Медь и ее сплавы обладают большой теплопроводностью, что создает дополнительные трудности при их газопламенной обработке. Для преодоления теплопроводности меди требуется концентрация большего количества тепла, что влечет за собой перегрев металла и укрупнение его структуры. Кроме того, медь обладает низкой стойкостью к образованию трещин в массиве сварочного шва и склонностью к образованию газовых включений. Свариваемость меди во многом зависит от наличия примесей и, в первую очередь, оксидов. Чем меньше в меди содержится оксидов, тем выше ее свариваемость. Кроме того, образовавшийся при повышенных температурах оксид меди размещается по границам кристаллической решетки, что приводит к повышению хрупкости сварочного шва.
Подготовка к сварке медных деталей заключается в тщательной зачистке до металлического блеска кромок и протравке их в азотной кислоте. Детали плотно сжимают между собой без скоса кромок. Медь варят нормальным пламенем с применением защитных флюсов, что препятствует образованию оксидов меди. Сварку ведут быстро, без перерывов в работе. В качестве присадочного материала можно использовать обычную медную проволоку, диаметр которой зависит от толщины свариваемого металла. Кроме того, для сварки меди часто используют специальную проволоку марки МСр-1. Зависимость толщины присадочной поволоки от толщины свариваемых деталей отражена в таблице 55.
Таблица 55. Соотношение толщин присадочной проволоки и свариваемой детали
| Толщина меда, мм | До 1,5 | 1,5-2,5 | 2,5-4 | 4-8 | 8-15 | Более 15 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм | 1,5 | 2 | 3 | 4-5 | 6 | 8 |
Сварку медных деталей ведут в один слой, а при необходимости сварки листов толщиной более 10 мм работают одновременно двумя горелками с двух сторон. Для защиты сварочной ванны используют флюсы, примерный состав которых приведен в таблице 56.
Таблица 56. Состав флюсов для защиты сварочной ванны
| Компонент | Состав флюса (помасое), % | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
| Бура прокаленная | 100 | - | 50 | 75 | 50 | 50 | 70 | 56 |
| Борная кислота | - | 100 | 50 | 25 | 35 | - | 10 | |
| Поваренная соль | - | - | - | - | 20 | 22 | ||
| Фосфорнокислый натрий | - | - | - | - | 15 | 15 | - | - |
| Кварцевый песок | - | - | - | - | - | - | - | |
| Древесный уголь | - | - | - | - | - | - | - | |
| Углекислый калий (поташ) | - | - | - | - | - | - | - | 22 |
Флюсы вводят в виде порошков, пасты или подают зону сварочной ванны в парообразном состоянии.
Для придания сварочному шву необходимых механических свойств после сварки осуществляют проковку, которую для листов толщиной до 4 мм выполняют в холодном состоянии. Листы толщиной более 4 мм перед проковкой подогревают до температуры 500 - 600°С. Необходимую вязкость сварочных швов получают при термической обработке. Для этого деталь нагревают до температуры 550 - 600°С и быстро охлаждают в воде.
Латунь представляет собой сплав меди с цинком. В специальную латунь могут вводить дополнительные добавки алюминия, свинца, никеля, кремния и других легирующих элементов. Сварочная ванна, получающаяся при газопламенной обработке, активно впитывает в себя газы, что способствует образованию пор и трещин. Кроме того, цинк, имеющийся в составе латуни, под действием высоких температур кипит и испаряется, что сказывается на свойствах сварочного шва. Зависимость температуры кипения цинка от состава латуни отражена на рис.117.
Рис.117 Зависимость температуры кипения цинка от состава латуни: 1 -температура кипения цинка; 2-температура сварки; 3-температура полного расплавления
Для того чтобы уменьшить это отрицательное явление, при сварке создают избыток кислорода, который способствует созданию окислов. Оксиды покрывают сварочную ванну пленкой, которая снижает испарения цинка. С этой же целью вводят в виде присадки кремний, который активно окисляется под действием кислорода, создавая над сварочной ванной тугоплавкую пленку. Диаметр присадочного материала подбирают в зависимости от толщины свариваемой латуни по таблице 57.
Таблица 57. Соотношение толщины латуни и диаметра присадочного материала
| Толщина свариваемой латуни | 1-2 | 2-3 | 4-5 | 6-7 | 8-10 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм | 2 | 3 | 5 | 7 | 9 |
Марку присадочного материала подбирают, исходя из марки свариваемой латуни. Ацетилено-кислородную сварку ведут окислительным пламенем с применением флюсов, состав которых приведен в таблице 58.
Таблица 58. Флюсы для ацетилено -кислородной сварки
| Компонент | Состав флюса {по массе), % | |||
| №1 | №2 | №3 | Марки БМ-1 | |
| Бура прокаленная | 100 | 50 | 20 | - |
| Борная кислота | - | 35 | 80 | - |
| Фтористый натрий | - | 15 | - | - |
| Метилборат | - | - | - | 75 |
| Метиловый сирт | - | - | - | 25 |
При толщине свариваемой латуни более 6 мм используют многослойную сварку, накладывая каждый последующий шов после тщательной зачистки предыдущего. Сварку латуни можно выполнять пропан-бутановыми смесями и керосино-кислородным пламенем.
Кромки металла перед сваркой зачищают до металлического блеска и протравливают 10%-ным раствором азотной кислоты с последующей промывкой и просушкой. Швы после сварки проковывают или проколачивают, придавая им нужные механические свойства.
Бронза представляет собой сплав меди с любым металлом кроме
цинка, поэтому при ее сварке нет необходимости выполнять защиту кремнием. В
зависимости от состава бронза может быть оловянистой (когда в сплаве
присутствует олово) и безоловянистой, содержащей в составе алюминий, кремний,
никель, хром и другие металлы, кроме олова.
Олово является легкоплавким
металлом, поэтому во избежание его выгорания не допускается избыток в пламени
кислорода. Избыток в пламени ацетилена может привести к пористости шва, поэтому
оловянистые бронзы варят строго нормальным пламенем. Жидкотекучесть оловянистой
бронзы не позволяет выполнять сварку в других положениях шва, кроме нижнего.
Присадочный материал следует подбирать того же состава, что и основной.
Допускается применение в качестве присадочного материала фосфористой бронзы,
потому что фосфор является хорошим раскислителем. Сварочный шов после сварки
подвергают отжигу при температуре 750°С и закалке при температуре 600 - 650°С.
Это позволит придать шву необходимые физико-механические свойства, что особенно
важно в ответственных конструкциях.
Бронза, имеющая в своем составе алюминий, требует нормального пламени, так
как тугоплавкие окислы алюминия А120„ получающиеся при избытке кислорода,
оседают на дно сварочной ванны. Флюсы используют те же, что и при сварке меди, а
присадочный материал лучше использовать того же состава, что и свариваемая
бронза.
При наличии в бронзе кремния ответственные детали перед сваркой
подвергают предварительному нагреву до температуры 300
-350°С.
