Сварка медной трубы с нержавейкой

Пайка нержавейки с медью

Соединение двух различных металлов, куда относится и пайка нержавейки с медью, всегда является достаточно сложной процедурой. С учетом того, что нержавеющая сталь имеет довольно сложное поредение при температурной обработке, а также плохо взаимодействует с остальными металлами, то для качественного результата спаивания нужно подбирать четко выверенную технологию. Если с медью, как правило, проблем не возникает, то с нержавеющей сталью это бывает нередко.

Пайка нержавейки с медью

Сам процесс регулируется ГОСТ 17349-79, но здесь есть одна очень важная особенность. Ведь у каждого металла свои особенности соединения при данном процессе, так что для них требуется использовать различный припой и флюс, подобранный под их параметры. Но при соединении различных металлов требуется брать какие-либо средние или узкоспециализированные материалы.

Такой вид пайки применяется как в домашних условиях, так и в промышленных, для создания герметичных емкостей, припаивания медных трубок и прочих вещей. Данный процесс встречается не так часто, как остальные виды пайки, но при необходимости следует знать все особенности такого метода.

Можно ли спаять нержавейку с медью?

Пайка меди с нержавейкой хоть и является достаточно сложным процессом, но и это все же возможно. Дело в том, что соединение нержавейки с нержавейкой и меди с медью происходит намного чаще, так как итоговое качество соединение выходит значительно лучше. Но в различных ситуациях, когда требуется сделать такое соединение, то приходится уступать качеством. Специально для подобных случаев выпускают особые припои, которые позволяют сделать надежное соединение, отвечающее эксплуатационным требованиям. Если для других типов пайки использование флюса далеко не всегда обязательно, то здесь требуется провести полный спектр процедур, включая лужение, а также использовать все дополнительные материалы.

Преимущества

Данный метод позволяет решать сложные технологические операции;
Это один из немногих способов достичь подобного соединения;
Сама процедура происходит достаточно быстро и не требует дополнительных инструментов, так как для этого достаточно обыкновенной горелки;
Современные разработки припоев обеспечивают относительно высокую совместимость металлов при спаивании;
Процесс доступен как для домашнего проведения, так и для промышленных потребностей.

Недостатки

Качество пайки уступает другим методам по надежности;
Трудно подобрать правильный припой;
Флюс быстро окисляется, так что действия приходится проводить, не затягивая начало температурной обработки;
Зачастую используются легкоплавные припои, что делает процесс обработки более сложным, так как нужно четко отрегулировать температуру и следить, чтобы ничего не растеклось.

Способы

Существует несколько способов, как сделать соединение такого рода и зависят они больше не от того какой используется припой для пайки нержавейки с медью, а от инструмента обработки. Таким образом, в качестве основных выделяются два – пайка паяльником и горелкой.

В первом случае, при использовании паяльника, данный инструмент используется для относительно небольших деталей. Им удобней соединять небольшие вещи, так как нет риска перепалить их слишком большой температурой. В то же время сам паяльник уступает по мощности горелке и не может работать с твердоплавными материалами. Также им неудобно обрабатывать большие поверхности, так как в данном случае процесс будет слишком длительным и флюс может окислиться уже к тому времени.

Горелка является более часто используемым способом. Ею может проводиться пайка нержавейки с медью латунью и другими припоями. Здесь можно легко обрабатывать большие поверхности, делать герметические соединения. Сам процесс происходит намного быстрее, чем с паяльником, а также появляется возможность подогреть заготовки до нужной температуры. Скорость проведения процедур не позволяет флюсу окисляться.

Пайка меди с нержавейкой горелкой

Выбор припоя

От правильного подбора припоя зависит итоговый результат работы, так как он обеспечивает заполнение места соединения, которое должно быть полностью покрыто материалом, что должен быть хорошо схвачен на поверхности. Одним из самых простых вариантов является пайка нержавейки латунью. Ведь это очень распространенный припой, который используется также и для пайки нержавейки с нержавейкой. В некоторых случаях его можно использовать без флюса.

Он уступает другим по своим свойствам, но является более распространенным и доступным, так что он подходит преимущественно для простых соединений, на которых не лежит большая ответственность.»

Также проходит пайка нержавейки медно-фосфорным припоем, который улучшает качества соединения с медью. Это более дорогостоящий материал, но для ответственных соединений подходит лучше.

Оловянно-серебряный припой, такой как Castolin 157, является отличным способом пайки, но стоимость материала является более высокой, чем у остальных.

В самых простых случаях может использоваться радиотехнический припой, но по технологии производства лучше выбирать специализированные расходные материалы.

Технология пайки нержавейки с медью

Пайка нержавеющей стали латунью, или другими припоями, начинается с подготовки поверхности.

Материал нужно очистить от всего лишнего и снять все налеты, очистить от жира и возможной ржавчины;
Затем подготовить флюс, подвергнуть лужению места соединения заготовок и сам припой;
После того, как флюс будет нанесен на места соединения, следует приставить в нужное место заготовку и выложить припой;

Не следует затягивать этот процесс, так как флюс имеет свойство окисляться.»

Затем следует постепенно подогревать все горелкой, пока припой не начнет плавиться;
Нужно следить, чтобы он равномерно растекся по поверхности соединения;
Дать остыть естественным способом.

Контроль качества

Качество пайки контролируется по ГОСТ 19249-73. Существует несколько основных профессиональных методов, которые включают:

Радиоскопический метод;
Радиационный контроль;
Технический осмотр.

Техника безопасности

При работе с горелкой следует следить за соединением баллона с газом и его местом положения, так как он представляет собой наибольшую опасность. Также нужно аккуратно обращаться с горячими предметами, которые могли не остыть после пайки. Не стоит контактировать с флюсом непосредственно, а лучше использовать защитные перчатки.

Источник

Химико-физические свойства и особенности меди, влияющие на сложность сваривания с нержавеющей сталью

Преимущественные характеристики меди:

Теплопроводность.
Хорошая пластичность металла.
Устойчивость к коррозиям.
Электропроводность.
Низкий коэффициент трения.
Долговечность.

Отличительные особенности меди

Медь способна проводить тепло в шесть раз больше по сравнению с обычным железом. Из-за этого сварку необходимо производить с увеличенной тепловой энергией, а в некоторых случаях возможен даже предварительный подогрев основного металла.

В обычных условиях медь инертна, но в процессе нагревания она вступает в реакцию с кислородом, водородом, фосфором и серой. Кислород способен окислять медь при высокой температуре, а выше 900 о С скорость окисления значительно увеличивается. Это происходит из-за того, что в первоначальном составе меди содержится кислород в связанном состоянии. Закись меди образует эвтектику с меньшей температурой плавления (1065 о С). Температура плавления меди 1085 о С. Поэтому кислород, что содержится в ней, ухудшает ее положительные показатели.

Сложности сварки меди с нержавейкой

Наличие водорода и его выход в атмосферу имеет влияние на конечный результат сварки с нержавеющей сталью. Он может вызвать пористость меди и в дальнейшем образовать трещину в сварочном шве. Растворимость водорода зависит от температуры и парциального давления в атмосфере защитных газов. В процессе кристаллизации водород в меди растворяется в два раза быстрее, чем в другом железе.

В процессе сварки есть вероятность появления пористости в околошовной области из-за накапливания там водорода. Поэтому к свариваемому металлу предъявляют жесткие требования по содержанию в нем водорода. Электрошлаковый переплав и вакуумное плавление позволяют понизить содержание водорода в меди.

Сера в меди присутствует до 0,1%, растворяется в жидком виде, но нерастворима в твердой меди. На качество сваривания не имеет существенного влияния.

Из-за перечисленных выше свойств существуют определенные сложности сварки меди с нержавеющей сталью:

Разный химический состав. Водород и кислород, присутствующие в меди, может существенно снизить качество сварочного шва.
Разные коэффициенты теплопроводности (у нержавеющей стали он намного ниже).
Разный температурный режим плавления: нержавейка плавится при 1800 о С, а медь при 1085 о С, активно вступая в реакцию с атмосферными газами.
Коэффициент растворения меди в нержавейке имеет максимум 0,4%.
В процессе формирования сварочного шва между сталью и медью формируется резкая граница из-за перенасыщения вкраплений из стали.
Есть вероятность образования в стали слоя с микротрещинами, которые будут заполнены медью. Для избежания этого необходимо сварочную дугу немного перемещать на медную деталь: таким образом в область шва подается расплав меди.

Надежный и прочный сварной шов можно получить с помощью ручной аргонодуговой сварки. Наплавляя медный металл на нержавейку с использованием флюсов в сфере защитных газов, полученное соединение будет устойчиво к длительным статическим нагрузкам (не теряя своей пластичности). Перед началом сварки необходимо обработать кромки шва 10% раствором каустической соды.

Проще выполнить сваривание нержавейки с чистой медью, чем с дополнительными включениями. Встречается такой состав без примесей реже, поэтому выбор свариваемого способа и основная технология процесса сварки такая же, как и для других цветных металлов.

Основные способы сваривания меди с нержавейкой

Нержавейка и медь достаточно различны по своим составам, самый распространенный способ их сваривания – аргонодуговой. Также возможно применение электродуговой, совсем редко – ультразвуковой сварки.

Ручная аргонодуговая сварка

Данный тип сварки выполняется с повышенной силой сварочного тока, это вызвано высокой способностью меди к теплопроводности. В некоторых случаях допустимо применение стальной подкладки. Суть ручной аргонодуговой сварки – в образовании сварочного шва с помощью расплавления присадочного материала.

Использование газа аргона защищает сварочную ванну от негативного воздействия химических элементов атмосферы, таким образом убирается вероятность появления дефектов и брака в сварочном шве.

Для выполнения сварочных работ берутся неплавящиеся вольфрамовые электроды. Если вместо аргона используется другой газ (азот), то в этом случае необходимо применять графитовые электроды. Аргон на 38% тяжелее кислорода, что позволяет успешно вытеснять его из области сварки.

Аргонодуговая технология позволяет добиться содержания железа в сварочном шве до 10%. А если применить холодную сварку, то его содержание будет более 10%. Чтобы увеличить итоговую прочность шва, его дополнительно легируют с помощью цинка.

инвертор или другой источник питания, подходящий для аргонодуговой сварки;
вольфрамовые электроды;
аргон;
редуктор;
присадочный материал;
защитные элементы (сварочная маска, перчатки и т. д.).

Электродуговая технология сваривания

Этот универсальный способ сваривания можно применять и для сварки меди с нержавеющей сталью. Электродуговую сварку необходимо выполнять с помощью источника большого тока с невысоким напряжением. Технология электродугового метода одновременно позволяет произвести плавку металла электрода (или присадочного материала) и соединяемого металла, вследствие этого формируется сварочная ванна.

Между электродом и металлом возникает дуговой разряд. Расплавление происходит за счет локального распределения тепловой энергии дуги, образовывая сварочную ванну и защитный шлак.

источник питания;
плавящиеся или неплавящиеся электроды;
молоток, зубило;
металлическая щетка;
присадочный материал;
защитная одежда (маска, перчатки).

Ультразвуковая сварка

Данный вид сварки используется только в промышленных сферах. Сущность данного способа в преобразовании электрических колебаний в механические. Чаще используют для сваривания пластмассы, но возможно использование и для цветных металлов.

источник питания;
кронштейн для крепления;
система преобразования колебаний;
привод для увеличения силы давления.

Источник

Сварка аргоном разнородных металлов

stoik, Аргоном и руками.
dmitriy79, 11 Нояб. 12, 14:10

Пробуйте эксперементируйте и все получится.
dmitriy79, 11 Нояб. 12, 14:51

зашел на сайт ostmetal.там пытались сварить медь. вот их отчет. может кому понадобится. вердикт: аргоном сварить несложно. можно даже обычной сваркой с электродами по нержавейке. ну и обязательно потренироваться и не отравиться парами меди.цитата с сайта ostmetal:

Ну что,процесс пошел,набрав целую кучу различных электродов,приступили к делу,но на самом деле оказалось все намного сложнее.Медь,листы 3 мм,никак не хотели поддаваться нужному процессу,итог после первого дня мучения таков:листы стали вариться с помощью простых черных электродов без подогрева,но способ отпадает,так как швы начнут ржаветь,очень хорошо приловчились варить электродами по нержавейки,но и этот способ отпал сам собой,так как шов был белым.День второй: притащили газ,нашел электроды по меди Комсомолец,и приступили . ,но процесс прогревания положительных результатов не принес,места сварки по-прежнему оставались непреступны,там где прикасался электрод меалл оставался чистым,а электрод разлетался брызгами вокруг.В конце рабочего дня настроение что-то упало,и глядя на своих рабочих и сварщика не знал что делать.Вообщем решил попробывать сам,переоделся и приступил.Первая прихватка-по нулям,вторая-тоже,третья-что-то получилось вроде расплавления металла,и тут до меня дошло,нужен определенный темп прикосновения электрода к поверхности металла,тогда отпадает даже необходимость-первоночальное прогревание меди.Шов конечно выглядел совсем не так,как по стали,напоминал дорожку,усеяным мелким горохом.Вообщем за час осилил где-то около пяти метров шва,после зачистки,шов получился плотным и набитым,и самое главное-нужного цвета.Но на этом медь не сдалась,ночью подлетела температура под сорок и держалась всю ночь,пот тек рекою ,вообщем получил отравление,но к утру осталась только слабость,а ближе к обеду все нормализовалось.

если честно,то для меня это новость.никогда не думал что медь варится с нержавейкой.думал только пайка.правда о долговечности и свойствах шва (хрупкость,трещины,и т.д.)говорить рано.

Источник

Сварка меди и нержавейки

Сварка нержавеющей стали с медью

Нержавейка и медь – достаточно разные по составу металлы, которые в основном свариваются аргонодуговой сваркой. Аргонодуговое сваривание является чем-то средним между обычным свариванием и газовой сваркой. Подача материала и техника сваривания очень схожа с газовой сваркой, но тепло для расплавления металла происходит не от химического горения, а от электрической дуги. Между изделием и тугоплавкими вольфрамовыми электродами горит дуга, которая является источником тепла. Чтобы защитить расплавленный металл и электрод от окисления, через специально предназначенную горелку подается инертный газ. Сварочное соединение может образовываться за счет расплавления кромок соединяемых деталей или же с помощью присадочного прутка, который подается в сварочную ванну.

За счет того, что нержавеющая сталь обладает антикоррозионными свойствами, она занимает важное место в сфере деятельности человека, потому как данный металл используется, начиная пищевой и заканчивая тяжелым машиностроением.

Нержавеющая сталь является практичным и долговечным материалом, поэтому сварочный процесс данного металла очень важен для современного производства. Аргонодуговое сваривание является самым высокотехнологичным способом сваривания. Суть метода сварки заключается в образовании сварного шва за счет расплавки присадочного материала и металла. Аргон автоматическим образом подается в сварочную ванну и защищает ее от неблагоприятного воздействия атмосферы, что предупреждает образование дефектов в сварочном шве. Сваривание металла, которое производится данным способом, позволяет дать отличные результаты и не требует использования флюса. Данный способ сваривания подходит не только для сварки нержавейки, но и других металлов.

Аргон не взаимодействует с металлом и газами в зоне образования дуги. Он на 38% тяжелее самого воздуха, благодаря чему он способен вытеснить его из зоны сваривания, что позволяет изолировать процесс сварки от действия атмосферы.

При аргонодуговом сваривании происходит крупнокапельный перенос металла. Рабочий процесс сопровождается разбрызгиванием металла, что возникает из-за достаточно небольшого давления.

Сила тока при аргонодуговом сваривании варьируется от 120 до 240 Ампер. При силе тока, которая превышает 260 А, появляется стабильность процесса и разбрызгивание значительно уменьшается. Высокая сила тока может не соответствовать технологическим требованиям к использованию сварочного оборудования. Стабильность процесса можно обеспечивать с помощью импульсного источника питания, который обеспечивает переход к струйному переносу металла, если сила тока составляет около 100 Ампер.

Основным предназначением аргонодугового сваривания является изготовление сварных конструкций из цветных металлов и легированных сталей, например нержавейки и меди. Аргонодуговое сваривание обеспечивает надежное соединение металлов, благодаря чему оно широко используется для решения бытовых проблем, а также применяется в промышленных масштабах.

Электроды для сварки меди с нержавейкой

В сварных работах при соединении разнородных материалов возникает немало сложностей. Однако это не мешает изготавливать из них разнообразные конструкции в самых разных вариантах. В криогенной технике, ракетной технике, энергетических установках без таких соединений просто не обойтись. Если рассматривать вариант сварки нержавеющей стали и меди, то главные трудности возникают из-за разности в физико-маханических свойствах материалов.

Мешает высокая степень родства меди к кислороду, низкая температура плавления меди и ее способность к поглощению различных газов. Также помехами являются разные коэффициенты расширения и теплопроводности. В обычных условиях коэффициент растворения меди в стали составляет до 0.4%. При образовании сварного шва граница оплавления между медью и сталью формируется резкая, и из-за больших скоростей остывания шва с крупными зернами, перенасыщенными стальными вкраплениями.

Многие задаются вопросом можно ли сварить медь с нержавейкой электродами, или выполнить наплавку методом электродуговой сварки. Да, однозначно можно. Электроды для сварки меди с нержавейкой можно использовать те же, что и для сварки сталей соответственной марки. При сварке следует использовать постоянный ток обратной полярности. Если необходимо выполнить сварку встык, толщина свариваемых деталей не может быть меньше 4 мм. Следует учитывать, что одним из потенциальных дефектов может стать образование в стали подслоя с микротрещинами, заполненными медью или ее сплавами. Чтобы этого избежать, дугу при сварке меди с нержавейкой электродуговой сваркой, следует немного смещать в сторону медной детали, подавая в зону шва расплав меди.

Как один из самых эффективных методов сварки меди и нержавеющей стали признан метод аргонодуговой сварки с вольфрамовым электродом и использованием медной присадки. В отдельных направлениях вместо аргона для сварки предлагается использовать азот. Но в этом случае, из-за взаимодействия вольфрама с азотом значительно увеличивается расход электрода, и его лучше заменить на графитовый. Перед сваркой кромки шва должны быть хорошо зачищены, и обработаны 10% раствором каустической соды.

Стоит также отметить, что при работе с медью нужно соблюдать некоторую технику безопасности. При сварке меди от воздействия с флюсом и электродами в воздух выделяются различные соединения в газообразной форме. Которые могут представлять для человеческого организма определенную опасность. Все работы, сопряженные со сваркой меди, необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении, или на рабочем месте, оборудованном вытяжкой. В крайнем случае, сварщику следует использовать индивидуальные средства защиты дыхательных путей.

Пайка нержавейки с медью

Можно ли спаять нержавейку с медью?