Медные электроды для сварки меди и ее сплавов: марки, особенности, характеристики

Главная / Электроды

Время на чтение: 4 мин

2062

Медь, медные сплавы-достаточно не простой материал для работы даже опытного сварщика, а для новичка совершенно точно-темный лес.

Для успешной работы будет недостаточно лишь профессиональных рук, так же понадобятся качественные материалы, ведь часто именно они решают исход работы. Некачественное оснащение может сыграть фатальную шутку даже с настоящим специалистом.

Когда приступает к сварке с таким не простым металлом будете готовы к ряду трудностей. Проблем может быть масса, начиная с того что метал может стать пористым, то есть не цельным, заканчивая окислением, что значительно уменьшим качество данной работы.

Электроды для меди
Названия электродов
Отдельные модели
Нюансы эксплуатации
Итог

Какие марки электродов применяются для сварки меди

Для сварки, наплавки меди и цветных металлов, сварки медных труб и проч. применяются специальные медные электроды для сварки. К данному типу относятся электроды

Комсомолец-100,
ОЗБ-2М,
ОЗБ-3,
АНЦ/ОЗМ-2,
АНЦ/ОЗМ-3,
ESAB ОК 94.25,
ESAB OK 94.35,
ESAB OK 94.55,
ESAB OK NiCu-7 (OK 92.86),
ESAB OK Ni-1 (OK 92.05),
ZELLER 390.

Работать ими нужно начинать, зная некоторые их особенности и характеристики.

Комсомолец-100 предназначен для наплавки, сварки меди марки М1-М3. Работа должна производится на постоянном токе (о сварочных токах здесь), в нижнем или наклонном положениях. Выпускаются электроды Комсомолец-100 толщиной 3-5 миллиметров. Рекомендуемая сила тока для диаметра 3 мм 90-180 ампер, 4 мм 120-140, 5 мм 150-190. Эти показатели зависят от положения шва. Перед началом работы рекомендуется нагреть свариваемое изделие до 300-700 градусов, в зависимости от его толщины.

ОЗБ-2М предназначен и для работы с бронзой, используемой в художественном литье. Ими можно наплавлять ее на сталь, исправлять дефекты чугуна. При этом необходимо включать ток обратной полярности, производить работу в вертикальном или горизонтальном положении. ОЗБ-2М состоят из меди, железа, фосфора, марганца, никеля и олова. Их длина 350 мм. Для успешной работы необходимо устанавливать сварочный ток следующих значений: для диаметра 3 мм/ 90 – 120 ампер, 4 мм/120 – 160.

ОЗБ-3 используются в работе с цветными металлами, медью и бронзой. Они делаются со специальным покрытием (узнайте тут больше о покрытиях электродов). Сварку нужно производить только в нижнем положении. Используется постоянный ток. Коэффициент и производительность наплавки ОЗБ-3 12,5 г/А.ч – 3,5 кг.ч при диаметре изделия 4 мм.

АНЦ/ОЗМ-2 применяется для работы с чистой медью, при этом ее нет необходимости нагревать, если она не очень толстая. Сварка должна производиться в наклонном или нижнем положениях. Используется постоянный ток обратной полярности. Расходуется АНЦ/ОЗМ-2 1,6 кг на то, чтобы наплавить килограмм металла.

АНЦ/ОЗМ-3 нужны для работы с изделиями из меди технических марок по ГОСТ 859-78. Они выпускаются толщиной 4-6 мм. Чтобы успешно выполнить сварку нужно настроить ток на 220-300 ампер для диаметра 4 мм, 350-400 для 5 мм, 420-600 для 6 мм. Положение шва должно быть нижнее. Работать нужно короткой дугой, с медью толщиной до 10 мм, без подогрева, без разделки кромок одно или двусторонним швом с небольшими поперечными колебаниями электрода.

ESAB ОК 94.25 хорошо подходит для работы с многими цветными металлами, сплавами. Особенно с медью, оловянной бронзой, пережженным чугуном, латунью. Они могут использоваться для наплавки на сталь, для ее защиты от коррозийного воздействия. Толстые медные изделия рекомендуется нагреть до 300 градусов. Лучше всего работать маркой ESAB ОК 94.25 в пространственных положениях 1-4.

ESAB OK 94.35 имеет толстое рутиловое покрытие. Используется при работе с изделиями из меди и никеля, при содержании последнего до 30%. Электродом ESAB OK 94.35 наплавляют кромки. Работать ими можно в 1-5 положениях. Наплавленный с их помощью металл наделен отличной коррозионной стойкостью, он не боится длительного воздействия морской соленой воды, наделен хорошими прочностными характеристиками.

ESAB OK 94.55 имеют основной тип покрытия. Электрод хорош в работе с бронзой, красной латунью, медью. Сварка обычно выполняется короткой дугой. Расположение электрода должно быть перпендикулярно кромкам. Необходимо чтобы сварные валики находили один на другой.
Важно! Поверхность каждого прохода нужно не забывать зачищать от шлака.
Подходящие положения для работы 1-4 и 6. Предел прочности 400 МПа, твердость 120 НВ. Выпускается марка ESAB OK 94.55 диаметром 2-4 мм.

ESAB OK NiCu-7, или OK 92.86, используют для сварки меди и никеля. Наплавленный с их помощью металл характеризуется как устойчивый к образованию трещин, ковкий, стойкий к воздействию морской воды, кислоты и щелочи. Варят этим электродом в 1-4, 6 положениях. Выпускается данная марка толщиной 2-4 мм. В работе используется постоянный ток обратной полярности.

ESAB OK Ni-1, ранее назывался OK 92.05, имеет основной тип покрытия. Чтобы исключить образование трещин и пор рекомендуется работать только на допустимых для того или иного диаметра электрода токах. Подходит для 1-4, 6 положений. Прокаливают электрод два часа при температуре +250 градусов. Для работы нужен постоянный ток.

ZELLER 390 имеет основное покрытие. Предел прочности 200 МПа, текучести 185, твердость 40 НВ. ZELLER 390 выпускается разной длины, от 300 до 450 мм, диаметром 2,5-5 мм. Силу тока нужно установить для электрода толщиной 2,5 мм/80-110 ампер, 3 мм/100-130, 4 мм/130,170 мм, 5 мм/170-200. Используют его при работе с изделиями, которые должны отвечать высоким показателям стойкости к коррозийному влиянию, теплопроводности, электропроводности.

[ads-pc-2] [ads-mob-2]

Особенности использования различных марок электродов

Варианты с медным стержнем (номера 1-4, 6) понижают проводимость тепловой энергии и электричества в сварном шве примерно в 3-4 раза. Если для формирования шва наоборот необходимы большие показатели проводимости, то подобные варианты вам не подходят.

Номер 5 сначала был разработан для обработки стальных изделий. Но потом выяснилось, что они подходят и для меди. Довольно хорошего качества можно добиться с помощью медных стержней марок М1, М2 или М3.

Для обработки медных элементов с большой толщиной кромок применяется номер 6. Допустима работа с металлом от 20 мм в толщину.

Номер 7 подходит для сварки чугунных деталей. Также он может применяться и при работе с медью средней толщины. Соединение получается довольно прочным и плотным. Не подходят в случаях, если медному изделию нужны высокие показатели электро- и теплопроводности.

Номера 1 и 8 идентичны по химсоставу, разница лишь в количественном вхождении добавок.

Номер 9 имеет защиту в два слоя. Однако на практике выяснилось, что каких-либо преимуществ такое покрытие не прибавляет. Гораздо выгоднее взять электрод 4. Он может работать с переменными токами и обеспечивает более качественный шов.

Электроды из угля (графита) нужны при сварке деталей, которым требуется хорошо проводить тепло и электричество.

Материал стержней

Стержни электродов для сварки меди и ее сплавов производят из проволоки и прутков, состав которых соответствует требованиям, изложенным в ГОСТ 16130—90. В основном это медь или бронза. Часто используются в производстве сплавы металлов.

Медные стержни делаются диаметром 2-6 мм, они могут быть обернуты жестью 0,3-,05 мм толщиной. На них наносится разного рода покрытие, например, основное или рутиловое. Для электрода Комсомолец-100 стержень делается из меди М1.
Бронзовые стержни делаются в основном из металла марки БрКМц-3-1. Покрывают их смесью разных веществ. Они могут производиться и из оловянно-фосфористой бронзы Бр.ФО 4-03.
Бронзовые стержни обеспечивают создание шва отличного качества. Они хуже раскисляют металл, чем сделанные из меди. Стержни из бронзы могут снизить механическую прочность соединения при определенных условиях.

Подготовительный этап

Подобно другим металлам, поверхность медной заготовки требует основательной очистки. Последовательность такова:

нанести на ветошь ацетон или подобный растворитель;
с ее помощью убрать грязь, пыль, видимые примеси свинца или серы;
снять окисную пленку нержавеющей сеткой, щеткой из металла либо подобным абразивом до придания блеска;
при размере заготовки до 0,5 см ее прогревают температурой 200-300 градусов, больше 0,5 см — не более 700 градусов; габаритные и толстые заготовки дольше прогреваются.

Теперь — об известных методиках работы.

Общие принципы сварки электродами меди и ее сплавов

Проводя работы по сварке меди и ее сплавов, сварщик сталкивается с некоторыми трудностями. На шве может образоваться трещина. При работе легкоплавкие эвтектики скапливаются на границах кристаллов. Часто образовываются поры. Все это важно учесть и предотвратить. Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм толщины с односторонней разделкой. При этом угол скоса кромок должен быть 70 градусов, притупление 1,5—3 мм.

Текучесть меди усложняет работу в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях. Дуговая сварка должна осуществляться при повышенном сварочном токе из-за высокой теплопроводности металла. Кромки деталей соединяются с минимальным зазором из-за высокой текучести меди. Часто рекомендуется использовать стальную подкладку.

Изделие толщиной более 6 мм лучше предварительно нагреть до 250 градусов. При этом нужно учитывать характеристику плавления меди, сплавов из нее. Тонкий металл не нагревают. Сварку лучше всего производить дугой 10—15 мм. Таким образом будет намного удобнее манипулировать электродом. Медь сваривается при постоянном токе обратной полярности. Это важно учесть. Дуговую сварку латуни, бронзы, М1-М3 необходимо выполнять мощной дугой, увеличенной силой тока и при повышенном напряжении. Работа делается очень быстро, на большой скорости.

По возможности сварку рекомендуется производить в нижнем положении или при угле наклона 20 градусов максимум по отношению к вертикали. Дуга направляется непосредственно на сварочную ванну. Рекомендуется применить специальные подкладки, сделанные из асбеста, флюса, графита, меди, стали. Важно учесть все основные особенности и характеристики металла.

Справка. Плавление меди происходит при +1080 градусов, она имеет удельный вес 8,9 г/см3, ее прочность 20 кг/мм2, относительное удлинение 50%.

Если изделие толстое, то нужно производить работу постепенно, наплавляя слоя один за другим. Сварка в таком случае выполняется обратноступенчатым швом, длина каждого участка должна быть 20-30 см. Его делят на две части, 75% и 25%. Сначала сваривают длинный участок по направлению к меньшему. Таким образом снижается риск возникновения трещин.

Работа выполняется в нижнем положении, иногда требуется править шов кувалдой или молотком из-за его вспенивания. В процессе сварки тонкой меди нужно уменьшить ток, чтобы из-за разогрева детали не возникли прожоги. Перед началом работ рекомендуется прокаливать электроды при определенной, рекомендуемой производителем температуре.

Более подробно про сварку меди узнайте здесь. [ads-pc-3] [ads-mob-3]

Какой выбрать диаметр

Выбирая наиболее подходящий диаметр электрода, прежде всего нужно учитывать толщину свариваемой меди, изделия, сплава. Важно учесть это и некоторые другие советы. При работе с тонким цветным металлом большой толщины электрод, а также в случае сварки на повышенных токах, создаст проблемы, появятся поры в шве.

Специалисты советуют выбирать такой диаметр: при толщине меди и ее сплавов

2 мм – электрод толщиной 2-3 мм,
3/3-4 мм,
4/4-5 мм,
5/5-6 мм,
6/ 5-7 мм,
7-8/6-7 мм,
9-10/6-8 мм.

Существуют электроды для сваривания и наплавки с предварительным подогревом до 300-700 градусов по Цельсию, с малым подогревом до 150-350 градусов по Цельсию и без подогрева.

Состав защитных покрытий электродов

Покрытые электроды часто требуются для электросварки. В табличке указаны основные марки и варианты их покрытий:

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

Кратко о сварке меди

Применяется несколько разновидностей сварочного процесса меди:

ручная сварка металлическими электродами;
ручная сварка угольными электродами;
аргонно-дуговая сварка.

Некоторые особенности сварочного процесса электродами по меди

Сваривание цветных металлов существенно может отличаться от сваривания стали, что обуславливается резким различием физико-химических свойств. К главным факторам, которые определяют свариваемость цветных металлов, относятся температура плавления и кипения, а также теплопроводность и сродство к содержащимся в воздухе газам (азоту, кислороду, парам воды).
Медь обладает повышенной жидко текучестью в расплавленной форме, высокой электропроводностью и теплопроводностью. Для нее характерна также активность при взаимодействии с некоторыми газами и, особенно с водородом и кислородом, что при сварке может явиться причиной образования в металле шва микротрещин и пор. Для предотвращения образования таких дефектов в свариваемых соединениях необходимо применение только хорошо раскисленной меди.
Сварка по меди должна выполняться тщательно прокаленными электродами, свариваемые детали должны быть хорошо подготовлены в местах наложения швов – зачищены до металлического блеска и удалены оксиды, загрязнения, жиры и пр.

Технология сварки

Чтобы не допустить оплавления изоляции медного кабеля, нужно к основанию скрутки подсоединить металлический радиатор. Отведение лишней тепловой энергии от скрутки будет осуществлять зажим с плоскостью большей площади, за счет которой и происходит тепловой обмен.

Сварка медных электродов предполагает предварительную подготовку:

Провода необходимо зачистить — снять оболочку, изоляционный слой. При этом длина оголенных проводов должна получиться не меньше 10 см, в результате сама скрутка будет не меньше 5 см.

При скрутке оголенных проводов нужно добиваться максимальной плотности их соприкосновения. Торцы должны в итоге находиться на одинаковом уровне, чтобы случайно один из проводов не оказался вне соединения. Если нужно, конец скрутки можно откусить плоскогубцами.

К скрутке возле радиатора подсоединяется зажим-масса, к окончаниям свариваемых проводов подносится электрод. Для контактной сварки период контакта должен составлять не более двух секунд. В результате такой пайки на скрутке формируется небольшой наплыв, имеющий сферическую форму. Аналогично соединяются следующие скрутки. Одним из самых надежных способов соединения проводов из меди считается ручная дуговая сварка медными электродами, предназначенными для сварки. Главное преимущество этой технологии — максимальное приближение значения сопротивления на участке соединения к сопротивлению свариваемого материала. Благодаря отсутствию коррозии соединение получается высочайшего качества, с достаточно продолжительным эксплуатационным периодом.