Zavarivanje bakra

Copper welding

Copper welding differs from steel and other non-ferrous metals in terms of properties and color. It has a high density compared to steel.

Bakar je jedan od plemenitih metala, lako se oblikuje, žilav je, a osobito ga odlikuje dobra vodljivost topline i elektriciteta. Preferirane metode zavarivanja bakra su postupci plinskog zavarivanja, MIG i TIG zavarivanja.

Bakar se miješa s drugim elementima za proizvodnju bakrenih legura kao što su mesing i bronca.

Bronca je legura bakra s kositrom, aluminijem, manganom i željezom dok je mjed legura bakra i cinka.

• Mesing: bakar + cink,
• Bronca: bakar + kositar.

Glavni legirajući element bronce je kositar. Bronce su također aluminij, kadmij. Legura bakra s nikal-kupronikalom, legura s niklom i cink-nikal srebrom.

Kupronikal i bronca otporni su na aktivno djelovanje vode i stoga se uglavnom koriste u pomorskoj industriji.

Pročitajte više: Vodič za zavarivanje mesinga.

Weldability of copper

Bakar i njegove legure mogu se zavarivati ​​elektrolučnim zavarivanjem, iako je stupanj zavarljivosti manji u odnosu na čelik. Izazovi u zavarivanju bakra i njegovih legura mogu se pripisati nekoliko čimbenika.

• Prvo, zbog svoje visoke toplinske vodljivosti, postoji tendencija neadekvatnog spajanja.
• Drugo, veliko toplinsko širenje bakra može uzrokovati izobličenje i pucanje.
• Treće, nisko talište bakra može rezultirati uključcima troske kod zavarivanja štapom (SMAW) budući da temperatura taljenja troske može biti viša od temperature zavarivanog metala.

• Četvrto, gruba kristalna zrna u metalu zavara mogu negativno utjecati na njegova mehanička svojstva.
• Konačno, dodavanje određenih elemenata, kao što su Pb, Sn, Bi i P, može uzrokovati pucanje i krtost, dok pare Zn mogu rezultirati nedovoljnom fuzijom.

Problemi zavarljivosti bakra

Bakar, kao i svi obojeni metali, sklon je apsorbirati atmosferske plinove tijekom procesa zavarivanja. To može utjecati na zavar zbog stvaranja poroznosti zavarivanja.

Druga dva čimbenika koja igraju važnu ulogu u zavarivanju bakra su toplinska vodljivost i toplinsko širenje materijala. U slučaju bakra:- Toplinska vodljivost na sobnoj temperaturi 6 puta, a na temperaturi od 1000 stupnjeva Celzijevih 15 puta veća, – Toplinsko širenje je 1,4 puta veće i – Skupljanje tijekom skrućivanja je oko dva puta veće.

u usporedbi s mekim čelikom. Visoka toplinska vodljivost znači da se velik dio unesene topline zavarivanja rasipa u osnovni materijal. Kao rezultat, ova toplina više nije dostupna za topljenje osnovnog materijala.

Tijekom zavarivanja bakra, sljedeći mogu biti glavni problemi zavarljivosti:

1. Povećana oksidacija kada se zagrije do rastaljenog stanja.
2. Visoka osjetljivost na štetne učinke vodika.
3. Tendencija povećane deformacije i krtosti zavarenih proizvoda uslijed zagrijavanja u zoni toplinske obrade.
4. Utjecaj nečistoća koje dovode do pucanja i krtosti zavarenog šava.

Prije početka rada, šavovi se pažljivo čiste od onečišćenja i oksidacije. Da bi zavarivanje bakra bilo uspješno, potrebno je zaštititi kupku od utjecaja kisika.

Da biste to učinili, preporuča se koristiti žicu za elektrode, koja mora biti legirana aluminijem i fosforom. U nekim slučajevima potrebno je prethodno zagrijati bakar prije zavarivanja.

Copper stick welding (SMAW)

Za zavarivanje bakra i njegovih legura, odgovarajući dodatni metali ERCu i ECu mogu se koristiti s TIG, MIG i štapnim zavarivanjem.

Međutim, za primjene gdje visoka električna ili toplinska vodljivost nije potrebna, mogu se koristiti dodaci tipa bakrene legure kao što su ERCuSi-A, ERCuSn-A, ECuSi, ECuSn-A i ECuSn-C.

Ovi dodaci od bakrenih legura imaju nižu toplinsku vodljivost od dodataka tipa bakra, što rezultira boljim taljenjem pri nižim temperaturama predgrijavanja.

Bez obzira na to, metali za varenje od silicija i fosforne bronce imaju veći električni otpor od osnovnog metala bakra.

TIG & MIG zavarivanje bakra

TIG i MIG proizvode bolju fuziju i prodiranje od SMAW jer imaju veću koncentraciju topline.

Plin argon se obično koristi za zaštitu u TIG & MIG, dok plin helij može smanjiti minimalnu temperaturu predgrijavanja.

Općenito, TIG je prikladniji za tanke metale do 6 mm, dok je MIG prikladniji za deblje metale preko 6 mm.

Zbog visoke toplinske vodljivosti bakra, potrebno je prethodno zagrijavanje kako bi se postiglo potpuno spajanje i dovoljno prodiranje spojeva.

Plinsko zavarivanje bakra

Basically, copper can be welded very well with gas welding. However, depending on the application and for pipe thicknesses up to 3 mm, processes such as brazing of copper pipes are more likely to be used.

Kod plinskog zavarivanja (plamen plin-kisik), bakreni izradak mora biti ravnomjerno prethodno zagrijan na 400°F do 1000°F (200°C do 500°C). To je zbog visoke toplinske vodljivosti bakra.

Zbog brzog razvijanja pasivnog sloja, pri spajanju dvaju bakrenih izradaka mora se koristiti odgovarajući topilac. Topila se obično nanose na spojeve šavova i na šipke za zavarivanje.

Žica za plinsko zavarivanje bakra

Žice i šipke za zavarivanje od bakra i bakrenih legura klasificirane su u specifikaciji AWS A5.7. Najčešće korištene bakrene žice za plinsko zavarivanje su:

1. ERCu (čisti bakar),
2. ERCuSi-A (silikonska bronca),
3. ERCuSn-A (fosforna bronca),
4. ERCuSn-C (fosforna bronca),
5. ERCuNi (bakar-nikal),
6. ERCuAl-A1 (aluminijska bronca),
7. ERCuAl-A2 (aluminijska bronca),
8. ERCuAl-A3 (aluminijska bronca),
9. ERCuNiAl (nikl-aluminijska bronca),
10. ERCuMnNiAl (mangan-nikl aluminijska bronca).

Kemijski sastav ovih gore navedenih žica za zavarivanje dat je u donjoj tablici.

TIG zavarivanje bakra i njegovih legura

Pročitajte više: Kako zavariti aluminijsku broncu.

Copper and its alloys can be welded by TIG welding. Protection against pure argon gas is required to protect the welding pool.

Ispod su tipovi bakrenih TIG žica za zavarivanje.

1. ERCu: Za zavarivanje čistog bakra,
2. ERCuSi-A: Za zavarivanje silikonske bronce,
3. ERCuSn-A: Za zavarivanje fosforne bronce,
4. ERCuSn-C: Za zavarivanje fosforne bronce,
5. ERCuNi: Za zavarivanje bakar-nikal,
6. ERCuAl-A1: Za zavarivanje aluminijske bronce,
7. ERCuAl-A2: Za zavarivanje aluminijske bronce,
8. ERCuAl-A3: Za zavarivanje aluminijske bronce,
9. ERCuNiAl: Za zavarivanje nikal-aluminijske bronce,
10. ERCuMnNiAl: Za zavarivanje mangan-nikl aluminijske bronce.

Prethodno zagrijavanje za zavarivanje za zavarivanje bakra

Primijenite temperaturu predgrijavanja zavarivanja od 400°F do 1000°F (200°C do 500°C) kada zavarivate pomoću ERCu žice za punjenje. ERCu se može koristiti s TIG i MIG zavarivanjem.

Za zavarivanje s ERCuSi nije potrebno prethodno zagrijavanje. Međutim, potrebna je kontrola međuprolazne temperature. Održavajte međuprolaznu temperaturu ispod 150°F (65°C) kako biste izbjegli pojavu vrućih pukotina.

Za zavarivanje aluminijske bronce predgrijavanje općenito nije potrebno.

Welding of copper with steel

Zavarivanje bakra s čelikom je teško, ali je moguće. Jedina stvar na koju morate obratiti pozornost je različita točka taljenja metala.

Stoga, prilikom pripreme za zavarivanje, potrebno je da čelična korijenska površina bude veća od bakra kako bi se osiguralo dobro taljenje.

Pročitajte više: Vodič za lemljenje bakra, lemljenje bakra na čelik i aluminij.

Ako se zavarivanje izvodi štapićastim elektrodama, zavarivanje se izvodi na istosmjernu struju (DCEP).

Zavarivanje čelika (mekog čelika, ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika) na bakar može se izvesti pomoću ECuNi ili ECuAl-A2 šipke za zavarivanje.

Slično, TIG zavarivanje čelika (blagog čelika, ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika) na bakar može se izvesti pomoću ERCuNi ili ERCuAl-A2 TIG šipke za punjenje.

FAQ

P: Koji su neki od izazova zavarivanja bakra i njegovih legura?

Neki od izazova zavarivanja bakra i njegovih legura uključuju visoku toplinsku vodljivost, koja može uzrokovati nedovoljno taljenje, kao i veliko toplinsko širenje, što može uzrokovati izobličenje i pucanje. Nisko talište bakra također može uzrokovati uključivanje troske, a gruba kristalna zrna metala za zavarivanje mogu pogoršati mehanička svojstva

P: Koje se tehnike zavarivanja mogu koristiti za bakar i njegove legure?

O: Najčešće tehnike zavarivanja koje se koriste za bakar i njegove legure su elektrolučno zavarivanje s plinskim volframom (GTAW ili TIG zavarivanje), elektrolučno zavarivanje s plinskim metalom (GMAW ili MIG zavarivanje) i elektrolučno zavarivanje zaštićenim metalom (SMAW ili štapno zavarivanje).

P: Koji se plinovi obično koriste za zaštitu pri zavarivanju bakra?

O: U GTAW i GMAW, plin argon općenito se koristi za zaštitu, iako se plin helij može koristiti za smanjenje minimalne temperature predgrijavanja.

P: Koja je najveća debljina bakra koji se može zavariti korištenjem GTAW i GMAW?

O: GTAW je općenito prikladan za zavarivanje tankih metala do 6 mm, dok se GMAW obično koristi za zavarivanje debljih metala preko 6 mm.

Open this in UX Builder to add and edit content