Svařování měděných trubek – přehled možných technologií

Svařování měděných trubek. Měděné komunikace mají mnoho výhod. Potrubí vyrobená z mědi má vynikající životnost, vynikající výkonové charakteristiky, vydrží vysoké zatížení, změny teploty a tlaku, měděné potrubí může být bezpečně ukryto v podlaze nebo stěnách bez obav o jeho celistvost.

Měděné trubky se používají v různých průmyslových odvětvích – od letadel po vodovodní potrubí, stejně jako pro domácí účely. Měď je snadno recyklovatelná a časem se téměř neznehodnocuje – životnost měděných komunikací může snadno přesáhnout životnost samotné budovy.

Připojení měděné trubky – docela zodpovědný úkol. Obvykle se k tomuto účelu používá svařování, na které se podíváme v tomto článku.

Okamžitě řekněme, že svařování měděných trubek je poměrně obtížný úkol, protože samotná měď je poměrně obtížné svařovat – zejména to vyžaduje speciální elektrody a ochrannou atmosféru.

Ideální materiál pro potrubí

Metody svařování měděných trubek

Technologie svařování mědí, zařízení a elektrody se volí především v závislosti na požadované těsnosti svaru, účelu svařovaných trubek a dalších požadovaných vlastnostech spoje.

Zpravidla se používají dva způsoby spojování měděných trubek: svařování plynem (acetylen) a svařování elektrickým obloukem. Jako elektrody pro práci s elektrickým obloukem lze použít tavné i netavitelné elektrody – budeme uvažovat oba typy.

Pro spojování měděných trubek lze navíc využít technologie jako lisovací spoj a rozebíratelný spoj – k tomu slouží různé spojovací prvky, tvarovky a tak dále.

Navzdory skutečnosti, že tyto metody umožňují dosáhnout poměrně silného a spolehlivého spojení, nebudou v tomto článku brány v úvahu, protože je věnován konkrétně připojení měděných trubek.

Svařování měděných trubek tavnými elektrodami

Ruční svařování měděných trubek pomocí tavných obalených elektrod umožňuje získat uspokojivé vlastnosti svarového spoje, avšak složení svaru bude mít značné rozdíly od složení kovu samotných trubek – k tomu dochází v důsledku legování mědi s deoxidanty během procesu svařování.

Do drátu elektrody a do jeho povlaku se zavádějí dezoxidanty pro sloučeniny mědi. V tomto případě lze jako přísady v elektrodovém drátu použít křemík, mangan, cín, fosfor, zinek atd.; do povlaku se přidávají materiály jako kazivec a živce, ferosilicium, feromangan, křemíková měď a tak dále a povlak sám se míchá zpravidla na tekutém skle.

Nevýhodou tohoto způsobu svařování je snížená tepelná a elektrická vodivost svaru, zejména při práci s měděnými elektrodami, silné rozstřikování, zvýšená pórovitost svaru a rozdíly v jeho chemickém složení od základního kovu.

Jako tavné elektrody se používají následující elektrody: „Komsomolets-100“, „MN-5“, pro bronz – „MNZh5-1“.

Měď je možné svařovat tavnými elektrodami pomocí povlaku tavidla – lze použít zejména keramické tavidlo typu ZhM-1. Pro zlepšení charakteristiky spoje lze použít bronzové elektrody – jedná se např. o elektrody BrKMTs3-1.

Svařování netavitelnými elektrodami

Ruční i automatizované svařování měděných trubek lze provádět v ochranném prostředí pomocí netavitelné elektrody – nejpoužívanější

wolframové elektrody o tloušťce až 10 mm a výplňový drát, navíc,
Je také možné použít tavné elektrody.

Jako ochranné plyny se používají argon, helium a dusík. To druhé je nejvhodnější, protože takové svařování je levnější a účinnost výboje je vyšší. Při připojování tenkých trubek je lepší použít argon, protože obloukový výboj v něm je stabilnější.

Ke svařování mědi wolframovou elektrodou se používá stejnosměrný proud stejnosměrné polarity, materiálem elektrody je nejčastěji lanthanový wolfram (EVL elektrody) nebo wolfram s přídavkem yttria (EVI), dále thoriovaný wolfram. Elektroda se umístí do roviny spoje v požadovaném úhlu, v případě potřeby se trubky zahřejí na požadovanou teplotu.

Svařování mědi a jejích slitin uhlíkovými a grafitovými elektrodami se využívá v omezené míře především pro spojování nedůležitých výrobků. Elektrody jsou naostřeny do kužele, proud je stejnosměrný, polarita je přepólována. Je možné použít přídavné materiály s přídavkem fosforu jako odkysličovadla, stejně jako přidání tavidla do svarové lázně – zpravidla se k tomu používá borax.

Plynové svařování měděných trubek

Svařování mědi a jejích slitin lze provádět pomocí kyslíko-acetylenového hořáku.

Proces svařování plynem mědi

Zvažme tuto metodu podrobněji.

Donedávna bylo hlavním procesem svařování mědi a měděných slitin acetylenové svařování, ale nyní bylo nahrazeno pokročilejšími svařovacími postupy.

Významnou nevýhodou tohoto způsobu je značná deformace trubek vlivem vysoké teploty a také zvýšená zrnitost spoje.

Pomocí svařování acetylenem je možné spojovat trubky o průměru až 120 mm a tloušťce stěny až 4 mm. Pro svařování se používají přídavné tyče o průměru do 12 mm jakosti Sv-08 a Sv-08A.

Rotační spoje se svařují v jednom průchodu otáčením trubky. Plamen při svařování je neutrální, spotřeba acetylenu je asi 100 litrů za hodinu na milimetr tloušťky stěny.

Kontaktní svařování mědi

Kromě výše uvedených metod je možné také odporové svařování mědi. Pro kontaktní svařování mědi se široce používají žáruvzdorné elektrody – jsou vyrobeny z wolframu a molybdenu. Při práci s mědí v kontaktu je důležité používat vysoce kvalitní výplňový materiál, protože měď sama o sobě je
má špatné odlévací vlastnosti.

Aby šev získaný odporovým svařováním měl nejlepší vlastnosti, doporučuje se použít přídavný materiál z čisté mědi s přídavkem deoxidačních činidel – tím se dosáhne nejlepších výsledků odporového svařování.

Závěr

Podívali jsme se na různé metody svařování mědi. Jak lze snadno shrnout, nejperspektivnější technologií je obloukové svařování v ochranném prostředí pomocí netavitelné wolframové elektrody a s přídavkem přídavného drátu vhodného složení – tedy s přídavkem dezoxidantů, umožňujících dosáhnout optimální vlastnosti svaru.