Рассмотрим сварку в защитных газах. Этот способ позволяет получать сварные соединения с наиболее высокими свойствами (механическими, коррозионными и т. д.), так как металл шва содержит минимальное количество примесей.

Сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. Используют инертные по отношению к меди газы: аргон всех сортов по ГОСТ 10157-73, гелий (чистотой 99,9%), азот (с дополнительным его осушением и очисткой сели-кагелем). Эти газы в меди не растворяются и с ней не взаимодействуют. Целесообразно использование газовых смесей типа 70 -5--т- 80% Аг + 20 -г- 30% N2 для экономии аргона и увеличения производительности (повышается глубина проплавления).

Используют вольфрамовые лантанированные или иттрирован-ные электроды диаметром до 6 мм. В качестве присадочного металла при сварке плавящимся и неплавящимся электродом пригодна проволока из меди и ее сплавов, которые по составу идентичны основному металлу, но содержат раскислители (медь марок МО, Ml, M2; медно-кремнистая бронза БрКМц 3-1; хромистая бронза БрХ 0,7).

Свариваемые кромки и сварочную проволоку тщательно очищают от окислов и загрязнений: кромку - механическим путем (наждаком, металлической щеткой и т. п.), проволоку - травлением в растворе, состоящем из азотной, серной и соляной кислот, с последующей промывкой в воде, щелочи, воде и сушкой горячим воздухом.

В ряде случаев (сварка в азоте) для улучшения качества применяют флюс на борной основе, который наносят на присадочный металл, либо закладывают в канавку подкладки.

Подготовка кромок зависит от толщины металла. При толщине металла d < 5 мм - без скоса кромок, при h = 6 - 12 мм - V-образная и при большей толщине - Х-образная разделка с углом раскрытия 70-90 град. для неплавящегося электрода и 60- 70 град. для плавящегося без притупления. Детали под сварку собирают на прихватках (шаг до 400 мм) или в специальных жестких приспособлениях, обеспечивающих меньшие деформации. Для формирования корня шва используют подкладки из предварительно про-каленного графита или меди (в этом случае с водяным ее охлаждением). Металл толщиной до 5 мм сваривают с подогревом до температуры 350 град. С. С увеличением толщины металла подогрев увели-чивают до температуры 600-800 град. С.

При неплавящемся электроде сварку выполняют на переменном токе или на постоянном токе прямой полярности. При сварке плавящимся электродом используют постоянный ток обратной полярности. Выбор диаметра вольфрамового электрода и присадки зависит от толщины свариваемого металла.

Сварочный ток при сварке вольфрамовым электродом выбирают в зависимости от диаметра электрода, рода тока и защитного газа. При сварке в азоте или смеси азота с гелием силу тока уменьшают на 10-15%, а напряжение повышают на 15-20%.

При сварке плавящимся электродом в инертных газах используют обычные полуавтоматы для сварки в защитных газах и сварочную проволоку диаметром 1-2 мм; сила сварочного тока 150- 200 А для проволоки диаметром 1 мм и 300-450 А для проволоки диаметром 2 мм; напряжение дуги 22-26 В; скорость сварки зависит от сечения шва. При сварке латуней, бронз и медно-никелевых сплавов наиболее широко используют вольфрамовый электрод, %так как при сварке плавящимся электродом происходит более интенсивное испарение цинка, олова и др.

При использовании плавящегося электрода небольшого диаметра (0,8-1,4 мм) достаточно хорошо свариваются латуни и медно-иикелевые сплавы. В связи с меньшей теплопроводностью этих сплавов предварительный подогрев (до 100-150 град. С) требуется при толщине металла свыше 12 мм.

Другие способы сварки. Среди других способов сварки меди и ее сплавов наиболее важное значение имеют ручная дуговая сварка плавящимся толстопокрытым электродом и механизированная дуговая сварка под флюсом.

Механизированная сварка под флюсом возможна неплавящимся угольным или графитовым электродом и по обычной схеме плавящимся электродом. При сварке угольным электродом кромки собирают на графитовой подкладке, поверх стыка накладывают полоску латуни, которая служит присадочным металлом. Дуга горит между угольным электродом, заточенным в виде плоской лопаточки, и изделием под слоем флюса. Обычно используют флюс марки ОСЦ-45; раскислителем служит цинк, содержащийся в присадочном металле.

Способ пригоден для сварки металла толщиной до 10 мм. Диаметр электрода до 18 мм, сила тока до 1000 А, напряжение дуги 18-21 В, скорость сварки 6-25 м/ч. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Предварительный подогрев закорачиванием электрода на изделие перед началом сварки.

Для механизированной сварки плавящимся электродом под флюсом используют стандартные автоматы типа АДС-1000 и флюсы типа ОСЦ-45, АН-348А и АН-20. Сварочная проволока диаметром 3-5 мм из меди марок Ml, M2 или бронзы КМц 3-1, БрОЦ 4-3 и др., содержащих раскислители.

Однопроходную сварку и первые слои при многопроходной сварке выполняют на графитовой подкладке или флюсовой подушке. В связи с отсутствием предварительного подогрева начало шва располагают на выводной планке. При толщине листов до 15 мм соединение без скоса кромок; при большей толщине - V-образная разделка с углом раскрытия 90 град., притупление 2-5 мм, без зазора.

При использовании сдвоенного (расщепленного) электрода металл толщиной до 30 мм можно сваривать без разделки кромок с расположением электродов поперек шва. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности сварочной проволокой диаметром до 5 мм без предварительного подогрева кромок.

Флюс, используемый для сварки и подкладки перед сваркой, должен быть прокален при температуре 300-400 град. С. При использовании для сварки присадочной медной проволоки состав металла шва и его свойства незначительно отличаются от свойств основного металла. Легирование металла шва раскислителями при сварке с использованием присадочного металла из бронз сильно снижает его тепло- и электропроводность.

Для сварки латуней используют флюсы марок АНФ-5 или МАТИ-5 и электроды из медной проволоки, что уменьшает угар цинка Положительные результаты при сварке меди и ее сплавов постигаются при использовании керамических флюсов К-13 МВТУ) и ИСМ-1.

Для ручной дуговой сварки толстопокрытыми электродами используют электроды марок "Комсомолец 100", ЗТ и ЛПИ-1. Для стержней электродов марки "Комсомолец" применяют медь марки Ml и М2; толстое покрытие имеет состав: плавиковый шпат 15%, полевой шпат 12,5%, кремнистая медь 25%, ферромарганец 47,5% (жидкое стекло 20% от массы сухих компонентов). Толщина покрытия 0,4 мм, его наносят окунанием, последующей просушкой и прокалкой при температуре 300 град. С в течение 2 ч. В электродах ЗТ используют стержень из бронзы БрКМц 3-1. Сварку ведут электродами диаметром 4-6 мм короткой дугой без поперечных колебаний на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока I = (50 - 60)dэ. Сварка покрытыми электродами позволяет получить швы с хорошими прочностными свойствами, но ввиду применения раскислителей происходящее легирование металла шва ухудшает его теплофизические и электрические свойства (электропроводность шва составляет 20-25% электропроводности основного металла).

Угольные электроды применяют ограниченно; графитовые или угольные стержни имеют диаметры 4-20 мм, в качестве присадочного металла используют прутки из проволоки диаметром 3-5 мм из меди марок М0 или Ml или бронзы Бр.КМц 3-1. Сварку можно выполнять без специальной защиты или с применением флюса в виде буры или борного шлака. Флюс можно предварительно наносить на присадочные прутки окунанием его в раствор жидкого стекла или на кромки в виде пудры.

Листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, при большей толщине необходима разделка с углом раскрытия 70- 90 град. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности длинной дугой (Uд> 40 В), что необходимо для предотвращения науглероживания металла при образовании СО и пористости. Перед началом сварки необходим подогрев начальных участков до температуры 250 град. С. Сила сварочного тока I = (45 - 55)/dэ; напряжение дуги U = 40 - 50 В.

Сварка осуществима только в нижнем положении, после сварки рекомендуется проковка шва при температуре 550-800 град. С и последующее охлаждение в воде, так как быстрое охлаждение предотвра-щает сегрегацию Сu2О по границам зерен и охрупчивание металла. Из других способов для сварки меди иногда используют дуговую плазму (толщина металла до 50 мм) и электронный луч.