Cварочный EWM для скрепления медного сплава

Дата: 31.08.2015

Изначально вопросов по поводу сварки меди и стали, казалось, возникать не должно. Ведь медь и железо довольно схожи и по своему внутреннему строению, и по свойствам.

Атомный радиус у этих двух металлов практически идентичный. Также удивительно похожа кристаллическая решетка. Да и растворяется железо почти так же, как это делает медь. Но на этом их сходства заканчиваются, и начинаются различия.

Однако одно из них является предпосылкой к созданию сплавов меди и железа. Так вот, при температуре величиной в 840 градусов Цельсия медь может растворяться в железе, причем до восьми процентов от общей массы. Все вышеперечисленные условия уже обуславливают тот факт, что железо и медь могут сплавляться и образовывать некую функциональную смесь. Управлять ее составом нужно при помощи дополнительных легирующих веществ. К примеру, углерод значительно снижает растворимость меди. А вот марганец и кремний повышают растворимость меди в железе. В любом случае, единственное условие должно быть соблюдено на все сто процентов – это высокая температурная среда. Иначе возникнут некоторые недостатки сплава. А также придется бороться с техническими сложностями.

Проблемы сварки меди и железа

Первой из них является огромная разница теплоемкостей этих двух металлов. Второй проблемой традиционно называют разницу температур плавления. Известно, что для заплавления железа необходимо использовать температуру намного выше, чем для меди. Разница может достигать несколько сотен градусов. Также медь практически сразу при плавке принимает жидкую форму. Потому дальнейшее соединение с железом не всегда представляется возможным. Расплавленная медь более пориста, чем железо.

Создать высококачественное соединение меди и железа можно только при использовании качественной техники. Для этого применяют сварочный EWM, Эсаб, Линкольн Электрик. В основном, речь идет о технике, которая родом из западной Европы и США. Результатом работы таких механизмов являются сверхпрочные сплавы меди и железа. Однако существуют и дефекты, которые уже признаны традиционными побочными эффектами такой сварки. Обычно это межкристаллическое проникновение меди в железный массив. Данная проблема известна в узких кругах как МКП. Ее не избежать при любом контакте расплавленной меди с железом. Основным вопросом остается процентное соотношение меди, которая готова к проникновению вглубь кристаллической решетки сплава.

Последствия МКП

Межкристаллическое проникновение может быть безобидным, и представлять собой всего доли миллиметра. Однако в дальнейшем оно имеет возможность перерасти в трещину длиной в несколько сантиметров. Частота появления данного дефекта находится под вопросом. Иногда на квадратном сантиметре последствия МКП встречаются до двадцати – тридцати раз. Само по себе проникновение меди – это не проблема. Но оно может вызвать последствия. К примеру, оно точно отразиться на пластичности результирующего состава. Зная то, что медь может так коварно повести себя во время проведения сварки, все дальнейшие меры будут направлены на то, чтобы снизить по максимуму вероятность МКП. В частности, использовать барьерные прослойки, или сократить время контакта сплава железа и меди. Также МКП уменьшается при использовании качественных сварочных автоматов. Их можно отыскать в сети Интернет, например, надежные модели сварочных аппаратов тут.

Способы сварки меди и железа

Существует несколько приемлемых способов сварки меди и железа. Один из них – это сварка при трении. Прочность итогового сплава довольно высока. Дефекты отсутствуют, потому что весь процесс протекает в температурном диапазоне, не достигающем температуры плавления меди, то есть 860 градусов. Для трения достаточно и 760 градусов Цельсия. Однако этот способ довольно дорог и подходит не всем. Его могут позволить себе только в профессиональных целях.

Если величина деталей мала, то можно попробовать ультразвуковую сварку. Она отлично решит проблему МКП, хотя довольно экзотична и поэтому применяется редко. В нашей стране она еще мало освоена.

Сварки меди и железа можно проводить и прокаткой. Для этого полученный контакт раскатывают, как при выплавлении стали. Термическая обработка готового шва завершает процесс. На нее необходимо выделить примерно тридцать минут и печь на 800 градусов Цельсия. Только так преобразуются два металла, создавая биометаллический вариант углеродистой стали. Поверхностный слой почти полностью состоит из меди, которая обогащена углеродом. Сварка прокаткой – это исключительно производственный метод сварки. В быту реализовать его невозможно.

Также известен метод диффузной сварки. Он имеет широкую номенклатуру. Отлично подходит для выплавки латуни, бронзы, специфических составов. Однако сварочные температуры здесь превышают тысячу градусов по Цельсию, а значит МКП довольно высок.

Сварка может производиться и плавлением. Например, с использованием ручной дуговой аппаратуры или электрода. Она отлично сочетает в себе и цветные, и черные металлы, что повышает ее итоговую функциональность. Зачастую сварка плавлением выполняется под флюсом.

Многие лидеры сварочной индустрии постоянно стремятся расширять свой ассортимент и реализовать инновационные введения, которые бы существенно снизили МКП.

Сейчас это можно сделать при помощи преимущественного нагрева меди, использования горелок и высокого потенциала, применения и уместной замене прокладок и дополнительных материалов, которые помогают избежать прожига. Именно последний способ используется чаще всего. Однако при выборе нужно правильно и осторожно подбирать прокладки.

Сплав меди и железа довольно перспективен. Он уже сейчас используется широко в промышленности и быту. Для того, чтобы создать надежный сплав, необходимо лишь правильно просчитать итоговые потери меди и компенсировать их благодаря углеродистым соединениям.