Как сварить медные трубки?

Если вы планируете самостоятельно обустроить в доме медный трубопровод, стоит воспользоваться наиболее популярным методом проведения сварных работ — капиллярной пайкой.

Эта методика позволяет добиться прочного соединения, кроме того проста в освоении, благодаря чему применять ее может даже начинающий сварщик.

Сварка труб

Такой способ соединения труб основан на капиллярном эффекте — припой, расплавленный до жидкого состояния, заполняет собой сварной шов и позволяет надежно соединить две поверхности. Капиллярная пайка, с подачей припоя снизу, дает возможность соединять медные трубы в любом положении, даже расположенные вертикально.

Материалы и оборудование, применяемые для соединения труб

Чтобы надежно соединить медные трубы необходимо соблюсти ряд определенных условий.

  • Оптимальная температура спаивания медных труб должна быть выше 425 градусов, но нельзя при этом превышать температуру плавления меди.
  • Еще один нюанс — при соединении труб их края нужно расположить как можно ближе друг к другу. Соблюдение этого условия крайне важно для правильного распределения припоя и получения прочного сварного шва.
  • Вышесказанное относится к случаям, когда пайка выполняется с применением твердого припоя. Если же используются мягкие виды припоев, температура выше 425 градусов при сварке недопустима.

Вид используемого припоя, оказывает значительное влияние на итоговый результат сварки. Поэтому перед началом сварных работ следует разобраться в их основных различиях и тонкостях применения.

Работая с медными трубами, наиболее часто пользуются следующими видами припоев:

  • Стандартный. Он подходит для пайки меди, латуни, белой жести, а также может быть применен для лужения. Однако для трубопроводов, предназначенных под питьевую воду, этот вид припоя не годится.
  • Мягкий. Такой припой чаще всего применяют для пайки в местах соединения труб и фитингов.
  • Твердый (Rothenberger РОЛОТ). Наиболее оптимальный вид припоя для сварки медных труб капиллярно-щелевым способом. Используется в процессе монтажа труб в трубопроводы различных систем отопления и водоснабжения.

Медные трубопроводы, соединенные с помощью Rothenberger РОЛОТ, применяются не только в отрасли водоснабжения, но и в газоснабжении. Кроме того, такие трубы могут выступать в роли комплектующих к холодильным установкам, системам кондиционирования и маслопроводам.

Полезная информация! Если при монтаже медных трубопроводов был использован припой Rothenberger РОЛОТ, фитинги уже можно не применять.

Рассматриваемый припой относится к медно-фосфорным, а также содержит в составе серебро и имеет высокую сопротивляемость деформациям. Благодаря этому он широко применяется для сварки труб, которые эксплуатируются в условиях повышенных температур и значительных физических нагрузок.

Припой Rothenberger РОЛОТ

  • Во время сварки медных труб медно-фосфорные разновидности припоев являются самофлюсующимися. А при пайке латуни и бронзы следует дополнительно использовать флюс, чтобы предотвратить образование окиси на металле.
  • Припои медно-фосфорные, из-за наличия компонентов фосфора в их составе, отличаются некоторой хрупкостью. Поэтому нецелесообразным будет их использование для соединения алюминиевой бронзы и труб с содержанием никеля более 10%.
  • Припои, содержащие серебро, аналогичны медно-фосфорным по своим характеристикам, но благодаря пониженному содержанию фосфора, они могут быть использованы для пайки цветных металлов.

Инструменты, необходимые для пайки медных труб

Для того чтобы своими силами качественно осуществить монтаж медного трубопровода, вам понадобится ряд специальных инструментов.

При сварке и монтаже медных трубопроводов используются:

  • Труборез. Этот инструмент, который, как понятно из названия, предназначен для резки труб. Конкретная модель трубореза подбирается в зависимости от того с трубами какого диаметра вы будете работать и других особенностей монтажа (к примеру, трубы предстоит обрезать в труднодоступных местах). Стоимость трубореза в основном зависит от его диаметра.
  • Фаскосниматель. С его помощью обрабатывают края обрезанной трубы, а именно снимают фаску и грат. Фаскосниматели могут иметь вид карандаша или быть заключенными в круглый корпус. Последние очень удобны в использовании, но имеют недостаток — непригодны для обработки труб диаметром более 36 мм.

Труборез

  • Труборасширитель. Это устройство, широко применяемое в ходе монтажа трубопровода для расширения концов труб и позволяющее в некоторых случаях обойтись без дорогостоящих фитингов. Решающим фактором для выбора модели труборасширителя также становится диаметр монтируемых труб. Работать он может как на ручном приводе, так от электричества (более производительный вид труборасширителя, подходящий для больших объемов работ).

Совет! Для эффективного использования труборасширителя, труба должна обладать достаточной пластичностью и легко гнуться. В противном случае перед расширением ее следует разогреть горелкой, иначе есть риск разрыва трубы.

Труборасширитель

  • Специальные губки и щетки. С их помощью производится очистка труб, подготовка поверхностей к свариванию, а также зачистка сварных швов.
  • Горелки газовые. Предназначены для пайки труб и их прогрева. В зависимости от припоя и вида соединений применяются различные типы горелок. Они бывают стационарными с перезаряжаемыми баллонами и более компактными — с одноразовыми. Горючим веществом в горелках, как правило, служит ацетилено-кислородная смесь или пропан.

Технология сварки медных труб

После подбора необходимого оборудования и выбора припоя наступает следующий этап работ — пайка труб.

Рассмотрим самые важные технологические моменты, которые следует учесть как при первичном соединении, так и, в случае необходимости, при ремонте медных труб.

  • Для получения максимально однородного и прочного шва первоочередная задача — произвести тщательную очистку поверхности труб. Для этих целей обычно используются специальные губки РОФЛАЙЗ или щетки.

Также перед началом пайки нужно убедиться, что на свариваемых поверхностях отсутствует пыль, смазка или другие посторонние вещества, так как это может помешать правильному распределению припоя.

Обратите внимание! Перед пайкой медных труб нельзя очищать их поверхность абразивными веществами или инструментами.

  • При сооружении медного водопровода, предназначенного под водоснабжение (горячее и холодное), а также под отопительные системы, рассчитанные на температуру не более 110 градусов, установка фитингов не является обязательной.

Чтобы выполнить такой монтаж, следует с помощью труборасширителя увеличить отверстие на конце одной из труб, которые планируется соединить, до размера пригодного для вхождения в нее второй трубы и наполнения припоем.

  • Далее в расширенный конец одной из труб вставляется вторая на глубину не менее их диаметра. Оптимальный зазор между внутренней и наружной трубой при этом должен равняться 0,025-0,125 мм.

Прогрев места соединения медных труб

  • Соответственно технологии, место соединения следует прогреть по всей его протяженности. При этом нужно постараться распределить тепло равномерно по всей окружности стыка труб.

В процессе прогрева стоит избегать излишнего (металл не должен при этом плавиться) перегрева стыка труб, так как это оказывает отрицательное влияние на надежность шва, и, соответственно, уменьшает срок службы трубопровода.

  • Определить, достаточно ли прогреты трубы, можно прикоснувшись к ним прутком припоя, если он начал плавиться — нужная температура достигнута. Для того чтобы соединение получилось более качественным, перед началом пайки пруток припоя можно немного прогреть горелкой, следя при этом, чтобы не началось плавление.

Заполнение шва припоем

  • Если поверхность соединяемых труб была тщательно очищена, то после того, как припой будет приложен к месту соединения, под влиянием высоких температур он начинает плавиться и заполнять собой зазор между трубами. Он имеет свойство двигаться в сторону источника тепла, поэтому трубы в месте соединения предварительно тщательно прогревают.
  • После окончания пайки, трубы, во избежание деформации, выкладываются на ровную поверхность. Пригодными к дальнейшему использованию они становятся примерно через час после завершения сварных работ.

Основные правила соединения медных труб путем сваривания

Для того чтобы сваривание и последующая установка медных труб были выполнены успешно, во время работы следует придерживаться ряда правил, а именно:

  • Не стоит производить сваривание слишком длинным пламенем газовой горелки, поскольку уменьшенное пламя дает более качественный прогрев соединяемых поверхностей, а также способствует очищению соединения.
  • Еще один важный нюанс — тщательное обезжиривание и очищение поверхности металла перед сваркой. Все действия при этом следует выполнять аккуратно, не нарушая целостности трубы. Недопустимо приступать к сварным работам не выполнив это условие.
  • Перед началом нагрева, нужно убедиться, что все детали правильно расположены, имеют нужный размер и зазоры. Если зазор меньше, чем требуется по технологии, следует его увеличить, воспользовавшись труборасширителем с соответствующей насадкой.
  • Если вы соединяете две медные трубы при помощи метода капиллярной пайки и используете медно-фосфорный припой, то флюс в этом случае не требуется, так как данный припой — самофлюсующийся. Но когда медные трубы соединяются через фитинг из другого металла или с применением припоя другого вида, то с наружной стороны соединения нужно нанести немного флюса.

По завершении сварных работ и до начала установки труб и их монтажа, излишки флюса с поверхности металла обязательно удаляются.

Соединение через фитинг

  • В процессе пайки соединяемые детали, равномерно прогревая, следует довести до необходимой температуры, не допуская при этом их нагрева до градуса плавления металлов. Если все-таки произошел перегрев и деформация участков трубы, то они отбраковываются.
  • Циклы нагрева при пайке должны быть непродолжительными. Нагрев уже охлажденной детали заново не допускается, поскольку это ведет к снижению прочности соединений.
  • Припой следует наносить непосредственно на сам сварной шов, контролируя при этом равномерность его распределения. Для большей равномерности шов прогревается при помощи газовой горелки.

Меры безопасности во время сварки

Сваривание медных труб, как и любой другой вид сварных работ, следует производить в строгом соответствии со всеми правилами и мерами безопасности.

Так как используемые при сварке припои, содержат кадмий и фтористые соединения, которые способствуют образованию опасных для здоровья токсических газов и дыма, приступать к выполнению работ можно только убедившись, что помещение хорошо вентилируется.

Также не стоит забывать о правилах эксплуатации газовых горелок, как стандартных ацетилено-кислородных, так и с одноразовыми баллонами. Газовые горелки не следует включать вблизи каких-либо легко воспламеняемых предметов и веществ, во избежание возгорания. Если вы используете горелку со сменными баллонами, в процессе замены соблюдайте осторожность — не допускайте их падения и механических ударов.

Кроме того, во избежание ожогов и повреждения глаз, всегда проводите сварные работы в спецодежде и с использованием средств индивидуальной защиты — специальных очков со светофильтрами, респиратора и перчаток.

Видео-урок. Монтаж медных труб.

Видео-урок. Сварка медных труб.

Технология, приведенная в этой статье, позволяет выполнять монтаж медных трубопроводов, не используя дорогостоящие фитинги. Придерживаясь вышеописанных рекомендаций и обладая некоторыми базовыми навыками, вы без проблем сможете самостоятельно обустроить в своем доме медный трубопровод практически любой сложности.

Инструменты

12 votes + Голос за! — Голос против!

В домашних условиях чаще всего возникает потребность сварки медных, при монтаже отопительных систем и водопроводов. Медь представляет собой хороший материал для водопроводных труб, потому что имеет гладкую поверхность, не поддается коррозии, обеспечивает хороший ток воды, не имеет вредных веществ в составе, не зарастает отложениями и обладает бактерицидными свойствами. Медные водопроводы способны прослужить очень долго, не меньше 50 лет.

Сварка цветных металлов

Сварка представляет собой процесс образования неразъёмных соединений с помощью установления между свариваемыми элементами межатомных связей при их частичном или общем нагреве, либо пластическом деформировании. Для производства сварки принято использовать разные источники энергии: лазерное излучение, газовое пламя, электрическую дугу, электронный луч, ультразвук и трение.

Сварка цветных металлов существенно отличается от процедуры сварки сталей, потому что цветные металлы обычно отличаются более высокой теплопроводностью и реагируют в расплавленном состоянии с газами, которые содержатся в атмосферном воздухе. Чтобы исключить возникновение подобных негативных последствий, необходимо более тщательно выбирать сварочные материалы, подготавливать детали к сварке и строго следовать инструкции сварки.

Развитие технологий в настоящее время позволяет провести сварку не только на промышленных и производственных предприятиях, но и в космосе, под водой и в домашних условиях на открытом воздухе. Однако процедура сварки цветных металлов, в том числе и технология сварки меди, является достаточно специфичной и зависит во многом от физико-механических свойств материала.

Свойства меди

Медь используется для изготовления трубопроводов для разных машин, сосудов, химической аппаратуры, токопроводящих частей и разных деталей. Данный материал характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, а также устойчив к коррозии. Технология сварки меди является достаточно сложным процессом.

Трудности процедуры вызваны склонностью меди к окислению в расплавленном состоянии с образованием тугоплавкого окисла и поглощению газов, значительной теплопроводностью, высоким показателем линейного расширения меди при нагревании, который в полтора раза выше, чем у стали, а также повышенной текучестью.

Свариваемость меди ухудшается в результате наличия в ней висмута, серы, свинца и кислорода. Свинец и висмут придают этому цветному металлу красноломкости и хрупкости, в форме закиси меди кислород вызывает формирование трещин и хрупких прослоек металла в области термического влияния.

На процедуру сварки меди в домашних условиях влияние оказывает кислород, который поглощается из атмосферы. Но, тем не менее, медные изделия широко используются в разных отраслях промышленности, поэтому было создано несколько методик сваривания данного металла.

Газовая сварка меди

При условиях соблюдения технологии процедуры медь отлично сваривается газовыми баллонами, что заправлены ацетиленом. Если выполнить сварку по всем правилам и после этого проковать шов, то вы получите сварное соединение высокого качества. При этом предел прочности шва достигает 17-22 кгс на квадратный миллиметр, когда максимальный предел прочности меди будет 22-23 кгс на миллиметр квадратный.

Так как теплопроводность меди достаточно высокая (в пять раз больше железа), необходимо для ее сварки пламя повышенной мощности: 150 л/час, если толщина материала меньше 10 миллиметров и 200 л/час при толщине больше 10 миллиметров. При сварке более толстых агрегатов нужно вести сварку с помощью двух горелок. Одну из них, мощностью 150-200 л/час, используйте для подогрева. Вторая горелка мощностью 100 л в час нужна для самой сварки заготовок.

Для уменьшения отвода теплоты снизу и сверху свариваемого металла рекомендуется проложить листы асбеста. Принято применять при данном способе сварки меди восстановительное пламя, ядро которого ориентировано к кромкам металла почти под прямым углом. Чтобы уменьшить формирование закиси меди и предотвратить образование горячих трещин, необходимо вести сварку максимально быстро, без перерывов. При этом строго следите за сохранением восстановительного пламени.

Непосредственно перед сваркой деталей из меди не применяются прихватки. Сварку изделия обязательно следует выполнять в специальном сборочно-сварочном приспособлении. В качестве присадки при сварке используйте проволоку из электротехнической меди, или металла, который содержит раскислители: не больше 0,2% фосфора и близко 0,15-0,3% кремния. Максимально допустимый диаметр проволоки присадочной – 8 миллиметров.

При сварке распределять тепло необходимо таким способом, чтобы плавилась проволока ранее кромок основного металла. Присадочный материал при этом будет наплавляться на кромки, что начинают плавиться. Скос кромок на листах с толщиной больше 3 миллиметров выполняют под острым углом 45 градусов. Перед сваркой кромки необходимо зачистить до блеска свежего металла, либо протравить с помощью раствора азотной кислоты с промывкой в воде.

Для правильного применения газовых баллонов, нужно просмотреть видео о сварке меди. Чтобы измельчить зерна наплавленного металла и повысить плотность сварных швов после сварки материал, который имеет толщину до 5 миллиметров, проковывают в холодном состоянии, а медь толщиной больше 5 миллиметров – при температуре плюс 200-300 градусов.

Шов подвергают отжигу после проковки шов при температуре порядка 500-550 градусов по Цельсию с быстрым охлаждением водой. Чтобы предотвратить образование трещин, нельзя вести проковку при температуре больше 500 градусов, потому что медь становится хрупкой при таких температурах.

Аргонодуговая сварка меди

Дуговую сварку плавлением широко применяют для создания медных сварных конструкций. С целью получения высококачественного сварного шва рекомендуется использовать защитные газы, в качестве которых выступает аргон высшего сорта или смесь аргона и гелия (50-75% аргона). Дуговую сварку меди на производстве и в домашних условиях чаще всего производят вольфрамовым электродом.

В качестве присадки необходимо использовать узкую профилированную проставку или проволоку, которая закладывается встык. Сварка меди аргоном вольфрамовым неплавящимся электродом отличается хорошей устойчивостью дуги. Применяют ручную дуговую сварку меди при соединении агрегатов небольшой толщины (до 4 миллиметров) и в труднодоступных местах.

Сварку вольфрамовым электродом выполняют при постоянном токе. Электрод должен быть сориентированным строго в плоскости стыка. В случае сварки металла, который имеет толщину больше 4-5 миллиметров, нужно его предварительно подогреть до плюс 300-400 градусов. Перед сваркой рекомендуется кромки основного металла и электродную проволоку зачистить до свежего металла.

Медь, которая имеет толщину до 5-6 миллиметров, можно варить без проведения разделки кромок. При сварке заготовок с толщиной 2 — 3 миллиметра не требуется проводить подогрев основного металла. А вот техника электросварки меди толще 4 миллиметров подразумевает подогрев до плюс 300-400 градусов. Технология сварки цветного металла, в том числе и меди, и сплавов допускает применение плавящихся электродов.

Пайка меди

Медь в отличие от стали целесообразнее в большинстве случаев паять, чем сваривать. Особенно, если речь идет о тонкостенных медных трубах, которые используются для разных систем – отопительных, водопроводных, газовых и холодильных. Это обусловливается рядом особенностей сварки меди.

При определенных стараниях совершить пайку меди сможет даже начинающий мастер, в то время как без основательной подготовки сварить ее вряд ли удастся. Пайка структуру металла не изменяет, не нуждается в дорогостоящем оборудовании, как того требует процедура сварки.

Паяные соединения при строжайшем соблюдении технологии и использовании подходящих материалов получаются довольно прочными и термостойкими для выдерживания предназначенной им механической и тепловой нагрузки.

При пайке меди принято использовать нахлесточные типы соединений, которые позволяют обеспечить высокую прочность конструкций даже в ситуации, если были использованы мягкие припои, которые обладают относительно малой прочностью. Для обеспечения удовлетворительного уровня прочности паяного соединения вы должны обеспечить нахлест не меньше 5 миллиметров. На практике обычно применяют более высокие значения для обеспечения хорошего запаса прочности.

Виды припоев

Сплавы меди и сам металл можно паять высокотемпературной и низкотемпературной пайкой. Существует много оборудования для сварки меди и её пайки, а также разнообразных твердых и мягких припоев, которые обеспечивают хорошее качество пайки деталей и труб. Предпочтительным для низко- и высокотемпературной паек считается применение припоя и флюса одного производителя.

Низкотемпературные припои

Применение низкотемпературных припоев позволяет совершать пайку при температуре, мало влияющей на прочность меди, однако предоставляет швы с плохими механическими характеристиками. Припой для высокотемпературной пайки обеспечивает большую прочность швов и допускает высокие температуры эксплуатации системы. Однако вместе с этим совершается отжиг меди, и необходим больший навык, потому что металл легко пережечь.

Низкотемпературная пайка считается наиболее востребованной в отоплении и водоснабжении. Учитывая большую площадь контакта элементов трубопроводов, низкотемпературные припои способны обеспечить достаточную прочность соединений.

Существуют следующие низкотемпературные бессвинцовые припои, что гарантируют достаточно высокое качество медной пайки: сплавы олова с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Львиную долю в них (до 97%) составляет олово, остальное припадает на другие элементы. Для низкотемпературной пайки данного металла вообще-то подходят и пропои свинцово-оловянные, но если нужно паять трубопровод для питьевой воды, то рекомендуется от них отказаться из-за вредных качеств свинца.

Обладают самыми лучшими технологическими свойствами серебросодержащие припои, к примеру, S-Sn97Ag3, который содержит 97% олова и всего лишь 3% серебра. Немного худшими, но все равно удовлетворительными качествами обладают припои медьсодержащие, включая и S-Sn97Cu3, в котором присутствует 97% олова.

Практике известны и трехкомпонентные припои, которые содержат олово (95,5%), медь (0,7%) и серебро (3,8%). Универсальным и широко применяемым припоем является оловянно-медный. Однако такое вещество имеет один существенный недостаток — высокую стоимость. Подобные составы припоев отвечают за хорошее качество швов и высокую прочность, долговечность и надежность систем водоснабжения и отопления.

Высокотемпературные пропои

К высокотемпературным припоям рекомендуется прибегать только в случае, когда в этом имеется особая потребность. К примеру, если необходимо эксплуатировать паяный трубопровод при высокой (выше плюс 110 градусов) температуре — в отопительной системе с использованием пара, что отличается высоким давлением.

Для пайки газопровода из медных труб используется исключительно высокотемпературная пайка, потому что предоставляет соединение с наибольшим уровнем прочности и надежности, а вот низкотемпературную пайку в газоснабжении не используют.

В случае пайки медных изделий между собой медно-фосфорные припои не нуждаются в обязательном применении флюсов. Еще одно достоинство этого припоя: параметры термического расширения меди паяемых деталей и пропоя почти идентичны. Большое распространение – за самофлюсующимся припоем, который состоит из 92% меди, около 6% фосфора и 2% серебра. Все твердые припои выпускаются в форме твердого прутка.

В связи с хрупкостью данного соединения, которая возникает из-за химических реакций фосфора с определенными металлами, медно-фосфорные припои нельзя применять для пайки цветного металла с содержанием никеля больше 10%. Также устанавливать данные припои не рекомендуется для пайки бронзы алюминиевой. Не рекомендуется их применять и при пайке чугуна и стали.

Флюсы при сварке

При сварке и пайке рекомендуется применять специальные аппараты для сварки меди и флюсы, которые защищают расплавленный металл от окисления, растворяют и превращают образовавшиеся окислы в шлаки. Их вносят в сварочную ванну. Помимо этого, флюсами покрывают концы кромки свариваемых агрегатов и присадочных прутков, а также обратную сторону основного металла.

Для низкотемпературной пайки в качестве флюсов преимущественно применяются составы, которые содержат хлорид цинка. Но при покупке флюса необходимо особое внимание уделять его составу. Флюсы состоят из буры прокаленной, кремниевой кислоты, кислого фосфорнокислого натрия и древесного угля.

Существует много эффективных флюсов для пайки меди, нужно попросту приобрести любой предназначенный для этого состав. К примеру, флюс F-SW 21 или канифольная вазелиновая паста, которая состоит из канифоли, технического вазелина или хлористого цинка. Паста считается самой удобной формой для нанесения на деталь.

Теперь вы поняли, что сварка меди отличается от процедуры сварки других металлов в виду особенностей данного материала. В некоторых случаях целесообразнее проводить пайку меди. С целью раскисления металла и удаления в шлак окислов, которые образуются при плавлении меди, рекомендуется использовать припои и флюсы.

Как сварить медь с медью: технология и особенности

Нередко при монтаже конструкций или ремонте предметов из меди требуется выполнение сварочных работ. Однако из-за неординарных характеристик сварка меди не так проста, как стали. Поэтому не каждый сможет сделать надежное соединение. После освоения технологии сварки меди и ее сплавов можно без затруднений работать с любым металлом.

Особенности сварки меди и ее сплавов

Сложность работы с этим металлом обусловлена рядом негативных свойств:

  1. Высокая химическая активность, особенно при нагреве, приводит к быстрому появлению на поверхности оксидной жаропрочной пленки. Если ее частицы попадут в шов, то станут причиной образования трещин.
  2. Из-за высокого коэффициента температурного расширения, сварное соединение при усадке в процессе остывания может деформироваться и растрескаться.
  3. При нагревании медь начинает активно насыщаться водородом, от которого остаются поры, и кислородом, окисляющим поверхность.
  4. Быстрый нагрев и охлаждение делает соединение хрупким.
  5. Из-за высокой текучести осложняется создание надежных вертикальных и потолочных швов.
  6. Для компенсации высокой теплопроводности работа проводится большим током. Иначе из-за быстрого рассеивания тепла появятся наплывы, подрезы и другие дефекты.

Электроды для сварки меди

Для соединения меди без присадочной проволоки используются плавящиеся электроды со специальным покрытием. При расплавлении оно создает слой шлака, который защищает место сварки от соприкосновения с воздухом. Присадки, входящие в состав обмазки, соединяясь с металлом, улучшают качество шва. Слой шлака замедляет остывание стыка, что способствует удалению большего количества газов.

Неплавящиеся угольные и графитовые электроды используются совместно с присадочной проволокой, необходимой для создания шва. При выборе следует учитывать что:

  • для ручной сварки меди цвет обмазки красный;
  • марки с серым покрытием предназначены для цветных металлов;
  • синими электродами варят тугоплавкие металлы;
  • с желтой обмазкой жаропрочную легированную сталь.

Подготовка деталей к сварке

Независимо от способа медные заготовки нужно очистить от грязи с последующим обезжириванием. Оксидную пленку удаляют металлической щеткой или мелкозернистой наждачной бумагой осторожными движениями, чтобы не было глубоких царапин. Очистку рекомендуется завершать травлением свариваемых деталей и проволоки в водном растворе азотной, соляной или серной кислоты. Затем промыть приточной водой и высушить горячим воздухом.

С кромок заготовок толщиной 0,6 — 1,2 см снимают фаски, чтобы между ними получился угол 60 — 70⁰. При сварке с обеих сторон его уменьшают до 50⁰. Если толщина деталей больше 12 мм кромки разделывают в виде буквы Х для двухстороннего соединения. Если это невозможно делают глубокую V-образную разделку. Но для заполнения стыка потребуется больше расходных материалов и времени, так как сваривать медь придется широким швом.

Для предотвращения деформаций при усадке между заготовками, в зависимости от толщины, оставляют зазор 0,5 — 2 мм. Чтобы его ширина была неизменна по длине стыка, детали прихватывают с интервалом 30 см. При доведении шва до временного соединения его сбивают молотком, иначе на этом месте стык будет с дефектами.

Чтобы медь не протекала на обратную сторону, под стык подкладывают пластины из стали или графита шириной 4 — 5 см. Для компенсации температурного расширения детали предварительно нагревают до 300 — 400⁰C. При работе на улице потребуются переносные экраны, защищающие от ветра.

Способы сварки меди

Негативные свойства меди, препятствующие сварке, обходят многими способами, применяя различные расходные материалы и оборудование. Не все можно применить в домашних условиях, но некоторые вполне доступны.

Сварка меди аргоном

Этим способом выполняют сварку меди полуавтоматом или ручным аргонодуговым методом. Работа проводится постоянным током прямой полярности. Его величина устанавливается из расчета, что на каждый миллиметр толщины нужно 100 А. Значение можно корректировать в процессе работы в зависимости от состава металла. При сварке меди аргоном расход газа не должен превышать 10 л/мин.

В качестве присадочной проволоки можно использовать медные провода или жилы кабеля, очищенные от изоляции и лака. Ее подают по краю сварочной ванны впереди электрода, чтобы при плавлении металл не прилипал к нему. Для заготовок толщиной меньше 0,5 см предварительный подогрев не нужен.

Чаще всего выполняют сварку меди угольными электродами, так как вольфрамовые приходится часто менять. Заготовки толщиной больше 1,5 см соединяют графитовыми электродами. Допустимый вылет электрода не больше 7 мм, длина дуги 3 мм. В отличие от других способов сваркой меди аргоном можно качественно соединять вертикальные стыки.

Газовая сварка

Для этой технологии не требуется сложное оборудование как для аргонодуговой. Достаточно горелки и баллона с ацетиленом. Чтобы обеспечить нормальное протекание процесса, потребуется расход газа 150 л/час для заготовок толщиной до 10 мм, свыше ― 200 л/час. Для замедления остывания заготовки с обеих сторон обкладывают листовым асбестом. Диаметр присадочной проволоки выбирается равным 0,6 толщины металла, но не более 8 мм.

Выполняя газовую сварку меди, пламя направляется перпендикулярно к стыку. При этом нужно следить, чтобы проволока плавилась раньше основного металла. Чтобы снизить вероятность появления горячих трещин, работу проводят без остановок. Завершенный стык проковывают без нагрева, если детали тоньше 5 мм, или при температуре 250⁰C, когда толще. Затем проводят отжиг при 500⁰C и быстро охлаждают водой.

Ручная дуговая сварка

Этим способом соединяют заготовки толщиной больше 2 мм, используя плавящиеся электроды и постоянный ток обратной полярности. Процесс практически не отличается от сварки стали, только электрод ведут без поперечных колебаний, поддерживая короткую дугу. Шов формируется возвратно-поступательными движениями.

Для сварки меди в домашних условиях лучшими признаны электроды АНЦ-1, которыми можно соединять металл толщиной до 15 мм без подогрева. Аналогичными характеристиками обладают марки EC и EG польского производства. При ремонте трубы с горячим носителем следует учитывать, что тепло и электропроводность швов, сделанных этим способом, в 5 раз меньше, чем у меди.

Сила тока и диаметр электрода в зависимости от толщины деталей приведены в таблице:

Толщина меди, мм

Диаметр электрода, мм

Значение тока, А

2

2 — 3

100 — 120

3

3 — 4

120 — 160

4

4 — 5

160 — 200

5

5 — 6

240 — 300

6

5 — 7

260 — 340

7 — 8

6 — 7

380 — 400

9 — 10

7 — 8

400 — 420

Автоматическая сварка под флюсом

Для работы потребуется сварочный автомат, выдающий переменный и постоянный ток. Флюс наносят на обе стороны стыкуемых заготовок. Сварку под керамическим флюсом проводят переменным током, для остальных устанавливается обратная полярность. Для соединения деталей тоньше 10 мм пользуются обычными флюсами. Более толстые заготовки варят под сухими гранулированными.

Сварку проводят одним проходом с использованием присадочной проволоки из меди. Если характеристики по тепло и электропроводности не важны, ее заменяют бронзовой для повышения прочности соединения. Чтобы швы создавались одновременно с обеих сторон, на подкладках под стыком выкладывают подушки из флюса.

При работе с медью и ее сплавами выделяются токсичные газы. Из латуни при сильном нагреве испаряется цинк, образуя ядовитую окись. Поэтому работать надо в респираторах и защитной одежде в помещениях с вытяжной вентиляцией.

Специфика сваривания меди и ее сплавов

Медь широко применяется в строительстве инженерных систем современных домов и квартир. Благодаря своей надежности, устойчивости к образованию коррозии, гибкости и пластичность, ее успешно используют для водоснабжения, отопления, кондиционирования, холодильного оборудования, а также газоснабжения.

Газовая сварка меди

Сварка меди – это наиболее прочное соединение, которое можно выполнять как в промышленных, так и в домашних условиях. Чистая медь плавится при температуре 1083 градуса, однако в зависимости от присутствия примесей меняются и физические, и химические свойства материала.

Особенности сварочного процесса

Сварка меди имеет существенные различия в сравнении со свариванием черных металлов. Данный процесс может вызвать некоторые сложности за неимением опыта и в случае выполнения процедуры в домашних условиях. Основные трудности связаны с характеристиками цветного металла, а именно:

  • Хорошая электропроводность;
  • Высокий показатель теплопроводности;
  • Вступление в реакцию с газами, циркулирующими в атмосфере;
  • Склонность к окислению;
  • Высокая текучесть в расплавленном состоянии;
  • Повышенный коэффициент линейного расширения.

Сварка меди может быть усложнена влиянием кислорода, поглощенного из атмосферы.

Некоторые примеси цветного металла дополнительно усложняют сваривание. Речь идет о следующих веществах:

  • Свинец;
  • Висмут;
  • Сера.

Сварка медных изделий

В зависимости от способа получения энергии, сварка меди бывает:

  • Газовая;
  • Аргонодуговая.

Газовая сварка: секреты технологии

Источником получения энергии в данном способе является газовый баллон. Сварка меди, выполненная по такой технологии, позволяет получить надежное и качественное соединение. Ввиду того, что медь обладает повышенной теплопроводностью, следует применять пламя с усиленной мощностью. Рекомендуемые значения:

  • 150 литров за час при толщине трубы менее 10 мм;
  • 200 литров в час – для всех остальных изделий.

Некоторые хитрости, выполняя которые, сварка меди газовым баллоном будет успешной, правильной и высококачественной:

  • Все действия необходимо выполнять быстро, не прерываясь. Так можно минимизировать контакт расплава с кислородом и избежать нежелательных трещин;
  • Пламя лучше использовать восстановительное;
  • Направлять пламя на трубу необходимо под прямым углом;
  • В качестве присадки рекомендуется использовать медную проволоку или любую другую металлическую при условии, что она содержит раскислители;
  • Кромку трубы необходимо зачистить до чистого металла;
  • Тепло газовой горелки следует распределять таким образом, чтобы присадка плавилась раньше трубы;
  • Для увеличения прочности сварочного шва, после сваривания изделия необходимо проковать. Делают это в холодном состоянии при условии, что толщина стенки изделия не превышает 5 мм;
  • Затем следует поддать шов отжигу при температуре 500 – 550 градусов;

Температура менее 500 градусов станет губительной для меди, она спровоцирует потерю прочностных характеристик.

  • Последним этапом станет опускание в холодную воду.

Схематическая газовая сварка

Аргонодуговая сварка: особенности и рекомендации

Аргонодуговая сварка меди, именуемая также ТИГ, выполняется с помощью аргона, или смеси аргона и гелия. Кроме того, для осуществления сварочного процесса, как в промышленных, так и в домашних условиях, потребуются вольфрамовые электроды.

Вольфрамовые электроды относятся к неплавящимся и характеризуются хорошей устойчивостью дуги.

Особенности выполнения соединения:

  • Если применяются вольфрамовые электроды, сваривание необходимо производить при постоянном токе;
  • Электроды лучше зачистить до чистого металла перед свариванием;
  • В процессе работы электроды рекомендуется направлять на поверхность шва;
  • В некоторых случая допускается использовать плавящиеся электроды.

Более детально технология ТИГ сваривания изображена на рисунке:

Технология ТИГ сваривания

Дуговая сварка меди позволяет выполнить высококачественное соединение при правильном соблюдении технологии.

Общая характеристика медных сплавов

Чистая медь достаточно редко встречается. Это связано сразу с несколькими причинами. Во-первых, такой материал имеет высокую стоимость, а во-вторых, отличается недостаточной прочностью. Основными сплавами меди, что существуют на сегодняшний день, являются:

  • Бронзы;
  • Латуни.

Латуни – это сплавы меди и цинка. Кроме того, для повышения прочностных характеристик и устойчивости к воздействию химических веществ в такие сплавы могут добавлять дополнительные компоненты (никель, кремний и т.д.).

Бронзы – это металлы, что получают путем смешивания меди с оловом, алюминием, кремнием и другими компонентами, в случае если цинк не является легирующим элементом. Существует две основных группы этого сплава:

  • Оловянные;
  • Специальные, что содержат в качестве примесей хром, алюминий, никель, бериллий, кадмий, марганец.

Особенности сваривания медных сплавов

Газовая сварка подходит одинаково хорошо для меди и ее сплавов. В то же время ручная дуговая сварка меди и ее сплавов значительно отличается. Это связано с загрязнением сварочного шва дополнительными примесями, что нарушает его физические свойства.

Сваривание меди

Бронзы нормально проявляют себя при сваривании, а вот латуни теряют при нагревании цинк. Для сваривания сплавов по технологии ТИГ рекомендуется использовать присадку из такого же материала, что и само изделие. Крайне желательно, чтобы в состав присадки входило как можно большее количество раскислителей.

Выполнение сварки с нихромом

Некоторые сложности может представлять сваривание в домашних условиях разнородных металлов, например, меди и нихрома. Речь идет о появлении пленки оксида хрома на поверхности ванны при использовании газовой сварки. Единственным выходом может стать удаление пленки механическим путем, а рекомендации следующие:

  • Сварку нихрома необходимо производить с максимальной скоростью;
  • Не стоит перегревать изделия, лучше выполнять один проход, при повторном нагревании зачастую появляются трещины.

Медь хорошо соединяется с никелевыми сплавами диффузионной сваркой, однако данный процесс необходимо выполнять в условиях вакуума.

Сварка медных труб

Сваривание медного трубопровода

Сварка медных труб производится методом «встык» при нагреве до температуры 1084 градуса. Такая технология подходит для изделий, диаметр которых превышает 100 мм. Сварка медных труб может осуществляться такими способами:

  • Газовым баллоном;
  • Аргоновая сварка плавким электродом;
  • Сварка неплавким электродом.

Если трубы изготовлены из чистой меди, лучшей технологией станет аргоновая сварка защитными газами, для медных сплавов оптимальный вариант – дуговая сварка. Пламя лучше использовать ацитилено-кислородное, работу выполнять непрерывно.

Аргонная (аргоновая) сварка TIG