№112 Свариваемость меди

Свариваемость меди.

Медь сваривается плохо ввиду ее высокой теплопроводности,

жидкотекучести и повышенной склонности к образованию трещин при сварке.

Теплопроводность меди при комнатной температуре в шесть раз больше теплопроводности технического железа, поэтому сварка меди и ее сплавов должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а во многих случаях с предварительным и сопутствующим подогревом основного металла.

При переходе из твердого состояния в жидкое медь выделяет большое количество теплоты (скрытая теплота плавления), поэтому сварочная ванна поддерживается в жидком состоянии более длительное время, чем при сварке стали. Повышенная жидкотекучесть меди затрудняет ее сварку в вертикальном, горизонтальном и особенно в потолочном положениях.

Водород в присутствии кислорода оказывает отрицательное действие на свойства меди. Водород, проникающий в медь при повышенных температурах сварки, реагирует с кислородом оксида меди (Cu₂О + 2Н →Н₂О + 2Cu), образует водяной пар, который, стремясь расшириться, приводит к появлению мелких трещин. Это явление при сварке меди называют «водородной болезнью». Если сваривать медь покрытыми медными электродами без подогрева свариваемого изделия (с быстрым охлаждением), то возникают горячие трещины.

При сварке с подогревом, создающим условия медленного охлаждения, водяной пар в большинстве случаев до затвердевания металла выходит наружу. Небольшая часть водяного пара остается между слоем сварочного шлака и поверхностью металла шва. В результате этого поверхность металла шва после удаления еще горячего шлака становится неровной с мелкими углублениями, что можно избежать при очень медленном охлаждении шва и шлака. Чем больше содержится кислорода в свариваемой меди, тем значительнее проявляется «водородная болезнь».

Примеси в меди мышьяка, свинца, сурьмы, висмута и серы затрудняют сварку. Они практически не растворяются в меди, не образуют с ней легкоплавкие химические соединения, которые, находясь в свободном состоянии,, располагаются по границам зерен и ослабляют межатомные связи. В результате под действием растягивающей усадочной силы в процессе охлаждения сварного соединения образуются горячие трещины. Поэтому содержание каждой из вредных примесей (кислорода, висмута, свинца в меди и в сварочных материалах) не должно быть более 0,03%, а для особо ответственных сварных изделий — 0,01%.

Коэффициент линейного расширения меди больше коэффициента линейного расширения железа, в связи с чем сварочные деформации при сварке конструкций из меди и ее сплавов несколько больше, чем при сварке сталей.