Zavarivanje bakra: Opsežan vodič od početnika do profesionalca

This guide covers copper welding and copper to steel welding including mild steel, carbon steel and stainless steel.

Objasnio sam što je bakar, njegove važne vrste, kako možete zavariti bakar na bakar i druge metale koristeći različite vrste šipki za zavarivanje. Također, pokriva lemljenje i lemljenje bakra.

Vodič za zavarivanje, lemljenje i lemljenje bakra

Bakar ima visoku toplinsku i električnu vodljivost. Također nudi vrlo dobru korozijsku otpornost na koroziju morske vode, kemikalije i opću koroziju. Bakrene legure imaju različita svojstva u usporedbi s bakrom ovisno o kemijskom sastavu.

Legirajući elementi općenito se odnose na poboljšanje čvrstoće (npr. kositar), jednostavnost lijevanja snižavanjem tališta (npr. cink + kositar), poboljšanje otpornosti na koroziju (npr. aluminij) ili poboljšanje obradivosti (npr. olovo).

Od faznog dijagrama za sustav legure može se očekivati ​​da pruži naznaku razloga za djelovanje legirajućeg elementa. Jedan poseban slučaj koji zaslužuje pozornost je kisik. Razine kisika u komercijalnom ‘čistom’ bakru imaju značajan učinak na njegovu vodljivost i rastegljivost.

Legure bakra

Komercijalne legure bakra temelje se na četiri glavna legirajuća elementa i klasificiraju se u pet skupina kao:

• Mjed – legura bakra i cinka
• Fosforna bronca – legura bakra i kositra
• Aluminijska bronca – Bakrena legura aluminija
• Silicijska bronca – legura bakra i silicija
• Cupronickel – legura bakra i nikla

Postoji niz višekomponentnih legura gdje su osnovna svojstva binarnog sustava poboljšana dodatnim legurama

Material delivery specification:

Glavne specifikacije materijala za legure bakra su: ASME B16.22, 16.50, ASTM B-42, ASTM B-75, ASTM B-111, ASTM B-152, ASTM B-280, ASTM B-302, ASTM B-359 , ASTM B-543, ASTM B-819.

ASME odjeljak IX zavarivanje P. br. za bakar i legure na bazi bakra: P31, P32 i P33

Neke od važnih legura bakra sa svojim UNS brojem i P. brojem zavarivanja zajedno s njihovim svojstvima i dostupnim oblicima proizvoda dani su u donjoj tablici za referencu.

Razmatranje zavarivanja za zavarivanje bakra:

Prilikom zavarivanja bakra imajte na umu sljedeće:

1. Bakar ima visoku toplinsku vodljivost, otprilike 8 puta veću od čelika. To rezultira vrlo brzim odvođenjem topline pri zavarivanju.
2. Tendencija nedostatka fuzije i nedovoljnog prodiranja zbog visoke toplinske/toplinske vodljivosti.
3. Mogućnosti poroznosti zbog vodika apsorbiranog tijekom zavarivanja.
4. Opasnost od vrućih pukotina pri zavarivanju elektrolitičkog tvrdog smolnog bakra (tip C11000).

Legure bakra općenito se lako zavaruju, ali postoji osam važnih čimbenika koje treba uzeti u obzir kao što je navedeno u nastavku:

• Toplinska vodljivost: Visoka toplinska vodljivost otežava unos topline
• Toplinsko širenje: Vrijednosti su općenito veće nego za čelik i može doći do izobličenja
• Fazne reakcije: Omekšavanje legura koje otvrdnjavaju starenjem može biti važno
• Viskoznost metala: Visoka fluidnost bakrenih legura otežava održavanje bazena za zavarivanje.
  Podložne ploče su bitne, a zavarivanje izvan položaja je teško.
• Stvaranje plina: vodik ili vodu mogu lako apsorbirati legure koje sadrže kisik i stvaraju poroznost. Mnogi bakreni bakar je namjerno dizajniran da ima nešto kisika i prepoznavanje tih legura prema izgledu može biti teško.
• Vruće pucanje: ovo se može očekivati ​​kada je njihov široki raspon od krutog do tekućeg ili gdje postoje nečistoće niske točke taljenja koje daju liniju slabosti tijekom zadnjih faza skrućivanja
• Isparavanje: Kadmij, cink i telur mogu ispariti iz bazena za zavarivanje i premašiti sigurnu atmosfersku razinu ako nema odgovarajuće ventilacije.
• Čistoća površine: Zbog osjetljivosti bakrenih legura na nečistoće, priprema prije
  zavarivanje treba osigurati da su sve površine čiste.

SMAW/štapno zavarivanje bakra:

Štapno zavarivanje ili SMAW zavarivanje izvodi se pomoću tipova elektroda za zavarivanje ECu i ECuSi, ECuSn-A i ECuSn-C.

Elektroda za zavarivanje tipa ECU mora se koristiti kada se bakar spaja za dobru električnu ili toplinsku vodljivost. Npr. električni priključak ili zavareni spoj hladnjaka/prijenos topline.

Tipovi ECuSi, ECuSn-A i ECuSn-C nude dobru zavarljivost za zavarivanje bakra kada nije potrebna dobra električna ili toplinska vodljivost, tj. kada je potrebno oblikovati spojeve u cijevima ili strukturi. Ove elektrode nude dobro prodiranje i fuziju jer je njihova toplinska vodljivost manja zbog legiranja. Primjerice, primjena je bakreni cjevovod za prijenos tekućina, zavarivanje bakrenih spremnika itd.

TIG/MIG zavarivanje bakra:

TIG/MIG zavarivanje bakra izvodi se pomoću ERCu, ERCuSi-A, ERCuSn-A, itd. ERCu, ERCuSi-A, ERCuSn-A su najbolja TIG/MIG zavarivačka dodatna šipka za zavarivanje bakra i njegovih legura.

Primjena ovih potrošnih materijala slična je njihovoj ekvivalentnoj SMAW elektrodi kao što je gore objašnjeno.

Čisti argon se koristi kao zaštitni plin za zavarivanje bakra u TIG i MIG zavarivanju. Helij je pomiješan s argonom, što pomaže u smanjenju temperature predgrijavanja. TIG zavarivanje je korisno do 5 mm debljine. Za debljine veće od 5 mm poželjno je MIG zavarivanje.

Preheating copper for welding:

Gubitak topline u zavarenom spoju zbog visoke toplinske vodljivosti zahtijeva prethodno zagrijavanje bakra prije zavarivanja. Temperatura predgrijavanja ovisi o:

1. Debljina osnovnog metala
2. Korišteni postupak zavarivanja
3. Vrsta zaštitnog plina

Donji grafikon (uzimajući u obzir gornja 3 parametra) dobar je vodič za odlučivanje o minimalnoj temperaturi predgrijavanja pri zavarivanju bakra:

Donja slika prikazuje učinak zaštitnog plina i temperature predgrijanja na penetraciju zavarivanja kod MIG zavarivanja bakra uz identičnu struju zavarivanja i brzinu kretanja.

Zavarivanje bakra na ugljični čelik/nehrđajući čelik s SMAW, TIG/MIG

Štapno zavarivanje ili SMAW zavarivanje bakra na nehrđajući čelik ili ugljični čelik izvodi se pomoću ECuSi šipke. TIG i MIG zavarivanje bakra na nehrđajući čelik ili ugljični čelik izvodi se pomoću ERCuSi-A. Čisti plin argon koristi se za zaštitu i pročišćavanje u TIG-MIG zavarivanju.

Zagrijte bakar na 200-400°C prije zavarivanja kako biste postigli dobro taljenje i izbjegli probleme s nedovoljnim prodiranjem.

Lemljenje bakrom

Lemljenje se intenzivno koristi s bakrenim legurama – uglavnom u primjenama retikulacije vode. Glavno područje važnosti je potreba za čistom površinom kako bi se omogućilo lemu ili leguri za lemljenje da ‘namoči’ površinu. Iz tog razloga je važan izbor ispravnog fluksa.

Legure za tvrdo lemljenje dizajnirane su za rad u određenom rasponu tališta – čvrstoća legure općenito je manja što je niža točka taljenja. Normalne legure za lemljenje čelika imaju previsoka tališta.

Oni koji se koriste s legurama bakra obično se temelje na legurama Ag-Cu – stoga se za te legure često koristi izraz ‘srebrni lem’. Važno je napomenuti da propisi o atmosferskoj kontaminaciji mogu utjecati na izbor legura koje sadrže kadmij u zatvorenim prostorima.

Lemljenje Žica za punjenje

Lemljenje bakra provodi se pomoću šipki za lemljenje tipa BCuP & BAg (AWS SFA br. 5.8). U klasifikaciji žice:

1. B znači lemljenje
2. Cu znači bakar,
3. P znači fosfor
4. Ag znači tračak

Više pojedinosti o različitim šipkama za tvrdo lemljenje možete pronaći u ASME odjeljku IIC, SFA 5.8: Specifikacija za metale za punjenje za tvrdo lemljenje i zavarivanje tvrdom lemom.

Koraci za lemljenje

• Očistite površinu krpom.
• Nanesite topilo na obje površine za lemljenje. Prilikom tvrdog lemljenja bakra na nehrđajućem čeliku, odaberite prašak koji može nagrizati nehrđajući čelik.
• Spojite dijelove. Cijev bi trebala biti do kraja umetnuta u priključak za čvrsto lemljenje. Najbolji rezultati postižu se s razmacima od 0,03 mm do 0,08 mm [0.001 into 0.003 in].

• Zagrijte spoj kružnim pokretima kako biste postigli ravnomjerno zagrijavanje. Nanesite šipku za tvrdo lemljenje. Što je spoj čvršći, to je kapilarno djelovanje zgloba bolje.
• Očistite dio nakon što se ohladi.

Lemljenje bakra

Poput tvrdog lemljenja, lemljenje je proces bez fuzije. Topitelji su važni i obično su rješenja, dok su mnogi topitelji za lemljenje prahovi ili paste. Fluksevi za lemljenje kreću se od blagih oksidnih otapala do agresivnih kiselih klorida. Lemovi se uglavnom temelje na sustavu olovo-kositar, a najjači članovi ove skupine su oni koji su najbliži eutektičkoj točki (61,9%Sn). Ako je potreban lem veće čvrstoće, dodaje se mala količina srebra ili antimona.

Lemovi su u biti krti i slabi u napetosti i uvijek ih treba opteretiti na smik. Treba imati na umu da kako se legure približavaju svom talištu, postaju podložne loma puzanjem. Svi lemovi su blizu svoje točke taljenja i pokazuju prekid puzanja čak i na sobnoj temperaturi.

Mala povećanja temperature mogu znatno skratiti život opterećenih lemljenih spojeva. Kod nekih legura može doći do krhkosti od tekućeg metala – postoji pitanje o prodiranju kositra pri lemljenju opterećenog bakronikla.

Copper welding standards

1. BS EN ISO 9606-3:1999 Kvalifikacija zavarivača za bakrene legure
2. BS EN 13347:2002 Dodatna žica/šipka za zavarivanje bakra
3. BS 2901-3:1990 Dodatna žica/šipka za elektrolučno zavarivanje u oklopu plina za zavarivanje bakra
4. BS EN 13347:2002 Dodatna žica/šipka za zavarivanje bakra
5. BS EN 14640:2005 Dodatna žica/šipka za zavarivanje bakra

Slični postovi:

Open this in UX Builder to add and edit content