Медь обладает высокой теплопро­водностью и электропроводимостью, стой­
костью по отношению к воздействию различных химических веществ, сохра­няет высокие механические свойства в условиях глубокого холода.

Сварка меди затрудняется ее вы­сокой теплопроводностью, большой жид — котекучестью, способностью сильно окисляться в — нагретом и особенно ‘в расплавленном состоянии. На сварива­емость меди оказывают большое влияние примеси, входящие в ее состав (кислород, висмут, свинец, сера, фосфор, сурьма, мышьяк); особенно отрицательно влияет висмут. При нагреве и расплавлении медь, окисляясь, образует монооксид меди СщО, который, реагируя с во­дородом, растворенным в металле, вы­зывает склонность меди к водородной болезни (поверхностные трещины). Наи­лучшую свариваемость имеет электро­литическая медь, содержащая ие более 0,05% примесей.

Медь в расплавленном состоянии поглощает значительные количества во­дорода. При1 кристаллизации металла сварочной ванны с большой скоростью ввиду высокой теплопроводности меди и резкого уменьшения растворимости водорода в металле атомарный водород не успевает покинуть металл за счет десорбции. Монооксид меди восстанав­ливается водородом с образованием паров воды:

Cu20+2H-*2Cu + H20, что приводит к образованию в шве пор и трещин.

В околошовной зоне диффузион­но-подвижный водород взаимодействует с Си20, располагающейся по границам зерен; образующиеся пары воды, которые не растворяются в меди и не могут из нее выйти, создают в металле значитель­ные напряжения, приводящие к образо­ванию большого числа микротрещин. Это явление получило название во­дородной болезни меди. Для предупреж­дения водородной болезни меди следует снижать количество водорода в зоне сварки (прокалка электродов и флюсов, применение осушенных защитных газов). Сродство меди к азоту весьма мало, по­этому азот можно использовать при сварке меди в качестве защитного газа. ■ •

Для меди и сплавов на ее основе могут быть использованы все основ­ные способы сварки плавлением.

Ручная сварка угольным электро­дом находит ограниченное примене­ние преимущественно для малоответ­ственных изделий. Угольные электроды целесообразно использовать при толщи­не меди до 15 мм. При большие толщи­нах лучшие результаты получают, ис­пользуя графитовые электроды. Сварку выполняют электродами, заточенными на конус на 1 /з его длины, постоянным током прямой полярности. Плотность тока на электроде обычно составляет 200—400 А/см2 (табл. 28).

Сварку ведут длинной дугой во из­бежание вредного влияния на сва­рочную ванну выделяющегося СО. С этой же целью, а также в связи с возможностью охлаждения ванны при­садочный материал не погружают в ванну, а держат под углом примерно 30° к изделию на расстоянии 5—6 мм от поверхности ванны. Угольный элек­трод держат под углом 75—90° к сва­риваемому изделию. Углекислый газ, выделяющийся в процессе сварки, не­достаточно защищает расплавленный металл от окисления. Поэтому применя­ют присадочный материал с раскисли — телем — фосфором, а также флюс (94-^-

Таблица 28. Режимы сварки стыковых соединений меди и ее сплавов графитовым электродом

Толщина ме­талла, мм

Диаметр

электрода,

мм

Длина дуги, мм

Сварочный ток, А

2

6—7

5—8

125—200

5

8

10—15

200—350

8

10—12

15-20

300—450

13

15

25—30

500—700

96% прокаленной буры, 6—4% метал­лического магния). Флюс наносят на смоченную жидким стеклом поверхность прутка или на свариваемые кромки в виде пудры и просушивают на воздухе.

При толщине металла свыше 5 мм стыковое соединение сваривают с раз­делкой кромок под углом 70—90°. Сварку ведут на графитовой или асбес­товой подкладке с зазором между свариваемыми кромками не более 0,5 мм, электрод наклоняют углом вперед на 10—20° к вертикали. После сварки рекомендуется проковка швов. Соедине­ние из металла толщиной до 5 мм про­ковывают без подогрева, при боль­шей толщине — с подогревом до 800 °С и с последующим быстрым охлаждением. Стыковые швы рекомендуется сваривать в один слой с одной стороны во избежа­ние снижения механических свойств.

Ручную сварку покрытыми электро­дами выполняют на постоянном токе обратной полярности короткой дугой без поперечных колебаний (табл. 29). Лучшее формирование шва обеспечи­вает возвратно-поступательное движе­ние электрода. Удлинение дуги ухуд­шает формирование шва, увеличивает разбрызгивание, снижает механические свойства сварных соединений.

Медь толщиной до 4 мм сварива­ют без разделки кромок и подогре­ва. При толщине металла 5—10 мм необходимы предварительный подогрев до температуры 250—300 °С и односто­ронняя разделка кромок с углом 60—70° и притуплением кромок 1,5—3 мм. При

Таблица 29. Ориентировочные режимы ручной однопроходной сварки меди покрытыми электродами

Толщина ме­талла, мм

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, 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

6—8

400—420

больших толщинах рекомендуется X — образная разделка.

Для сварки меди наибольшее распро­странение получили электроды «Комсо­молец-100», в которых в качестве стержня использована медная проволо­ка Ml и М2. Медные электроды диа­метром менее 3 мм применяют редко вследствие низкой механической проч­ности стержня. При использовании проволоки такого диаметра ее предвари­тельно нагартовывают. Покрытие нано­сят окунанием толщиной 0,4— 0,8 мм иа сторону, просушивают при нормальной температуре 4—5 ч, затем прокаливают при температуре 200—400 °С в течение 3—4 ч.

Разработаны высокопроизводительные электроды марок АНЦ-1 и АНЦ-2, обеспечивающие выполнение сварки без подогрева меди толщиной до 15 мм или с невысоким (250—400 °С) подогревом для металла больших толщин.

Ручную аргонодуговую сварку вы­полняют вольфрамовым электродом по­стоянным током прямой полярности в аргоне высокой чистоты. Возможна также сварка в среде гелия, азота или их смеси и водорода. Металл толщиной более 4 мм сваривают с предварительным подогревом до температуры 800 °С. В качестве присадки используют прутки из раскаленной меди, медно-никелевого сплава (МНЖКТ-5-1-0,2-0,02), бронзы (БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3), а также спе­циальных сплавов, содержащих эф­фективные раскислители — редкоземель­ные металлы (РЗМ). Для металла толщиной свыше 5—6 мм применяют

V — или Х-образную разделку кромок с углом раскрытия 60— 70°. Сварку ведут обычно справа налево при наклоне электрода по отношению к изделию углом вперед на 80—90°, угол наклона присадочной проволоки 10—15°, вылет электрода 5—7 мм. Высокую произво­дительность сварочных работ обеспе­чивает ручная гелиево-дуговая свар­ка меди иа формированных режи­мах (700—900 А).