Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Bakar i njegove legure (mesing, bronca, itd.) Široko se koriste u raznim industrijama (posebno u elektrotehnici i proizvodnji cijevi) kao konstrukcijski materijali.
Bakar se široko koristi u industriji zbog činjenice da je dobar provodnik topline i struje.
Bakar dobro provodi električnu energiju i toplinu, otporan je na koroziju, ima visoku plastičnost i estetiku. Svatko tko često mora raditi s metalima mora znati kako napraviti bakar.
Značajke zavarivanja bakrom
Proces rada s bakrenim proizvodima uvelike ovisi o prisutnosti raznih nečistoća u svome sastavu (olovo, sumpor, itd.). Što je manji postotak takvih nečistoća sadržan u metalu, to će bolje zavariti. Pri radu s bakrom potrebno je uzeti u obzir sljedeće značajke:
Karakteristike bakra.
- Povećana oksidabilnost. Tijekom toplinske obrade ovog metala s kisikom u zoni zavarivanja javljaju se pukotine i krhke zone.
- Apsorpcija plinova u rastaljenom stanju bakra dovodi do stvaranja lošeg kvaliteta zavara. Na primjer, vodik, koji se kombinira s kisikom tijekom kristalizacije metala, tvori vodenu paru, zbog čega se u zoni toplinske obrade javljaju pukotine i pore, čime se smanjuje pouzdanost vara.
- Visoka toplinska vodljivost. To svojstvo bakra dovodi do činjenice da se njegovo zavarivanje mora provoditi uz korištenje velikog izvora grijanja i visoke koncentracije toplinske energije u području zavarivanja. Zbog brzog gubitka topline, smanjuje se kvaliteta stvaranja zavarivanja i povećava se mogućnost stvaranja progiba, potkopa i sl.
- Veliki koeficijent linearnog širenja uzrokuje značajno skupljanje metala tijekom skrućivanja, zbog čega se mogu formirati vruće pukotine.
- S porastom temperature iznad 190 ° C smanjuje se čvrstoća i duktilnost bakra. Kod drugih metala, s povećanjem temperature, dolazi do smanjenja čvrstoće uz istodobno povećanje duktilnosti. Na temperaturama od 240 do 540 ° C duktilnost bakra doseže najnižu vrijednost, što rezultira da se na njenoj površini mogu formirati pukotine.
- Visoka fluidnost onemogućuje izvođenje visokokvalitetnog jednostranog zavarivanja na težini. Za to morate dodatno koristiti brtve na poleđini.
Učinak nečistoća na zavarljivost bakra
Razredi bakra.
Nečistoće koje se nalaze u bakru imaju različite učinke na njegove zavarljivosti i radne karakteristike. Neke tvari mogu olakšati proces zavarivanja i poboljšati kvalitetu vara, a neke - smanjiti. Za proizvodnju raznih bakrenih proizvoda najpopularniji su bakreni limovi M1, M2, M3, koji u određenoj količini sadrže sumpor, olovo, kisik itd.
O2 ima najveći negativan utjecaj na postupak zavarivanja: što je veći, to je teže postići kvalitetan zavar. U bakrenim listovima M2 i M3 dopuštena je koncentracija O2 ne veća od 0, 1%.
Mala koncentracija olova na normalnoj temperaturi ne utječe negativno na karakteristike metala. S povećanjem temperature, prisutnost olova u istoj količini uzrokuje crvenu krhkost.
Bizmut (Bi) se praktički ne otapa u čvrstom metalu. Obuhvaća bakrena zrna s krhkom ljuskom, zbog čega se šav za zavarivanje postaje krhak iu vrućim iu hladnim uvjetima. Dakle, sadržaj bizmuta ne bi trebao biti veći od 0, 003%.
Najštetnija nečistoća nakon kisika je sumpor, jer tvori sulfid koji, budući da je na granicama zrna, značajno smanjuje radne karakteristike bakra i čini ga crvenim. Tijekom toplinske obrade bakra s visokom koncentracijom sumpora, ona ulazi u kemijsku reakciju, koja dovodi do pojave sumpornog plina, koji tijekom hlađenja čini šav porozan.
Fosfor se smatra jednim od najboljih dezoksidanata. Njegov sadržaj u bakrenoj trupci ne samo da ne smanjuje karakteristike čvrstoće šava, nego ih i poboljšava. Štoviše, njegov sadržaj ne smije prelaziti 0, 1%, jer u protivnom bakar postaje krhak. To treba uzeti u obzir pri odabiru materijala za punjenje. Fosfor također smanjuje sposobnost bakra da apsorbira plinove i povećava njegovu fluidnost, a to može povećati brzinu zavarivanja.
Glavne metode zavarivanja bakra
Glavne metode zavarivanja bakra.
Bakar se može zavarivati na različite načine, od kojih su najpopularniji:
- plinsko zavarivanje;
- automatski tok;
- argonski luk;
- ručno zavarivanje.
Koju god metodu odaberete, potrebno je prije početka radova pravilno pripremiti zavarene površine. Prije zavarivanja bakra, bronce, mjedi i drugih legura, zavareni rubovi i žica za punjenje moraju se očistiti od prljavštine i oksidacije do metalnog sjaja, a zatim odmašćiti. Rubovi su brušeni četkama za metal ili brusni papir. U tom slučaju nije preporučljiva uporaba grubog brusnog papira.
Rubovi i žice za graviranje mogu se provesti u otopini kiseline:
- sumporna - 100 cm3 na 1 litru vode;
- dušik - 75 cm3 na 1 litru vode;
- sol - 1 cm 3 do 1 litru vode.
Nakon postupka jetkanja, slijepe probe se isperu s vodom i lužinom, a zatim osuše s vrućim zrakom. Ako je debljina obratka veća od 1 cm, tada se najprije mora zagrijati plinskim plamenom, lukom ili nekom drugom metodom. Spojevi za zavarivanje spojeni su s čavlima. Razmak između spojenih elemenata treba biti isti na cijelom mjestu.
Plinsko zavarivanje bakrenih proizvoda
Shema bakrenog zavarivanja.
Uz pomoć bakrenog zavarivanja plinskim zavarivanjem i uz primjenu tehnologije rada, dobivate visokokvalitetni zavar s dobrim performansama. U tom slučaju maksimalna čvrstoća spoja će biti oko 22 kgf / mm2.
Budući da bakar ima visoku toplinsku vodljivost, za njegovo zavarivanje potrebno je koristiti slijedeću brzinu protoka plina:
- 150 l / h debljine ne veće od 10 mm;
- 200 l / h debljine više od 10 mm.
Da bi se smanjilo stvaranje bakrenog oksida i kako bi se proizvod zaštitio od pojave vrućih pukotina, zavarivanje treba izvesti što je brže moguće i bez prekida. Kao dodatak koristi se žica od električnog bakra ili bakra sa sadržajem silicija (ne više od 0, 3%) i fosfora (ne više od 0, 2%). Promjer žice treba biti oko 0, 6 debljine ploča koje se zavaruju. U isto vrijeme, maksimalno dopušteni promjer je 8 mm.
Fluksi se koriste za deoksidaciju metala i njegovo čišćenje iz troske, koji se uvode u varovalnu bazu. Oni također obrađuju krajeve žice i rubove ploča za zavarivanje s obje strane. Za mljevenje zrna metala šava i povećanje čvrstoće vara nakon završetka njegovog rada, on je kovan. Ako debljina obratka ne prelazi 5 mm, kovanje se izvodi u hladnom stanju, a debljine više od 5 mm - na temperaturi od oko 250 ° C. Nakon kovanja, šavovi se žare na temperaturi od 520-540 ° C uz brzo hlađenje vodom.
Automatsko zavarivanje pod vodom
Automatsko zavarivanje pod vodom.
Ovaj postupak zavarivanja izvodi se uobičajenim aparatom za zavarivanje pri istovremenoj struji obrnutog polariteta. Ako se koristi keramički fluks, tada možete raditi na izmjeničnoj struji. Za zavarivanje bakra ne smije biti više od 1 cm debljine, mogu se koristiti obični fluksi. Ako je debljina veća od 1 cm, potrebno je upotrijebiti fluksove suhe granulacije.
U većini slučajeva sav se rad obavlja u 1 prolazu, koristeći bakrenu žicu. Ako šav ne mora imati visoke termofizičke pokazatelje, za povećanje njegove čvrstoće, bronca i bakar se vežu s brončanim elektrodama. Kako se rastaljeni metal ne bi proširio i oblikovao se šav na poleđini izratka, koriste se jastuci fluksa i grafitne obloge.
Zavarivanje mjedi provodi se pod niskim naponom, jer će se vjerojatnost isparavanja cinka smanjivati sa smanjenjem sile luka. Bronzano zavarivanje provodi se istosmjernom strujom obrnutog polariteta. Visina fluksa je ograničena ili je fluks velike granulacije ograničen (do 3 mm).
Argonsko zavarivanje bakra
Shematski prikaz argonskog zavarivanja.
Argonsko zavarivanje široko se koristi u proizvodnji bakrenih konstrukcija različite složenosti. Za dobivanje pouzdane smjese kao zaštitni plin koristi se argon visoke kvalitete ili njegova smjesa s helijem. U svakodnevnom životu takvo zavarivanje se izvodi s volframovim elektrodama. U ulozi aditiva je obično žica, položena stražnjica.
Argonsko zavarivanje volframove elektrode provodi se pri konstantnoj struji obrnutog polariteta. Elektroda mora biti orijentirana strogo u šupljini spoja. Ako je obradak debljine veće od 5 mm, tada se zagrijava na 320-420 ° C. Razrjeđivač bakra može se kuhati bez predgrijavanja. Neki načini argonskog zavarivanja prikazani su u tablici.
| Debljina obratka, mm | Promjer elektrode, mm | Struja zavarivanja, A | Napon luka, V | Potrošnja plina, 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 |
| 8.0 | 2, 0-3, 0 | 350-550 | 32-37 | 14-18 |
Ručno zavarivanje bakrenih proizvoda
Ručna shema zavarivanja.
Ovaj proces se izvodi na istosmjernoj struji obrnutog polariteta. Radni komadi debljine ne veće od 4 mm mogu biti zavareni bez reznih rubova, do 1 cm - s rezanjem na jednoj strani. Uz veću debljinu, stručnjaci preporučuju korištenje rezanja u obliku slova X.
Elektrode od tipova MM3-2, CB-1, MN-4 itd. Koriste se za zavarivanje bronce i mjedi, a elektrode s premazom "Komsomolets-100" vrlo su popularne. Toplinska vodljivost vara pri zavarivanju s obloženim elektrodama je značajno smanjena. Kada se koristi takva žica, dio legirajućih komponenti prodire u šav, što nekoliko puta smanjuje njegovu električnu vodljivost.
Ručno elektrolučno zavarivanje mjedi koristi se vrlo rijetko. To je zbog intenzivnog isparavanja u procesu cinka. Pri zavarivanju mesingane gredice prethodno se zagrijava. Zavarivanje bronce obloženim elektrodama izvodi se istosmjernom strujom obrnutog polariteta, sa ili bez grijanja. Koristi struje od 160 do 280 A.