Производители ищут, где купить бронзовый металлопрокат по выгодной стоимости, затем изготавливают трубы нужной длины. Обычно их приходится соединять одну с другой методом пайки.
Технология сварки меди аргонодуговым способом
С технологической точки зрения, сварка меди аргонодуговым способом, как и другой вид сварки, делится на три этапа:
- подготовительный. На этом этапе необходимо очистить свариваемые поверхности от окислов, загрязнений, обезжирить. После выполнения данных работ следует проверить их на чистоту и состояние и если потребуется, выполнить зачистку вручную или с помощью электроинструмента, после чего повторить процесс очищения от окислов и обезжиривания;
- собственно этап сварки;
- завершающий этап, на котором происходит проверка качества выполненного сварного соединения после зачистки от застывших капель расплавленного металла, а также визуальный контроль качества шва на предмет видимых пор.
На этапе собственно сварки следует выполнить следующие действия:
- если речь идет о ремонте какого-либо медного изделия, необходимо сделать прорезь вдоль возникшей трещины таким образом, чтобы края такой прорези выходили за пределы трещины. Это даст возможность избежать появления новых трещин за пределами отремонтированного участка;
- дуга зажигается только в разделе кромок, что позволит избежать прижогов металла, из которого изготовлено все изделие, и сократит зачищаемые участки;
- присадочную проволоку или пруток необходимо вести перед горелкой таким образом, чтобы они равномерно подавались в сварочную ванну;
- движения сварочной горелки должны быть максимально плавными и поддерживать постоянное расстояние от вольфрамового электрода до сварочной ванны;
- в зависимости от толщины деталей, подлежащих сварке, горелка может двигаться вдоль создаваемого шва различными способами: по прямой, если толщина деталей небольшая, либо зигзагообразно, если детали толстые. Если совершаются поперечные движения, это чревато увеличением глубины проплавления кромок и изменениями в формировании сварочного шва;
- если происходит сварка тонкостенных деталей, то, чтобы избежать прожогов металла, необходимо швы выполнять короткими, а между ними делать перерывы по времени для остывания металла;
- если детали собраны без зазора, возможно осуществлять сварку без использования проволоки или прутка. Однако в этом случае следует не перегревать металл, чтобы избежать проседания сварочной ванны вовнутрь;
- в момент окончания сварки необходимо отводить горелку плавно, удлиняя сварочную дугу, что позволит сократить кратер шва;
- если на аппарате имеется функция заваривания кратера шва, то возможно упрощение процесса окончания сварочных работ;
- после завершения сварки необходимо на какое-то время (до тридцати секунд) сохранить подачу защитного газа. Это позволит сохранить остывающий шов в облаке газовой защиты и избежать попадания продуктов окружающего воздуха в расплавленный металл, что сохранит качество шва.
Оснащение и механизмы для сварки труб
Для качественного результата необходимо выполнить несколько несложных условий. Во время сварочных работ температура должна быть 425 градусов и меньше, но, ни в коем случае не больше. Самым главным условием является то, что во время спаивания они должны находиться между собой на самом минимальном расстояние, для капиллярного метода этот нюанс очень важен. Сейчас мы вели речь о трубах с участием в спаивании твердых паек, но при использовании мягких паек температура припаивания должна быть меньше 424 градусов.
Виды паек для сварки труб из медного сплава :
1. Классическая пайка используется чаще всего. Ее можно использовать для спаивания труб из меди, белой жести и латуни, если вы хотите сварить их для водоснабжения, то, к сожалению, такая пайка не подойдет. 2. Пайка мягкого типа используется во время соединения деталей с муфтой из латуни. 3. Пайка твердого типа используется в отопительной и сантехнической системе. Пайка этим видом для сварки не требует использование муфт. 4. Пайка из меди и фосфора используется и участием флюса. Не нужно использовать с никелевыми и бронзовыми трубами 5. Пайка с содержанием серебра.
Инструменты для сварки медных труб
1. Резьба для труб. Нужна для нарезания их на отрезки. Вид резки вы можете выбрать по ее диаметру. Стоит отметить, чем выше цена, тем больше труборез для медных труб. 2. Механизм для снятия фаски. Они бывают двух видов: карандаш либо круглый корпус.
3. Расширитель для труб используется во время ее расширения для встройки определенной муфты. Выбирать его нужно в зависимости от размера диаметра трубопровода. Возьмите на заметку! Для того чтобы работы с участием этого инструмента прошли успешно, то для начала создайте трубам мягкость. 4. Щетки и губки для очищения механизмов от излишков. 5. Горелки с газовым снабжением. Используется и выбирается в зависимости от материала трубопровода. Последовательность работ во время сварки труб из меди 1. Для начала проведения работ подготовим наружные стенки трубопроводов. Очищаем их специальной щеткой либо ершиком от пыли и грязи, придаем ей блестящий внешний вид.
2. Если работы будут проводиться при монтировке деталей в системах водоснабжения, отопления, где самая высокая температура достигает не больше 110 градусов, то в таких случая использование муфт не потребуется. Вместо них используется расширитель для труб, которые расширяет ее для того, чтобы образовать достаточное пространство между ними. Теперь вставляем ее с расширением в другую трубу, и пространство заполняем с помощью спаивания. 3. С помощью горелки с газовым снабжением мы после того, как соединили трубы, прогреваем их по всей длине. Тепло должно распространяться равномерно и по всему диаметру трубопровода. 4. Чтобы понять, когда они достаточно прогреты нужно всего лишь поднести к ним небольшой пруток. Если он при контакте начинает плавиться, то соединения считаются достаточно прогретыми. Для улучшения конечных работ пруток для спаивания хорошо прогреваем. 5. В случае если наружные стенки труб прогреты хорошо и приобрели достаточную температуру, то приложите к нему пруток для спаивания и тогда вы увидите, как припой заполнит с помощью капиллярного метода пространство между трубопроводами. 6. После проделывание сварочных работ соединенные детали укладывают на поверхность с ровным покрытием. В таком состоянии они должны находиться не меньше часа, после этого времени их можно использовать.
Инструменты, необходимые для монтажа
К основным операциям, которые выполняются во время монтажа медных труб, относятся резка, изгиб, сборка узлов и соединений, пайка, прессовое обжатие, сварка. Дополнительно производятся калибровка и зачистка концов, снятие грата и заусенцев, нанесение флюса с последующим удалением его остатков и т. д.
Для монтажа медных труб своими руками потребуются такие инструменты:
- труборез или ножовка;
- ручной калибратор;
- горелка для проведения пайки медных труб;
- гаечные ключи;
- напильник.
Из материалов требуются непосредственно медные трубы, фитинги для них, лента, которая герметизирует резьбовое соединение, флюс и припой.
Перед монтажом надо подготовить необходимые отрезки медных труб, нарезая их труборезом
Если для этих целей используется ножовка, то важно поставить новое полотно. Изделия проверяются на целостность, недопустимы повреждения, изломы, сплющенные участки и т
д.
Чтобы понять, какие нужны инструменты, следует определиться со способом соединения труб
Горелка нужна, если соединение будет осуществляться пайкой. Для подключения к баллону с ней в комплект должны входить шланги. Гаечные ключи требуются для резьбового соединения медных труб. Напильником удаляются заусенцы.
Подготовка перед работами
Сварка трубопровода начинается с подготовки поверхности
Важно убедиться в том, что она сухая и ровная. На следующем этапе нужно выбрать источник тока
От этого зависит качество обучения. Это могут быть компактные инверторы или тяжёлые трансформаторы. С их помощью высокое напряжение можно преобразовать в низкое вторичной электроцепи.
Для домашних работ наиболее предпочтительным вариантом станет электросварка. В эксплуатации трансформатор более прост. Он обладает преимуществами, выраженными в безотказности в эксплуатации и выносливости. Инверторная аппаратура имеет менее внушительные размеры, кроме того, позволяет регулировать режимы работы.
Особенности монтажных операций
Операция резки труб простая и быстрая
Следует обратить внимание на сохранение перпендикулярности оси трубы и кромки резки. Допустимое отклонение плоскости среза от перпендикуляра к оси трубы должно быть менее:
| Наружный диаметр, мм | Скос реза, мм |
| 6-18 | 2 |
| 22-42 | 3 |
| 54-76 | 4 |
| 88-108 | 5 |
Наиболее распространенными являются дисковые труборезы. При их использовании лучше увеличить число оборотов, чем применить большее усилие. Иногда при резке мягких медных труб их концы деформируются, как следствие – меняется монтажный зазор и нарушается капиллярный эффект. Для восстановления формы концы труб калибруются. Сначала калибруется внутренний диаметр, затем – внешний.
Наплыв металла при пайке – грат – может образовываться внутри медной трубы, что увеличит сопротивление жидкости во время эксплуатации. В таком случае его нужно удалять.
Благодаря пластичности, медные трубы могут быть соединены раструбным способом без использования фитингов или муфт. Он применим только для труб с равными диаметрами и в системах отопления и водоснабжения с температурой воды до 110 °С. Получение раструба возможно с помощью специальных инструментов.
Чтобы согнуть трубу, нужно применить трубогиб
При выполнении изгиба медной трубы диаметром до 15 мм его радиус должен быть не менее 3,5 диаметров, для диаметров более 15 мм – четырех диаметров. При гнутье вручную допустимый радиус равен 8 диаметрам заготовки, поэтому для сгибания медных труб на большой радиус применяется трубогиб.
Инструменты для монтажа медных труб
Первое, с чем нужно определиться, отважившись на монтаж медных труб своими руками, это монтировать ли водопровод с помощью пайки или с использованием резьбовых соединений. Монтаж пайкой является более экономичным, но резьбовой проще.
Соответственно, разный нужен и инструмент.
При резьбовом соединении потребуются лишь пассатижи да гаечные ключи.
Отрезают медные трубы с помощью ручного трубореза:
– или ножовкой по металлу.
После отрезания на трубе образуются заусенцы, значит, под рукой должен быть напильник для их удаления. Напильником также снимают фаску на соединяемых торцах.
Гибку медных труб выполняют трубогибом:
На фото ручной трубогиб для медных труб; есть ещё гидравлический.
Материалы и оборудование
Самым надежным соединением медных труб считают сварочные работы,. Стыковку рекомендуется проводить, применяя следующие приспособления:
- припои, которые выбирают для определенного материала;
- дополнительные фитинги;
- флюс в виде жидкости или пасты, для очищения места стыка от оксидного налета;
- для нарезки заготовок применяют труборез, при помощи которого подготавливают заготовки с ровным краем;
- сниматель фаски;
- для увеличения отверстий используют развальцовщик;
- газовые приборы для прогрева места сварки.
Типы сварочных горелок
Выбор оборудования напрямую зависит от объема предстоящих работ и диаметра труб. Чтобы знать, как сварить медные трубы, нужно понимать особенность этого металла. Например, проводить работы с применением твердого припоя можно с горелкой, способной разогреть его до температуры 430°С — 450°С, тогда как для мягкого она не должна превышать 425°С. Среди большого ассортимента, представленного на рынке, можно выделить следующее оборудование для сварки медных труб:
- Если объем работ достаточно большой, то можно приобрести ацетилено – кислородный аппарат, дающий равномерное распространение тепла по месту стыка. Этот вид сварочного оборудования требует навыков работы с ним, так как кислородно-ацетиленовая смесь при высоком давлении взрывоопасна. Как правило, применяется для работ с твердым припоем.
- Бытовые газовые горелки больше подходят для сварщика самоучки и могут отличаться составом газа в их баллоне:
- Для сварки небольших элементов подходит аппарат с баллоном из смеси газа с воздухом. Емкость может быть как стационарная, так и съемная.
- Смеси с кислородом в горелках применимы при монтаже труб любого диаметра и толщины стенок. Они относятся к категории профессионального оборудования и, как правило, имеют стационарные емкости.
- Небольшие ручные инструменты помогут сделать ремонт медных труб и обойдутся владельцу недорого. Они снабжены одноразовым баллоном с пропаном или бутаном, могут работать с любым видом припоя. Обычно, подобный инструмент продается со сменными соплами, что позволяет регулировать мощность пламени.
Лучшим оборудованием для домашнего мастера являются ручные горелки, так как для работы с ними не требуются особые знания и умения. Они оснащены отражателями пламени и специальным клапаном для блокировки подачи газа, что обеспечивает дополнительную защиту неопытному новичку.
Индукционная сварка медных труб осуществляется индуктором, подключенным к генератору и, как правило, используется профессиональными сварщиками при монтаже промышленных магистралей.
Сварка медных труб (видео отображает это) своими руками вполне по плечу неопытному мастеру, если им правильно выбран инструмент для этого. Чем проще агрегат, тем легче с ним работать. Автономная ручная горелка в этом случае – самый оптимальный выбор.
Этапы подготовки кромок
Зачистка изделия
Сварочные работы необходимо проводить на предварительно подготовленных поверхностях – очищенных от механических загрязнений, и химических пленок. Присутствие даже небольших частичек загрязнений может привести к растрескиванию конструкции, пористости, напряжению в металле. В результате сварное соединение утрачивает свои качественные характеристики.
Не стоит забывать об оксидной пленке, которая образуется на поверхности металлов при их контакте с воздухом. Она является жаростойкой, препятствует качественной сварке. Удалить ее можно как болгаркой, так и вручную, щеткой из металла.
На производстве детали зачищаются пескоструйными и дробеструйными аппаратами. Также производится химическая чистка – путем погружения изделий на определенное время в ванну с химическими реагентами. Этот тип очистки в основном используется при подготовке деталей из цветных металлов, а черные, стальные заготовки зачищаются вручную.
Подготовка кромок под сварку
Кромки заготовок, особенно большой толщины, предварительно необходимо зачистить и придать им нужную геометрическую форму. Выделяют плоские, V-образные и Х-образные кромки. Плоские кромки используются при соединении тонких изделий, вторые два вида – при стыковке толстых заготовок.
Подготовка кромок под сварку состоит из обработки ширины зазора, угла разделки, регулировки длины откоса. При подготовке кромок под сварку труб различной толщины их обработка особенно актуальна – в противном случае металл не провариться
Поэтому важно подобрать правильный скос, благодаря которому переход между деталями будет плавным. А это снимет напряжение нагрузки во время использования готового изделия
Для подрезки кромок при подготовке труб к сварке холодным способом используются станки или ручные инструменты. Термический способ предполагает использование горелок – ручных или автоматических.
Холодная подготовка металла к сварке считается более качественной. В этом случае в разы повышается точность сборки конечного изделия. А после термической обработки фаски зачастую нужно довести до правильных размеров и формы, особенно когда осуществляется подготовка труб под сварку.
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.
https://youtube.com/watch?v=CCtzyoyn120
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.
Автоматическая сварка под флюсом
Основным преимуществом автоматической сварки Сu под флюсом является возможность получения стабильных высоких механических свойств без предварительного подогрева. Поэтому при изготовлении крупногабаритных сварных конструкций из Сu больших толщин технологический процесс достаточно прост и почти не отличается от процесса сварки сталей.
Химические составы некоторых флюсов, применяющихся для автоматической сварки меди и ее сплавов плавящимся электродом (ГОСТ 9087—69), приведены в табл. 27.3.
При сварке меди под такими кислыми флюсами в металл шва переходят Si и Мn, в результате ухудшаются тепло- и электрофизические свойства соединений по сравнению с основным металлом. Применение бескислородных фторидных флюсов, например марки АН-M1, который содержит, % (по массе), 55 MgF2, 40 NaF, 5 BaF2, позволяет получать швы, удельное сопротивление которых в 1,5 раза ниже, а теплопроводность в 2 раза выше по сравнению со швами, выполненными под кислым флюсом АН-348А.
Для электродуговой сварки меди используются керамические флюсы: ЖМ-1 для сварки меди и К-13МВТУ для сварки меди со сталью.
Режимы сварки меди под флюсом К-13МВТУ приведены в табл. 27.4.
Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности при жестком закреплении на подкладках из охлаждаемой меди (толщиной до 2,5 мм) или на графите (толщиной 5—6 мм). Состав флюса К-13МВТУ, % (по массе): глинозем 20, плавиковый шпат 20, кварцевый песок 8—10, магнезит 15, мел 15, бура безводная 15—19, порошок алюминия 3—5. Применение керамического флюса позволяет раскислить и легировать металл шва, электро- и теплопроводность металла шва получаются на уровне исходного металла.
С увеличением толщины металла керамические флюсы становятся ограниченно пригодными, так как не обеспечивают требуемой плотности и необходимой пластичности соединения. Снизить пористость при сварке Cu и хромистой бронзы позволила смесь, состоящая из 80 % (по массе) флюса АН-26С и 20 % флюса АН-20С. Лучшие результаты по плотности швов обеспечивает флюс сухой грануляции АН-М13 (ВТУ ИЭС 56Ф—72).
Для сварки латуни применяют плавленые флюсы (АН-20, ФН-10), а также специально разработанный для латуней флюс МАТИ-53. Ориентировочный режим сварки латуни толщиной 12 мм: ток дуги Iд = 450÷470 А, напряжение Uд = 30÷32В, скорость сварки vсв = 25 м/ч, используется односторонняя сварка без разделки кромок в один проход. Предел прочности сварного соединения из латуни марок Л62, ЛМд58-2, Л062-1, выполненного проволокой БрОЦ4-3 под флюсом АН-20, без усиления шва составляет 245—343 МПа, а с усилием шва 294— 392 МПа, угол загиба 100—180°.
Автоматическую дуговую сварку под флюсом применяют для соединения меди со сталью. Сварка производится со смещением электрода на медь, практически без оплавления стали: расплавленная медь смачивает стальную кромку и соединение образуется за счет диффузии меди в сталь. Применяется специальная разделка кромок: скос только медной кромки под углом 45° с притуплением, равным половине толщины. Стыковое или угловое соединения собираются без зазора, расстояние оси электрода от края медной кромки составляет 0,65—0,70 толщины меди. Режим сварки такой же, как и при сварке медных соединений, но сварочный ток снижают на 15—20%- Сварные соединения медь — низкоуглеродистая сталь обладают хорошими механическими свойствами: σв = 205÷225 МПа, ψ=59÷72%, KCU = 343÷981 кДж/м2.
СТЫКОВКА ТРУБ
Тем, кто намеревается стать профи в сварном деле, пригодится и теория, и практика. Ведь даже для сварки всего 2-х деталей применимы 33, может больше, способа. Пожалуй, более всех известны тавровые, угловые соединения, а также внахлест и встык.
Выбранный способ должен соответствовать характеристикам металла, и предназначению коммуникаций. Если взять многим известную систему отопления централизованного типа, то трубы сейчас больше сваривают встык. Надежность определит провар, который идет вкруговую.
Набор швов дуговой сварки представлен вертикальными, горизонтальными, потолочными и нижними, всего 4. От их местоположения в пространстве зависит выбор технологии.
Проще всего с нижними. Если свариваемая конструкция позволяет, то сварщик поворачивает ее вниз. Преимущества налицо. Металлу некуда стекать, брызги не полетят вовсе. Прокладка технологического трубопровода характеризуется многочисленными ответвлениями. Для него используют почти все виды швов, ведут сплошняком, можно и прерывисто.
