Сварка меди с алюминием. Как сваривают медные и алюминиевые изделия?

Трудности при сварке плавлением алюминиевых и медных изделий

Сварку меди с алюминием довольно затруднительно производить при помощи сварки плавлением. Происходит это из-за того, что состав расплавленного металла регулировать практически невозможно, а механические свойства сварного соединения сильно зависят от содержания в нём меди, это хорошо видно из диаграммы (см. рисунок слева).

Если в медно-алюминиевом сплаве содержание меди превышает 12%, то предел прочности при растяжении перестаёт увеличиваться, а вязкость сплава и его коррозионная стойкость резко падают. Поэтому, при содержании меди в металле сварного шва более чем 12%, соединение становится очень хрупким и склонным к образованию трещин после сварки.

Практические исследования по свариванию алюминия и меди при помощи угольного электрода, не дали положительных результатов. Соединять медь и алюминий при помощи сварки плавлением возможно в том случае, если плавится, будет, преимущественно, алюминий. Часто применяется, так называемое, "замковое" соединение, где это возможно.

"Замковое" соединение алюминия и меди

Сущность "замкового" соединения (см. рисунок слева) состоит в следующем. На лист из алюминия, поз.1 накладывают медную накладку поз.2 и обваривают её по всему периметру сварным швом, вровень с накладкой. Далее выполняют наплавку поз.3, которая соединяет сварные швы, наплавленные по периметру медной накладки. Таким образом поучается что-то вроде замка из алюминиевого сплава. Процесс сварки необходимо производить с формирующими графитовыми планками.

Режимы сварки алюминия и меди

Режимы сварки алюминия с медью очень схожи с режимами сварки алюминия. Характер сварочного тока - постоянный, прямой полярности. В качестве присадочного материала используются прутки из литого алюминия диаметром 12-20мм для толщины алюминия 29-30мм и меди 10мм. Сила сварочного тока 500-550А. Напряжение электрической дуги 50-60В, а её длина 20-25мм. Для сварки выбираются графитовые электроды диаметром 15-20мм.

Контактная сварка алюминия и меди

Контактная сварка стыков алюминий - медь успешно применяется в электропромышленности для сварки алюминиевых шин с медными наконечниками, и алюминиевых проводом с медными наконечниками. В кабельной промышленности широко применяется конденсаторная сварка алюминиевых и медных проводов по режимам, указанным в таблице ниже:

Контактная стыковая сварка трубок из алюминия и меди

Сварку стыков алюминиевых и медных труб используют, в основном, в холодильной промышленности. При этом следует учитывать тот факт, что в процессе сварки алюминий оплавляется значительно больше, чем медь, поэтому установленная длина алюминиевой трубки должна быть больше требуемой длины, с учётом припуска на оплавление.

Для уменьшения количества грата с внутренних сторон трубок, рекомендуется в процессе сварки продувать трубку азотом под давлением около 0,25атм. Воздух для этой цели использовать не желательно, т.к. кислород, содержащийся в нём, способствует окислению металла.

Перед началом стыковой сварки трубки на специальном приспособлении осаживают на длину 10мм с утолщением стенок. Этот приём необходим для того, чтобы в дальнейшем, при обработке стыка, получить прежний диаметр отверстия, т.к. оно было искажено при осадке в момент сварки.

Обработка стыка заключается в обтачивании утолщённой поверхности на токарном станке и рассверливании отверстия трубки. Для сварки между собой медных и алюминиевых трубок диаметром 10-30мм и толщиной стенок 1,5-4мм, рекомендуются следующие режимы сварки:

В изломе стыка можно наблюдать вкрапление частиц алюминия в медь. Вкрапления меди в алюминий не происходит.

Дополнительные материалы по теме: