Электроды для сварки меди

Электроды для сварки меди выбирают, нескольких типов, угольные (графитовые),
или электроды из цветных металлов (медные, бронзовые или латунные) с защитными
покрытиями, либо, защитными флюсами.

При дуговой сварке меди необходимо учитывать, что теплопроводность меди, приблизительно,
в шесть раз превышает теплопроводность железа. И, как мы уже говорили в статье
"Сварка
меди. Технология сварки меди. Как варит медь?", при температурах свыше
500°C медь становится хрупкой, а при 700-800°C её прочность снижается так сильно,
что при лёгких сотрясениях возникают трещины.

Марки электродов для сварки меди и состав защитных покрытий
для них

Для дуговой сварки меди применяют покрытые электроды. Распространённые марки
электродов и состав защитных покрытий для них представлен в таблице:

Компоненты покрытия № состава и марка электродов
1 2 3 4 5 6 7 8 9
К-100 ЗТ Комсо- молец ММ3-2 ОЗЧ-1 ОЗМ-1 ММ3-1
1-ый слой 2-ой слой
Плавиковый шпат 10 32 10 30 82 12,5 7,5 12,5 30 32
Полевой шпат 12 12 14 15 20
Железный порошок 50
Гранит 15
Кремнистая медь 20 25
Ферротитан 6
Диоксид титана 8
Ферромарганец 38 50 47,5 2,5 47,5
Марганцевая руда 17,5 5 17,5
Серебристый графит 16 8 16
Ферросилиций (Si=45%) 32 8 25 2,4 32
Алюминий (порошок) 2,5 2,5
Кварц 4,5
Мрамор 10 27
Поташ 5
Симанал* 43 20
Криолит
Сумма, % 80 100 80 100 100 100 100 100 75 100
Жидкое стекло, % 20 замес 20 замес замес замес замес замес 25 замес
Примечания. Состав покрытия №3 является модификацией
основного покрытия №1 для электрода К-100, применяемый в случаях, когда
отсутствует кремнистая бронза.
*Симанал является раскислителем, он содержит 27-30%Al, 31-35%Si, до 0,2%C,
до 0,5%Р

Особенности применения электродов различных марок для сварки
меди

При выборе электрода для сварки меди, стоит учесть особенности той или иной
марки, указанной в таблице. Электроды № 1,2,3,4 и 6 с медным стержнем в 3-4
раза снижают тепло- и электропроводность металла сварного шва. И если от сварного
соединения требуются высокие значения тепло- и электропроводности, то такие
электроды применять не следует.

Электроды №5 изначально разработаны для сварки стали. Но они обеспечивают неплохое
качество при дуговой сварке меди электродами с медным стержнем марки М1, М2
или М3.

Электроды №6 разработаны для сварки меди большой толщины (свыше 20мм) медными
электродами.

Электроды №7 с медными стержнями выпускаются для сварки чугуна. Но они показывают
хорошие результаты и при сварке средних толщин меди, обеспечивая хорошую прочность
и плотность сварного шва. Однако их не используют для конструкций из меди, в
которых требуется высокая тепло- и электропроводность.

Электрод №8 (ОЗМ-1) имеет одинаковый химический состав с электродом №1 (К-100)
и лишь пересчитан по процентное содержание компонентов, исключая жидкое стекло.

Электрод №9 (ММЗ-1) имеет сложное, двухслойное покрытие. Но практические результаты
показали, что никаких преимуществ он не даёт. Вместо него лучше использовать
элетрод №4 (ММЗ-2), которые дешевле, обеспечивает лучшие результаты и пригоден
для сварки меди на переменном токе.

Для сварки медных изделий, к конструкциям которых предъявляются высокие требования
по тепло- и электропроводности, лучше всего применять угольные электроды.

Материал электродной проволоки для сварки меди

Медные стержни для электродов

При сварке меди электродами из цветных металлов (медными, латунными или бронзовыми),
подготовка свариваемых кромок и обработка сварного шва выполняется таким же
образом, как при сварке угольными электродами.

Медные электроды изготавливают из меди марки М1, М2, М3. Они могут быть легорованы
фосфором. Наиболее распространённый вид покрытия для таких электродов, рекомендованный,
в прошлом, заводом "Комсомолец", имеет следующий состав: ферромарганец
— 50%, ферросилиций (75%-ный) — 8%, полевой шпат — 12%, плавиковый шпат — 10%.
Эти компоненты замешаны на жидком стекле, процентное содержание жидкого стекла
составляет 20%. Толщина защитного покрытия 0,4мм. Но существуют и другие виды
покрытий, указанных в таблице выше по тексту.

Бронзовые стержни для электродов

При сварке меди бронзовыми электродами, применяют электроды, состоящие из бронзы
БрКМц-3-1. Это электроды марки ЭТ, предложенные, в прошлом, Балтийским заводом.
Защитное покрытие для этих электродов имеет следующий состав: марганцевая руда
— 17,5%, ферросилиция (75%-ного) — 32%, плавиковый шпат — 32%, графит серебристый
— 16%, алюминия — 2,5% (см. таблицу выше по тексту). Эти компоненты замешивают
на жидком стекле.

Также большое распространение получили стержни из оловянно-фосфористой бронзы
Бр.ФО 4-03, в состав которой входят 3-5% олова, 0,2-,4% фосфора или из бронзы
Бр.ФО 9-03.

Применение бронзовых стержней обеспечивает лучшее формирвоание шва, но хуже
раскисляет металл, чем медные стержни. Стержни из бронзы марки Бр.КМц 3-1 снижают
механическую прочность сварного соединения.

Технология ручной сварки меди электродами

В случае сваривания медных листов толщиной до 4мм, их допускается сваривать
с отбортовкой, без применения присадочного металла. Если толщина свариваемых
деталей превышает 4мм, сварку выполняют с двухсторонним скосом кромок под углом
35-45°.

При сборке под сварку необходимо
обеспечить минимальные зазоры между свариваемыми кромками (не более 0,5мм) для
исключения протекания расплавленного металла. Также можно применять прокладки
из графита, асбеста, или керамики. На концах сварного шва необходимо произвести
формовку.

Сварку выполняют постоянным током прямой полярности. Длина сварочной дуги,
обычно, бывает 10-13мм, напряжение тока 40-60В. Рекомендуемая скорость сварки
0,2-0,3 м/мин. Лучше всего сварку выполнить за один проход, если это возможно.

Сварку бронзовыми электродами выполняют максимально возможной короткой дугой
на постоянном токе обратной полярности. Силу сварочного тока выбирают из расчёта
50-60А на миллиметр диаметра электрода. Подробная технология о сварке меди различными
способами представлена в статье "Сварка
меди. Способы и технология сварки. Как варить медь?".

Выбор диаметра электрода для сварки медных изделий

Выбор диаметра электродного стержня зависит от толщины свариваемого метала,
от материала стержня, от формы подготовки кромок и др. Для стержней из меди
или бронзы Бр.ОФ 4-0,3 диаметр принимается равным толщине свариваемого металла,
но не более 6мм. Для электродов из бронзы других марок, диаметр стержня принимается
на 1мм больше свариваемой толщины.

Для средних и больших толщин меди, а также при многослойной сварке, диаметр
электрода можно определить по уравнению:

d = от (s/2 — 2) до s/2, где d — диаметр электрода, s — свариваемая толщина.

При этом, электроды диаметром более 8мм не применяются для сварки листовой
меди. Наибольшее распространение получили электроды, с диаметром стержня 5-6мм.
Электроды с диаметром менее 3мм применяют редко из-за низкой прочности самого
стержня. Если же применяется проволока диаметром 2мм и меньше, то её следует
нагартовывать.

Сварка меди угольными электродами

Если применяют угольные или графитовые электроды для сварки меди, то, как присадочный
материал, используют бронзовые прутки марки Бр.ОФ6,5-0,15 и прутки из меди М
… и МСР1. Прутки МСР1 имеют в своём составе серебро, в количестве до 1%. Для
данного вида
сварки также хорошо подходят прутки из латуни.

Режимы сварки и диаметр угольных электродов, при сварке медных изделий, выбирают,
в зависимости от толщины свариваемых деталей. При толщине до 4мм применяют электроды
диаметром 4-6мм, а силу сварочного тока устанавливают в пределах 140-320А. При
толщине свариваемых кромок свыше 4мм, выбирают электроды, диаметром 8-10мм,
при силе сварочного тока 350-550А.

После сварки металл сварного шва проковывают. Тонкие листы проковывают в холодном
состоянии, а толстые — в горячем, при температуре 200-350°C. Для увеличения
ударной вязкости, сварное соединение подвергают отжигу с нагревом соединение
до температуры 500-550°C и быстрым охлаждением в воде.

Защитные флюсы для угольных электродов при сварке меди

Для защиты меди от окисления в процессе сварки и улучшения свариваемости
металла, используют флюсы. Флюсы наносят на кромки свариваемых деталей,
или на присадочные прутки.

Для угольных электродом применяют флюсы следующих составов:

1. Бура прокаленная — 68%, натрий фосфорнокислый — 15%, кремниевая кислота
— 15%, древесный уголь — 2%.
2. Бура прокаленная — 50%, натрий фосфорнокислый — 15%, кремниевая кислота —
15%, древесный уголь — 20%.

Можно использовать просто буру, но лучше, если в неё добавить 4-6% металлического
магния.


Источник

Author: serj