Сварка и пайка латуни и меди

Сварочный процесс меди и медных сплавов является технически сложным. Проведение работ требует опыта и знаний. К усложняющим процесс факторам относят специфические свойства меди. При нагревании частицы этого металла вступают в химические соединения с водородом и кислородом. В результате образуется закись медных элементов. Для того, чтобы избежать негативных результатов, необходимо знать технологию сварочного процесса.

Технологические особенности

На практике сварка меди обладает несколькими особенностями, которые значительно осложняют протекание процесса работы. К ним относят:

  1. Высокую теплопроводность металла. Эта характеристика предполагает использование в процессе сварки меди специальной дуги, при помощи которой часть создаваемого тепла выводится из рабочей зоны. Из-за повышенной теплопроводности во время процесса невозможно применять различные виды швов. Специалисты рекомендуют использовать для сварки соединения стык в стык.
  2. Во время плавления металл быстро стекает по поверхности, что затрудняет выполнение вертикальных и потолочных швов. Для того, чтобы избежать появления этой проблемы, необходимо использовать сварочную ванну небольших размеров и следить за тем, чтобы металл после плавки быстро охлаждался.
  3. При проведении сварки стыковочных швов в основании изделия важно обязательно использовать подкладки из асбеста и графита, а также флюсовые подушки. Они помогут избежать возможных прожогов деталей.
  4. Под действием высокотемпературных режимов медь активно соединяется с водородом и кислородом. Из-за этого в шве образуются небольшие трещины и мелкие пористые образования. В результате чего качество работ снижается. Для того, чтобы избежать появления этой проблемы, нужно позаботиться о защите рабочей зоны. Применение газа для нагревания металла поможет улучшить качество и надежность шва.
  5. Сплавы меди хорошо окисляются. Появившаяся пленка на металле отличается тугоплавкостью. Чтобы не начался окислительный процесс во время работы, необходимо применять присадочную проволоку. В ее состав должны входить: кремний, фосфор и марганец.
  6. В отличие от других металлов медь быстро деформируется при нагреве. На поверхности изделия образуются заломы и трещины. Для решения этой проблемы деталь перед началом работ прогревают в печи или над газовой горелкой до температуры 300ºС.

Если следовать правилам проведения процесса, сварка меди осуществляется в домашних условиях.

Выбор инструмента

Выбор используемого рабочего инструмента будет зависеть от задачи. Если необходимо припаять несколько проводов, то на прогрев нужно потратить небольшое количество энергии. Работу проводят при помощи паяльника.

При необходимости соединения друг с другом двух массивных деталей нужно учитывать высокую теплопроводность материала. Для улучшения процесса сварки меди применяют специальные флюсы. Их эффективность выше по сравнению с часто используемым веществом для сварки других металлов под названием канифоль. Флюсы наносят при помощи кисточки перед началом работы.

Крупные детали неудобно паять при помощи паяльника. При подготовке работы необходимо учитывать следующие особенности:

  1. Какая максимальная температура должна быть достигнута. В домашних условиях можно применять инструмент, при помощи которого достигают температуру плавления около 1500ºС. Когда речь идет о профессиональной мастерской, то там используют аппараты, способные разогреть металл до 2000ºС. Они позволят качественно паять крупные детали и применять флюсы и тугоплавкие припои.
  2. Какую форму и размер будет иметь пламя. Когда проводят точечные работы, то пламя должно быть небольшим. Его форма: заостренная кверху. Для крупных свариваемых деталей необходимо хорошее горение и появление вихревого пламени. На деле удобно, если в процессе сварки меди есть возможность настраивать газовую горелку и регулировать вид пламени.
  3. Сварка меди в домашних условиях может проводиться при помощи устройства, которое устанавливают на переносной газовый баллон. В профессиональных мастерских применяют горелки, которые присоединяют при помощи специальных шлангов к газовым баллонам.

Часто горелку пытаются изготовить своими руками. Но для этого необходимо обладать определенными знаниями и опытом. Их отсутствие может привести к несоблюдению элементарных правил безопасности во время сварочного процесса. Поэтому лучше приобретать горелки в специализированных магазинах.

Какой выбрать припой

Принимая во внимание технические характеристики, припои делят на три основные группы. К ним относят:

  1. Припои низкотемпературные. Ими стоит воспользоваться при условии, что при помощи выбранного инструмента невозможно обеспечить хороший разогрев изделия. Но прочности стыковочного шва будет невысока.
  2. Припои для пайки меди среднетемпературные. При достаточной мощности инструмента использование этого вида припоя помогает наложить достаточно прочный шов, эксплуатационные свойства которого будут высоки.
  3. Припои высокотемпературные. С их применением можно достичь более хорошее соединение. Важно учитывать, что не все медные сплавы способны сохранять свою прочность после сильного нагревания. Перед применением припоя для сварки меди нужно тщательно изучить состав соединения.

Припои отличаются друг от друга еще и по входящим в состав компонентам. Самым распространенным способом является пайка меди с применением твердого припоя. Для его изготовления используются различные смеси:

  • олово с медью и медные припои с серебром относят к низкотемпературным;
  • медь с фосфором – особый вид высокотемпературных припоев, позволяющий проводить работы без применения флюсов;
  • медные припои с серебром и цинком – смесь отличается хорошей тугоплавкостью, шов после обработки обладает антикоррозийными свойствами;
  • серебряные припои относят к высокотемпературным, обязательно использование флюсов, обладают высокой стоимостью.

Большой выбор различных припоев в продаже дает возможность подобрать нужную смесь для пайки меди.

Очень часто возникает вопрос: можно ли паять медные изделия, используя олово. При помощи этого элемента добиваются прочного соединения деталей. Важно помнить о том, что для этого нужно использовать мощный паяльный инструмент. Олово незаменимо, когда нужно сварить элементы изделий, которые используются для приготовления пищи.

Пайку меди проводят с использованием активных составов, таких как: Ф-38Н и ЗИЛ-2. В качестве флюсов также незаменимы паяльный жир и ортофосфорная кислота. После того, как проведение работ окончилось, шов тщательно промывают. Правильный выбор флюса влияет на надежность и прочность соединения сплавов из латуни.

Как подготовиться к работе

Процесс пайки меди и пайки латуни требует проведения подготовительных этапов работы. При пайке медных труб изделия аккуратно режут на несколько элементов. Это можно делать при помощи трубореза или специальной шлифмашинки. Подготавливаются кроки деталей.

Металлическая поверхность при пайке меди очищается от налипшей грязи и появившейся окисной пленки. Металл обезжиривается и обрабатывается вручную при помощи наждачки или специальной щетки с щетинками из металла. Во время проведения работ важно следить за сохранением целостности обрабатываемой поверхности.

В заранее подготовленном растворе делают травление детали и присадочного материала. В качестве основы раствора берется соляная или серная кислота. В воде растворяют кислоту и кладут в нее заготовки детали. После окончания процесса обработки части изделия тщательно промываются в чистой воде и сушатся с использованием горячего воздуха.

Если толщина детали составляет более 10 мм, то ее части перед началом пайки греют в печи или над горелкой. Затем детали стыкуют друг с другом. Важно оставлять между ними маленький зазор и следить за тем, чтобы его размер не менялся, если потребуется дополнительная стыковка. Для точной стыковки понадобятся специальные прихватки. Их также нужно предварительно зачистить для того, чтобы избежать появления трещин.

При сварке меди и сплавов меди нужно применять дополнительные инструменты и приспособления. Подкладки из графита и меди используют, когда стыкуются нижние швы. Специальные съемные экраны могут понадобиться при работе на ветру.

Технология процесса

На практике применяются электроды из угля и графита для сварки меди и пайки латуни. Во время работы допускается выпуск электрода не более 7 мм. Электроды из вольфрама не рекомендуют использовать, потому что этот элемент быстро расходуется. Необходимая проволока может быть медной, медно-никелевой или из сплава бронзы.

Проволоку рекомендуют подавать с края зоны, в которой ведется основная работа. Этим правилом пользуются для того, чтобы избежать попадания металла на электрод. Чтобы соединить детали изделия сверхпрочными швами используется диффузионная сварка. Работы проводятся в специальных камерах с вакуумом.

Процесс работы со сварочным аппаратом опасен для жизни и здоровья людей. Нельзя пренебрегать правилами собственной безопасности. Требуется использование спецодежды, очков и рукавиц для защиты рук.

Разобраться с технологией сварочного процесса при желании сможет каждый. Важно перед началом работ изучить информацию по этой теме и суметь воспользоваться ею на практике.