вы должны контролировать это расстояние в пределах определенных допусков, основанных на основном металле и используемом припое. Однако оптимальный зазор для швов составляет от 0,04 до 0,20 мм.

Другим важным моментом здесь является совместное перекрытие. Идеальный шов внахлест будет как минимум в три раза толще, чем самая тонкая часть, которую вам нужно соединить. Вы должны стараться использовать как можно меньше материала, так как это поможет вам достичь желаемой прочности.

Отрегулируйте пламя

Если вы хотите получить эффективную медную сварку, вы должны соответствующим образом отрегулировать пламя. Здесь лучше всего использовать нейтральное пламя. Что означает нейтральное пламя? Нейтральное пламя — это пламя, отрегулированное таким образом, чтобы одинаковые количества ацетилена и кислорода смешивались с одинаковой скоростью. Еще одна важная вещь, которую нужно сделать здесь, — это четкое определение белого внутреннего конуса и отсутствие дымки.

Удаление флюса

Если флюс был использован, его остатки необходимо удалить одним из следующих способов:

• Чистка проволокой и пропаривание
• Чистка проволочной щеткой и ополаскивание горячей водой
• Разведение в горячем растворе едкого натра

Если полностью не удалить флюс, то это может привести к ослаблению и даже выходу из строя соединения.

Выбор присадочного материала

Выбор правильного присадочного материала является одним из наиболее важных этапов эффективной сварки меди. Выбор правильного присадочного материала помогает при сварке медной детали, которая прочнее основного металла. Лучший или наиболее подходящий присадочный материал для сварки меди будет зависеть от устойчивости металла к коррозии, требуемой прочности соединения, рабочей температуры и связанных с этим затрат.

Для достижения наилучших результатов следует выбирать присадочный металл с содержанием кремния (Si) или марганца (Mn), действующих в качестве раскислителя. Это не зависит от того, используете ли вы метод GMAW, GTAW или MMAW для сварки меди.

Что касается присадочных материалов для сварки меди, наиболее рекомендуемыми и часто используемыми материалами являются ErCu и ErCuSi-A. Первый способствует текучести, так как содержит как Si, так и Mn с оловом (Sn). С другой стороны, вам следует использовать присадочный материал ErCuSi-A, если вы хотите сваривать P-окисленную медь; это также хороший вариант для сварки твердой меди, содержащей как Si, так и MN в качестве раскислителей.

Выберите подходящий защитный газ

Другим важным шагом в эффективной сварке меди является выбор подходящего защитного газа для сварки. Какие у вас есть варианты? Как правило, наиболее подходящими защитными газами для сварки меди являются гелий, аргон или их смесь.

Какой защитный газ лучше всего подходит для вас, зависит от толщины детали, над которой вы работаете. При этом защитный газ, который сегодня все чаще используется для сварки меди, на 100% состоит из гелия. Итак, вы хотите выбрать этот вариант, а не другие.

Выберите технику сварки

Мы уже рассмотрели три основных техники/метода, используемых для сварки меди. Основываясь на информации, предоставленной выше, вам необходимо выбрать метод сварки, который лучше всего подходит для выполнения сварочных работ. Другими словами, вам необходимо выбрать метод сварки, наиболее подходящий для вашего присадочного материала и области применения.

Обеспечение надлежащего использования тепла и газа при сварке

Если вы используете метод GTAW для сварки меди толщиной менее 2 мм, то в качестве защитного газа следует использовать аргон; вы должны использовать этот защитный газ с силой тока 160 ампер. Однако следует увеличивать уровень тока с увеличением толщины металла. Кроме того, предпочтительный защитный газ и температура предварительного нагрева зависят от метода сварки.

Например, если вы используете метод GTAW для сварки меди толщиной 0,196 дюйма, то вам необходимо поддерживать температуру предварительного нагрева 50°C при использовании смеси гелия и аргона с током до 300 ампер. .

С другой стороны, вам необходимо поддерживать температуру предварительного нагрева в пределах от 10 до 100°C при использовании аргона в качестве защитного газа с током 240 ампер, если вы используете дуговую сварку металлическим электродом (GMAW) для сварки меди.

Если вам нужны лучшие результаты и более быстрая сварка, мы рекомендуем вам 100% гелий. Этот защитный газ обеспечивает более высокий уровень нагрева и лучшее качество сварки, чем любой другой газ, независимо от того, используете ли вы метод GMAW, GTAW или MMAW.

Используйте правильное положение

Одиннадцатый и последний шаг в эффективной сварке меди — использование правильного положения для сварки.