Сварка нержавейки с медью

Нержавейка и медь – достаточно разные по составу металлы, которые в основном свариваются аргонодуговой сваркой. Аргонодуговое сваривание является чем-то средним между обычным свариванием и газовой сваркой. Подача материала и техника сваривания очень схожа с газовой сваркой, но тепло для расплавления металла происходит не от химического горения, а от электрической дуги. Между изделием и тугоплавкими вольфрамовыми электродами горит дуга, которая является источником тепла. Чтобы защитить расплавленный металл и электрод от окисления, через специально предназначенную горелку подается инертный газ. Сварочное соединение может образовываться за счет расплавления кромок соединяемых деталей или же с помощью присадочного прутка, который подается в сварочную ванну.

За счет того, что нержавеющая сталь обладает антикоррозионными свойствами, она занимает важное место в сфере деятельности человека, потому как данный металл используется, начиная пищевой и заканчивая тяжелым машиностроением.

Нержавеющая сталь является практичным и долговечным материалом, поэтому сварочный процесс данного металла очень важен для современного производства. Аргонодуговое сваривание является самым высокотехнологичным способом сваривания. Суть метода сварки заключается в образовании сварного шва за счет расплавки присадочного материала и металла. Аргон автоматическим образом подается в сварочную ванну и защищает ее от неблагоприятного воздействия атмосферы, что предупреждает образование дефектов в сварочном шве. Сваривание металла, которое производится данным способом, позволяет дать отличные результаты и не требует использования флюса. Данный способ сваривания подходит не только для сварки нержавейки, но и других металлов.

Аргон не взаимодействует с металлом и газами в зоне образования дуги. Он на 38% тяжелее самого воздуха, благодаря чему он способен вытеснить его из зоны сваривания, что позволяет изолировать процесс сварки от действия атмосферы.

При аргонодуговом сваривании происходит крупнокапельный перенос металла. Рабочий процесс сопровождается разбрызгиванием металла, что возникает из-за достаточно небольшого давления.

Сила тока при аргонодуговом сваривании варьируется от 120 до 240 Ампер. При силе тока, которая превышает 260 А, появляется стабильность процесса и разбрызгивание значительно уменьшается. Высокая сила тока может не соответствовать технологическим требованиям к использованию сварочного оборудования. Стабильность процесса можно обеспечивать с помощью импульсного источника питания, который обеспечивает переход к струйному переносу металла, если сила тока составляет около 100 Ампер.

Основным предназначением аргонодугового сваривания является изготовление сварных конструкций из цветных металлов и легированных сталей, например нержавейки и меди. Аргонодуговое сваривание обеспечивает надежное соединение металлов, благодаря чему оно широко используется для решения бытовых проблем, а также применяется в промышленных масштабах.

Можно ли сварить медь с нержавейкой электродами

В сварных работах при соединении разнородных материалов возникает немало сложностей. Однако это не мешает изготавливать из них разнообразные конструкции в самых разных вариантах. В криогенной технике, ракетной технике, энергетических установках без таких соединений просто не обойтись. Если рассматривать вариант сварки нержавеющей стали и меди, то главные трудности возникают из-за разности в физико-маханических свойствах материалов.

Мешает высокая степень родства меди к кислороду, низкая температура плавления меди и ее способность к поглощению различных газов. Также помехами являются разные коэффициенты расширения и теплопроводности. В обычных условиях коэффициент растворения меди в стали составляет до 0.4%. При образовании сварного шва граница оплавления между медью и сталью формируется резкая, и из-за больших скоростей остывания шва с крупными зернами, перенасыщенными стальными вкраплениями.

Многие задаются вопросом можно ли сварить медь с нержавейкой электродами, или выполнить наплавку методом электродуговой сварки. Да, однозначно можно. Электроды для сварки меди с нержавейкой можно использовать те же, что и для сварки сталей соответственной марки. При сварке следует использовать постоянный ток обратной полярности. Если необходимо выполнить сварку встык, толщина свариваемых деталей не может быть меньше 4 мм. Следует учитывать, что одним из потенциальных дефектов может стать образование в стали подслоя с микротрещинами, заполненными медью или ее сплавами. Чтобы этого избежать, дугу при сварке меди с нержавейкой электродуговой сваркой, следует немного смещать в сторону медной детали, подавая в зону шва расплав меди.

Как один из самых эффективных методов сварки меди и нержавеющей стали признан метод аргонодуговой сварки с вольфрамовым электродом и использованием медной присадки. В отдельных направлениях вместо аргона для сварки предлагается использовать азот. Но в этом случае, из-за взаимодействия вольфрама с азотом значительно увеличивается расход электрода, и его лучше заменить на графитовый. Перед сваркой кромки шва должны быть хорошо зачищены, и обработаны 10% раствором каустической соды.

Стоит также отметить, что при работе с медью нужно соблюдать некоторую технику безопасности. При сварке меди от воздействия с флюсом и электродами в воздух выделяются различные соединения в газообразной форме. Которые могут представлять для человеческого организма определенную опасность. Все работы, сопряженные со сваркой меди, необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении, или на рабочем месте, оборудованном вытяжкой. В крайнем случае, сварщику следует использовать индивидуальные средства защиты дыхательных путей.

Электроды лэз-11   

Электроды ниат   

Электроды для наплавки алюминия    

Сварочные электроды зио-8   

Сварка меди с нержавеющей сталью

Медь и нержавеющая сталь

EB Industries часто спрашивают, как мы соединяем разнородные металлы с помощью прецизионной сварки. Наиболее часто запрашиваемая комбинация — это медь и нержавеющая сталь, поскольку оба металла обладают уникальными свойствами материала, которые делают их очень разными, но в то же время великолепными в сочетании. Медь обладает очень высокой тепло- и электропроводностью, но при этом достаточно мягкая и ковкая. Нержавеющая сталь имеет хорошую твердость и высокую прочность на растяжение, но она не является отличным проводником. Кроме того, нержавеющая сталь обычно является менее дорогим материалом, чем медь. При наличии надлежащего опыта и технологии эти два уникальных металла могут быть экономично сварены вместе для получения высокопрочного герметичного соединения. На фотографии, прикрепленной к этой статье, показан участок сварки трубы из нержавеющей стали 316L толщиной 0,020 дюйма, приваренной электронным лучом к медной заглушке из бескислородной меди. Как видите, при правильном проектировании и правильной технологии сварки можно получить потрясающие результаты.

Поперечное сечение сварного шва меди и нержавеющей стали

Что лучше всего подходит для вашего приложения?

Сварка меди с нержавеющей сталью сложна, но не невозможна, но выбор правильного процесса сварки является ключом к получению прочного сварного шва, который также экономически эффективен для вашего проекта. Скачайте наше руководство, чтобы разобраться. См. это

Учитывайте сплавы

При проектировании сварного соединения в первую очередь следует учитывать сплавы нержавеющей стали и меди. Наиболее распространенные нержавеющие сплавы, используемые в этом типе приложений, включают 304, 304L и 316L. 316 не является рекомендуемым материалом, так как его более высокое содержание углерода затрудняет сварку в целом, не говоря уже о соединении разнородных металлов. Предпочтительные сплавы меди включают класс бескислородной меди (OFC) и бескислородных сплавов с высокой теплопроводностью (OFHC). Эти сплавы обычно имеют 9Чистота меди 9,95% или лучше с очень низким уровнем кислорода и других химических элементов.

Сплавы, перечисленные в этой статье, ни в коем случае не являются единственными сплавами, которые можно соединять. Однако по мере добавления в сварочную ванну различных элементов металлургия соединения может резко измениться, что усложнит сварку. Например, латунь, которая состоит из комбинации меди и цинка, имеет серьезные проблемы при сварке, поскольку цинк выкипает из сварочной ванны, оставляя пустоты и трещины под напряжением. Иногда эти проблемы можно преодолеть, применяя различные технологии сварки, термическую обработку до и после сварки, а также использование присадочного материала. Для любого соединения из разнородных материалов настоятельно рекомендуется тщательная разработка и испытание сварного шва квалифицированным и опытным сварщиком или мастерской по сварке, такой как EB Industries.

Ключевое значение имеет конструкция соединения

Важным аспектом сварки нержавеющей стали с медью является физическая конструкция соединения. Проблемы возникают, если соединение спроектировано так, что энергия сварки сначала проходит через медь. Медь, являясь отличным проводником тепла, как правило, требует значительного количества сварочной энергии, прежде чем она расплавится. Большое количество энергии вызывает две проблемы. Во-первых, дополнительная энергия вызывает большую, чем необходимо, зону теплового влияния и тепловые искажения. Во-вторых, поскольку энергия проходит через медь в нержавеющую сталь, ее высокая энергия в основном разрушает нержавеющую сталь, вызывая дыры и выбросы. Гораздо лучше было бы, чтобы энергия сварки сначала проходила через нержавеющую сталь, а затем в медь. Преимущество этой конструкции заключается в том, что для сплавления нержавеющей стали с медью можно применить нужное количество тепла. Любая дополнительная энергия быстро рассеивается в меди, подобно радиатору. Конструкция обеспечивает гораздо более щадящий сварной шов и, в конечном итоге, требует гораздо меньше энергии для сплавления деталей.

Схема типов соединений

Предпочтительный процесс сварки — электронно-лучевая сварка

Электронно-лучевая сварка — предпочтительный процесс сварки меди с нержавеющей сталью. Основная причина этого заключается в том, что EBW — отличный процесс для сварки меди в целом, которая является более сложной для сварки из двух металлов. Электронный пучок имеет очень высокую плотность энергии, на которую существенно не влияет ни теплопроводность меди, ни высокая отражательная способность меди. Энергия электронов быстро проникает в поверхность меди, в результате чего образуется очень узкая и глубокая сварочная ванна. Затем эту ванну можно легко контролировать до требуемой глубины проникновения.

Обычно считается, что лазерная сварка не является хорошим методом сварки для соединения меди с нержавеющей сталью. Однако за последние несколько лет лазеры продвинулись вперед настолько, что регулярно получают хорошие результаты. Основное ограничение лазерной сварки связано с тем фактом, что медь сильно отражает свет лазерного луча. Для CO₂ лазера почти 99 процентов энергии падающего света отражается. Лазеры с более короткими длинами волн, такие как Nd:YAG, работают намного лучше. Кроме того, есть трюки, которые можно выполнить с помощью импульсного лазера, чтобы нарушить отражательную способность поверхности.

В целом, электронно-лучевая сварка сваривает медь с нержавеющей сталью лучше, чем лазерная сварка. Тем не менее, в приложениях с меньшими размерами швов и требуемым меньшим проплавлением лазерная сварка может обеспечить отличные результаты.

Как паять, паять и сваривать нержавеющую сталь с медью — за 5 простых шагов! – Научитесь самогоноварению

Если вы строите проект, требующий соединения детали из меди и нержавеющей стали, эта статья научит вас, как это сделать. В моем случае я собирал самодельный перегонный куб, и мне нужно было приклеить тройные зажимные наконечники из нержавеющей стали 9.0031   на 2-дюймовую медную колонну. Это очень распространенное соединение в пивоваренной и дистилляционной промышленности, и знание правильного способа соединения этих двух разнородных металлов обеспечит успех проекта. Можно приобрести 2-дюймовый медный наконечник, который можно припаять на месте, но он довольно дорогой по сравнению с наконечниками из нержавеющей стали, и у нас были обсуждения в группе Facebook о том, что медные наконечники со временем не герметизируются должным образом. Из-за мягкости меди эти наконечники могут быть подвержены царапинам и вмятинам. По этим причинам я думаю, что буду придерживаться трехзажимного наконечника из нержавеющей стали. Таким образом, большой вопрос заключается в том, можно ли соединить медь путем пайки, пайки или даже сварки, и если можно, то как это сделать?

Можно ли сваривать медь и нержавеющую сталь?

Так можно ли сваривать медь и нержавеющую сталь? Короткий ответ: «Да», они могут быть сварены вместе, но это чрезвычайно сложно и обеспечивает очень небольшую прочность конструкции. Почему ты спрашиваешь ? Ну вот длинный ответ.

При сварке меди и нержавеющей стали возникают две проблемы. Во-первых, эти два металла имеют существенно разные температуры плавления. Нержавеющая сталь плавится при температуре около 1400 ° C, а медь плавится при 1085 ° C, разница составляет 315 ° C, что делает формирование лужи из двух металлов чрезвычайно трудным. Кроме того, существуют металлургические проблемы смешивания разнородных металлов в процессе сварки. Поскольку нержавеющая сталь не полностью растворяется в меди и имеет значительно более высокую температуру плавления, она сначала начнет затвердевать и формировать зернистые/кристаллические структуры. Присутствующая медь останется жидкой и будет вытесняться между этими формирующимися кристаллическими структурами, создавая очень слабую связь. По мере дальнейшего охлаждения сварного шва зерна нержавеющей стали начнут сжиматься из-за охлаждения, что приведет к разрыву зерен. В этот момент медь еще слишком горячая, чтобы добавить структурной прочности зернистой структуре, и в сварном шве образуются большие трещины, это известно как горячее растрескивание. Горячее растрескивание серьезно снижает прочность сварного шва этого типа. Если вы хотите соединить медь и нержавеющую сталь, лучше всего подойдет пайка. Тем не менее, если у вас есть подходящее оборудование и навыки, такие как Eb Industries, сварка меди и нержавеющей стали может быть выполнена.

Как приварить медь к нержавеющей стали TIG

На рис. 1 показана сварка нержавеющей стали с медью

Если у вас в гараже нет электронно-лучевого сварочного аппарата, такого как Eb Industries, есть другой способ сварки/пайки нержавеющей стали и меди. Ниже приведено изображение успешного приваривания медной трубы к нержавеющей стали с тройным зажимом. Это было сделано с помощью сварочного аппарата TIG со стержнем из кремниевой бронзы. Теперь технически это можно было бы классифицировать как пайку TIG, потому что нержавеющая сталь имеет более высокую температуру плавления, чем присадочный стержень из кремниевой бронзы. Стержень из кремниевой бронзы имеет температуру плавления около 1050°C, а нержавеющая сталь имеет температуру плавления 1400-1450°C. Этот процесс подробнее обсуждается на adiforums.com, если вам интересно узнать, что говорят некоторые профессионалы о сварке TIG меди и нержавеющей стали.

Если вы хотите попробовать сварить/припаять медь к нержавеющей стали с помощью сварочного аппарата Tig, у Тома Списака III есть несколько полезных советов. Он говорит: «Любой, у кого есть некоторый опыт работы с TIG, должен быть в состоянии сделать это соединение, используя проволоку из силиконовой бронзы, которую легко можно приобрести в вашем местном магазине сварочных материалов. На изображении выше показан сварной шов, который Том сделал между тройным зажимом из нержавеющей стали и медной трубой.

Что потребуется для сварки/пайки меди и нержавеющей стали:

• Сварочный аппарат TIG
• Газ аргон
• Стержень из силиконовой бронзы 1/16″
• Головка остроконечного вольфрамового электрода

Процедура сварки TIG:

• Шаг 1: Очистите все детали, подлежащие сварке/пайке, с помощью кусочка Эмори или стальной ваты.
• Шаг 2: Соберите детали, убедившись, что они плотно прилегают друг к другу. Зажать, если требуется.
• Шаг 3: Включите газ аргон, установите сварочный аппарат TIG на постоянный ток и
  33 имп/сек с заостренным вольфрамовым электродом.
• Шаг 4: Сконцентрируйте свое тепло на меди, медленно добавляйте наполнитель в бассейн, перетаскивая бассейн к нержавеющей стали
  наконечник. Вы не хотите плавить нержавеющую сталь здесь, иначе вы получите структурное растрескивание, как упоминалось выше.
• Шаг 5: После завершения сварки проверьте наличие дефектов, очистив область металлической щеткой, а также проверьте наличие утечек. Если вы строите все еще, как я, вы должны убедиться, что нет утечек.

В этом видеоролике демонстрируется сварка/пайка TIG меди с нержавеющей сталью.

Можно ли спаивать медь и нержавеющую сталь вместе?

Да, медь и нержавеющая сталь могут быть легко спаяны или спаяны вместе с использованием присадочного материала, который обычно содержит олово и серебро. В отличие от сварки, когда мы сплавляем два металла вместе, при пайке или пайке используется наполнитель для соединения двух частей вместе, не расплавляя их. Температура отличает пайку от пайки, так как пайка обычно требует нагрева выше 450 ° C / 840 ° F для соединения деталей с помощью прутка для пайки. Пайка выполняется при температуре ниже 450°C/840°F с использованием припоя. Оба наполнителя содержат серебро, чем выше содержание серебра, тем выше температура плавления и прочнее соединение между деталями. Таким образом, пайка дает гораздо более прочную связь, чем пайка.

Как припаять нержавеющую сталь к меди

Если вы решите спаять компоненты вместе, то с этой задачей отлично справится обычный сантехнический припой, содержащий 95% олова и 5% сурьмы. Вы также можете использовать комплект Lincon Electric Solder Stay-Bright Kit с флюсом, который на 95% состоит из олова и на 5% из серебра, для достижения лучших результатов. Оба припоя будут иметь температуру плавления 230°C/450°F и могут быть нагреты простой пропановой или газовой горелкой Mapp. Вам нужно будет тщательно очистить обе части и нанести флюс на все поверхности, которые будут спаяны. Для этой работы мне нравится белый флюс Harris. Флюс важен, потому что он растворяет оксиды, образующиеся в процессе нагрева, и способствует проникновению припоя в соединение, обеспечивая защиту от кислорода в воздухе. Ниже представлено видео пайки нержавеющей стали на медь с последующей проверкой соединения на прочность.

Ниже я подробно описал процесс пайки медных фитингов к фитингам из нержавеющей стали в пошаговом формате, что должно упростить его выполнение. Если вы собираетесь паять медь к меди, вас может заинтересовать руководство по пайке меди

Материалы, необходимые для пайки:

• Пропановая или газовая горелка Mapp
• Сантехнический припой, содержащий 95% олова, 5% сурьмы или линкона Электрический припой Stay-Bright Kit с флюсом, который на 95% состоит из олова и на 5% из серебра, лучше
• Белый флюс-паста Harris или аналогичный флюс убедитесь, что он подходит для травления нержавеющей стали.
• Стальная вата или ткань из эмори

Процедура пайки:

• Шаг 1: Очистите все детали, подлежащие пайке, с помощью куска эмори или стальной ваты.
• Шаг 2: Нанесите белый флюс на поверхности, подлежащие пайке. Важно использовать флюс, подходящий для нержавеющей стали, так как он должен травить поверхность, чтобы припой мог правильно сцепиться. Вы могли бы использовать
  Подходят соляная (соляная) кислота, фосфорная кислота, фторборатные флюсы и хлорид цинка.
• Шаг 3: Соедините две детали вместе и начните нагревать медь с помощью пропановой или газовой горелки MAPP. Не нагревайте нержавеющую сталь напрямую. Как только припой начнет плавиться на меди, переместите тепло на нержавеющую сталь. Нагревайте, пока не увидите, как припой течет в соединение. Затем удалите источник тепла.
• Шаг 4: Дайте детали остыть, пока она не станет теплой, затем сотрите излишки флюса водой с мылом.
• Шаг 5: Выполните тест на утечку, чтобы убедиться, что соединение полностью герметично.

Вот еще несколько продуктов, рекомендованных участниками группы Home Disttilers of America в Facebook:

• Серебряный припой Stay-brite 8 1/8″
• Harris SCLF16 Жидкий паяльный флюс, 16 унций

Как паять Нержавеющая сталь к меди

Медный припой обеспечивает более прочную связь из-за высокого % серебра в прутке для пайки. Но это также будет стоить дороже и требует использования ацетиленовой или газовой горелки Mapp для плавления припоя. Вы можете приобрести прутки для пайки с различным процентным содержанием серебра, а также прутки с флюсовым или непокрытым покрытием. В моем случае я бы порекомендовал использовать прут для пайки 45% серебра, покрытый синим флюсом, который имеет температуру плавления приблизительно 600°C/1100°F для соединения деталей из меди и нержавеющей стали. Если вам требуется большая прочность, вы можете использовать припой из 56% серебра с оранжевым флюсовым покрытием. Вы также можете применить флюс для серебряного припоя Harris «Stay-Silv» или аналогичный продукт для очистки всех деталей перед пайкой. Ниже представлено видео, демонстрирующее, как припаивать медь к нержавеющей стали.

Процесс пайки медных фитингов из нержавеющей стали описан ниже в пошаговом формате. Прежде чем начать, важно понимать, что вы можете повредить поверхность нержавеющей стали, перегрев ее в процессе пайки. Хром используется в нержавеющей стали для предотвращения коррозии, когда вы нагреваете нержавеющую сталь до температуры 425–870 °C (800–1600 °F) в течение длительного периода времени, хром может диффундировать с поверхности и образовывать карбиды хрома, что сделает сталь уже не нержавеющая. Оставляя его подверженным коррозии и растрескиванию. Вы можете предотвратить это, избегая чрезмерного нагрева деталей и охлаждая детали в воде после 4 минут нагрева.

Материалы, необходимые для пабуки:

• ацетиленовые горелки или газовый горел MAPP
• Blue Flux, покрытый 45% серебряной палочкой
• Стальная шерсть или эмори

. поверхность стальной ватой или тканью Эмори.

Шаг 5: Выполните тест на утечку, чтобы убедиться, что соединение полностью герметично.

В чем разница между покрытым флюсом и непокрытым серебряным припоем?

Давайте поговорим о преимуществах и недостатках использования прутков для припоя с флюсовым покрытием по сравнению с прутками для припоя без покрытия. Очевидным преимуществом использования стержней для пайки с флюсовым покрытием является удобство. Нам не нужно наносить флюс на детали, которые мы припаиваем, потому что он уже находится на стержне, и поэтому нам не нужно покупать флюс для серебряного припоя отдельно. Недостатком паяльного стержня с флюсовым покрытием является то, что трудно контролировать количество флюса, нанесенного на соединение, когда оно уже находится на стержне, и, что еще хуже, если вы перегреете соединение, флюс может образовать твердую черную стекловидную пленку, которую невероятно трудно удалить. удалять. Я слышал аргументы в пользу того, что лично мне больше нравятся стержни с флюсовым покрытием. Я хотел бы услышать ваше мнение о том, какой метод вы предпочитаете, напишите мне комментарий внизу статьи.