Основные проблемы свариваемости меди.

1. Высокая тепло- и температуропроводность (в 6 раз выше чем у стали), следовательно высокая скорость охлаждения, малое время существования сварочной ванны, и малое время для газовыделения и металлургических реакций, поэтому необходимо большое q/V, подогрев и желательно стыковое сварное соединение.
2. Значительный коэффициент термического расширения, следовательно, большие деформации в процессе сварки, и поэтому необходимо жесткое закрепление, регулирование зазора при сборке (особенно для больших толщин).
3. Малое время существования сварочной ванны, следовательно, удаление газов и шлаков затруднено, поэтому применяют более активные раскислители и желательно сквозное проплавление.
4. Повышенная жидкотекучесть, следовательно, ограничение объема сварочной ванны, и ограничение сварки в различных пространственных положениях. Поэтому сварка ведется в основном в нижнем положении с подкладками.
5. Низкая стойкость против образования трещин.

Основные причины образования трещин:

а) Высокая растворимость кислорода и окисление при сварке. Причиной отрицательного влияния кислорода на медь является образование эвтектики Cu – Cu₂O, которая в виде хрупкой составляющей располагается по границам зерен меди, резко ухудшая ее пластические свойства, и вызывает образование трещин.

Медь, содержащая кислород, склонна к так называемой водородной болезни. Если в медь, содержащую кислород, попадает водород или восстановительные газы, например CO, CH₄ и др., то образуются газы в виде H₂О или CO₂, что приводит к образованию пористости.

б) Наличие примесей (свинец, висмут).

Висмут и свинец даже в тысячных долях процента резко ухудшают способность меди обрабатываться. С этими элементами медь образует легкоплавкие эвтектики, которые, располагаясь по границам зерен, при нагреве расплавляются, что приводит к разрушению металла при горячей деформации.(Cu – Bi, Тпл= 270, 3°; Cu-Pb Тпл= 327°).

Поэтому необходимо:

Ограничивать содержание O₂ ≤ 0, 03 (0, 01); Pb ≤ 0, 03 (0, 001); Bi ≤ 0, 003 (0, 0005).

Легировать активными раскислителями Si, Mn, Al, Ti → O₂;

Легирование As (0, 75%) → Pb, Bi. Влияние мышьяка идет по механизму конкурентной межкристаллитной адсорбции.

Использовать жесткий термический цикл, который снижает степень ликвации свинца и висмута и широкие швы для вытеснения примесей на поверхность.

1. Склонность к образованию газовых включений (пор).

Основные причины:

а) Изменение растворимости водорода;

б) Малое время существования ванны;

в) Малый коэффициент диффузии водорода в меди.

г) Наличие влаги приводит к катастрофическому повышению пористости. Необходимо обязательная подготовка кромок, обезжиривание, прокалка, подогрев, широкие швы и т.д.

1. Токсичность.

При сварке испарение Cu, Zn, Sn и др. элементов. Поэтому необходима вентиляция.