Сварка медной проволоки: Медная проволока для сварки: купить в каталоге сварочной проволоки медной для сварочного полуавтомата, цены от производителя — Комплексный ремонт квартир, домов, офисов, магазинов в Ульяновске

Содержание

Медная проволока для сварки

При выполнении сварочных работ с деталями из меди, латуни, латуни легированной оловом широко применяется такой материал, как медная проволока для сварки. В зависимости от степени автоматизации сварочных работ, процесс сварки бывает ручной,
полуавтоматический
, автоматический. Из этих трех основных видов в настоящее время наибольшее распространение получила полуавтоматическая сварка. Ручная сварка постепенно уходит в прошлое, а за автоматической сваркой, очевидно, будущее. И это касается не только
сварки деталей из меди
и латуни, а характерно для отрасли в целом.

Как в автоматической, так и в полуавтоматической сварке универсальным материалом является медная проволока для сварки. Она используется как материал для наплавки в место стыка свариваемых деталей полноценно заменяя собой дорогие, хрупкие электроды используемые при ручной сварке.

Благодаря высоким антикоррозийным характеристикам и небольшой цене медная проволока для сварки получила широкое распространение. Высокие антикоррозийные характеристики гарантируют долгий срок хранения и удобство в работе. Кроме того, медь обеспечивает великолепную проводимость тока, что способствует бесперебойному процессу сварки. Медная проволока для сварки благодаря своей пластичности и безвредности обеспечивает качественный, аккуратный шов.

Проволока на медной основе и медная проволока для сварки выпускается бухтами и прутками. Она может быть либо в мягком (отожженном), либо в твердом состоянии. Для сварки не ответственных конструкций на основе меди применяется проволока М1. Конструкции из меди общего назначения варят газовой сваркой с использованием проволоки М1р, М3р. Ответственные электротехнические конструкции варят проволокой Mсp1. Для газофлюсовой сварки латуни применяется проволока марки JI63, а если латунь легирована оловом,то проволока марки JIO60-1. Для газовой сварки меди и латуни без применения флюса используется проволока марки ЛКБО62-0,2-0,04-0,5. А для сварки латуни или меди с латунью прекрасно подходит проволока марок ЛМц58-2, ЛЖМц59-1-1, ЛОК59-1-0,3.

Припой латунный ЛКБО62

Кроме статьи «Медная проволока для сварки» смотрите также:

Медная проволока, изготовление волочением, переплавка, сварка

Для создания электрических сетей и обмотки электродвигателей часто используется тонкая медная проволока. Материал хорошо пропускает ток, не нагревается и выдерживает коррозию. Как подсчитать сопротивление медной проволоки для технических нужд? Где и как её производят? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.

Основные свойства медной проволоки

Для создания проволоки обычно используются чистые марки меди — M3, M2, M1, M0 и выше (то есть такие марки, у которых содержание меди составляет более 99%).

Производство осуществляется фабричным способом, а в качестве исходного сырья используют различные руды или вторсырье. По структуре различают два основных типа проволоки — мягкая и твердая. Мягкая подходит для инженерно-прикладных нужд, а твердая часто используется для декоративных целей.

Свойства

Низкая удельное сопротивление материала (показатель P составляет 0,0175). Благодаря этому электрический ток легко проходит через металл, а проводник не нагревается.
Достаточно высокая плотность медной проволоки (около 9 г на 1 кубический сантиметр). Из-за этого материал обладает небольшим весом и плотной структурой.
Устойчивость к коррозии. Благодаря этому материал не ржавеет и не портится во время хранения.

Где взять медную проволоку в домашних условиях? Проволока входит в состав электродвигателей и трансформаторов электроэнергии. Поэтому ее можно найти в любых электроприборах — телевизоры, фены, утюги, пылесосы и так далее.

Также медная проволока очень часто используется в качестве проводника электрического тока, поэтому ее можно найти в проводах и кабелях. Обратите внимание, что кабельная медь обычно покрывается специальной защитной оболочкой, снять которую вручную сложно. Тогда как на трансформаторах и электродвигателях обмотка находится в чистом виде (изоляция в данном случае не требуется по техническим соображениям).

Сферы применения

Медная проволока для обмотки различных трансформаторов и генераторов энергии. Для таких целей обычно используется проволока небольшого или среднего диаметра с высоким удельным содержание меди (более 99,5%). Благодаря этому электрический ток проходит по проводнику свободно и без задержек, что улучшает технико-эксплуатационные характеристики трансформаторов и генераторов.
Создание кабелей и проводников электрического тока. Также медная проволока широко используется для создания проводников, поскольку медь очень хорошо пропускает электрических ток и слабо нагревается во время работы.
Для рукоделия и создания каркасных конструкций декоративного назначения. Можно делать различные декоративные изделия — кольца, каркасные изделия в виде животных, плетеные игрушки и так далее. В этой области большое распространение получила медная проволока для рукоделия марок M3 и выше. Удельное содержание меди в данном случае не слишком важно.

Также проволоку используют для проведения сварки медных и латунных изделий. Подбирать марку меди нужно в зависимости от состава оригинальных деталей, которые будут подлежать сварке. Если исходные детали и сварочная проволока будут иметь разный состав, то в таком случае качество шва будет не слишком высоким, что может привести к растрескиванию и порче материала.

Расчет сопротивления

Особое значение электрическое сопротивление играет в ситуациях, когда проволока используется в качестве обмотки для трансформаторов и генераторов. Ведь если сопротивление будет слишком большим, то в таком случае при возникновении аварийной ситуации может возникнуть возгорание обмотки, что может привести к катастрофическим последствиям.

Формула сопротивления

Для точного подсчета сопротивления используется следующая формула: R = (P x L)/S. Расшифровывается она так:

R — это общее сопротивление. Этот параметр нам нужно найти в результате вычислений (единицы измерения — Ом).
P — это удельное сопротивление материала. Этот показатель является физической константой, а зависит он от типа химического элемента. Для меди константа P будет равна 0,0175 (единицы измерения — (Ом x мм x мм)/м).
L — это общая длина в метрах. Чем больше она будет, тем выше будет сопротивление проводника.
S — это площадь сечения в квадратных миллиметрах. Этот параметр также влияет на итоговое сопротивление — чем меньше он будет, тем выше будет сопротивление.

Обратите внимание, что параметр S обычно указывается в технической документации, однако вместо площади сечения иногда указывается только диаметр сечения провода. В таком случае необходимо рассчитать площадь по по формуле: S = (Pi x d x d)/4. Расшифровывается эта формула следующим образом:

Pi — это математическая константа, которая приблизительно равна 3,14.
d — это диаметр сечения проводника в миллиметрах.

По итогу сопротивление медной проволоки измеряется по двум формулам: R = (P x L)/S = (4 x P x L)/(Pi x d x d).

Примеры задач

Давайте попытаемся решить несколько несложных задачек:

Задача 1. Определить сопротивление проволоки, длина которой составляет 100 метров, а площадь сечения — 5 квадратных миллиметров. В нашей задачке известен параметр площади, поэтому мы будем использовать первую формулу R = (P x L)/S. Подставим наши значения: R = (0,0175 x 100)/5 = 0,35 Ом.
Задача 2. Определить сопротивление проволоки, у которой длина составляет 500 метров, а диаметр сечения — 2 миллиметра. В этой задачек известен диаметр, поэтому мы будем пользоваться второй формулой R = (4 x P x L)/(Pi x d x d). Подставим наши значения: R = (4 x 0,0175 x 500)/(3,14 x 2 x 2) = 2,78 Ом.

Волочение проволоки

Для производства на заводах используется специальная технология литья, которая позволяет получить медную проволоку с диаметром сечения порядка 20-30 миллиметров. Этот показатель является достаточно высоким, поскольку такая толстая проволока обладает массой недостатков — большой удельный вес, высокое удельное сопротивление материала и так далее.

Поэтому после литья также используется волочение. Эта технология позволяет снизить диаметр изделия до нужных показателей (от 1-2 микрометров при сверхтонком волочении до 10 миллиметров при грубом волочении). Сама технология волочения является достаточно простой: толстая проволока пропускается сквозь специальные отверстия (фильеры), диаметр которых меньше диаметра исходной проволоки.

Технология

Для волочения необходимы специальные волочильные станки, а также соблюдение определенного порядка действий.

Непосредственно перед волочением исходная проволока должна пройти процедуру травления. Для этого обычно используется раствор соляной кислоты, который нагревается до невысоких температур (40-50 градусов по шкале Цельсия). После травления также рекомендуется выполнить отжиг металлической заготовки — так металл станет мелкозернистым, что позволит выполнить более качественное волочение. После отжига необходимо нейтрализовать остатки травильной кислоты и сделать промывку. Травление и отжиг позволяют значительно повысить срок годности волочильных станков — если этого не сделать, то волочильные отверстия-фильеры достаточно быстро забьются окалиной, что замедлит производственный процесс.
Теперь можно приступать непосредственно к волочению. Для этого концы исходной проволоки заостряют с помощью ковочных инструментов, а потом проволока вставляется в специальные отверстия-фильеры. После этого осуществляется запуск двигателя волочильного станка. Чтобы получить тонкую или сверхтонкую проволоку малого сечения, она последовательно пропускается через несколько фильеров.
На последнем этапе обработки проволока становится достаточно жесткой и пружинистой. Чтобы избавиться от этого недостатка в последнем отсеке волочильного станка происходит финальный отжиг материала. В конце проводят сушку в специальных шкафах-отсеках — после этого осуществляется намотка на катушки. Волочение завершено — катушки с проволокой теперь можно поместить на склад, доставить заказчику с помощью автотранспорта.

Автоматизация

Процедура волочения является полуавтоматизированной — оператор лишь выполняет подготовку и заправку исходной проволоки, а непосредственно волочение станок выполняет сам в автоматическом режиме (хотя оператор может контролировать параметры процедуры с помощью панели управления).

В ряде случаев перед волочением могут наноситься специальные смазочные материалы — это могут быть жирные масла, ингибиторы-эмульсии, растворы щелочных солей и так далее. Целью нанесения смазки является снижения трения во время волочения — это позволяет получить более тонкую и однородную проволоку + за счет нанесения смазки минимизируется риск образования разрывов.

Переплавка

Отработанную или деформированную медную проволоку можно переплавить в специальных промышленных печах. После переплавки медь также должна пройти несколько этапов очистки, чтобы избавить материал от различных примесей. На заводах это происходит следующим образом:

Медный металлолом очищают от обмотки и помещают в специальные чаны, где происходит нагрев материала.
Чтобы повысить температуру производится впрыскивание кислорода.
В результате этой операции температура резко повышается, что приводит к полному расплавлению меди и выгоранию всех основных примесей.
После этого включаются специальные вытяжки, что приводит к вращению чана с металлом — благодаря этому происходит отделение меди от тугоплавкого мусора.
Теперь медь разливается в формы, а после небольшого остывания помещается в водяные ванны — в результате образуются твердые слитки.
После этого медь помещается в специальные электролизные ванны — это позволяет избавиться от различных металлических примесей (золото, серебро, алюминий, теллур и другие элементы).
Потом формируются небольшие пластины, которые потом отправляются на переплавку — в конце из расплавленной меди методом литья формируется толстая проволока (после остывания с помощью волочения можно уменьшить ее диаметр стандартным образом).

Обратите внимание, что на фабриках медь проходит через несколько стадий очистки — именно поэтому переплавка меди в домашних условиях практически не имеет смысла. Да, теоретически Вы можете и дома нагреть медь до нужных температур с последующим расплавлением металла. Однако в домашних условиях практически очень сложно произвести очистку без специального оборудования.

Сварка медной проволокой

Применяется для сварки изделий и листов на основе медных или латунных сплавов. Медная проволока в данном случае используется в качестве субстрата, из которого будет формироваться сварной шов. Рассмотрим критические моменты основных способов сварки:

Газовая сварка

Для проведения газовой сварки меди рекомендуется использовать флюсовые растворы на основе бора для оперативного удаления оксидов, чтобы улучшить качество шва и минимизировать образование пузырьков воздуха внутри сварного шва.

Нужно следить за расходом газа в зависимости от толщины сплава. Если толщина объекта составляет менее 1 см, то расход газа будет 150-160 л/час. Если же толщина объекта будет более 1 см, то расход будет порядка 200-250 л.

Сварку рекомендуется проводить быстрыми, но точными движениями. Распавку нужно делать так: сперва расплавляется присадочная проволока — потом расплавляются края медных объектов.

Сварка полуавтоматом

Сварку полуавтоматом рекомендуется делать во флюсовой среде для минимизации риска образования пузырьков воздуха. Оптимальная проволока для проведения сварки — M2, хотя можно также использовать марки M1 и M3.

Для сварки полуавтоматом рекомендуется использовать напряжение 30 вольт, а силу тока — 300 ампер. Сварку рекомендуется делать поперечными движениями, но без резких колебаний. Иначе могут образоваться пузырьки воздуха и вредоносные оксиды, что плохо скажется на качестве сварного шва.

Аргонодуговая сварка

Этот способ сварки — оптимальный. За счет применения аргона снижается риск образования оксидов и пузырьков воздуха, что делает шов ровным и твердым. Для сварки нужно использовать электроды на основе вольфрамовых сплавов. Электроды на другой основе быстро разрушаются и могут загрязнять шов. Для проведения сварки рекомендуется использовать ток обратной полярности. Если медное изделие обладает большой и средней толщиной, то в таком случае перед сваркой необходимо выполнить небольшой нагрев. При работе с тонкими изделиями предварительный нагрев можно не выполнять.

Транспортировка и хранение

Правила хранения медного проволоки регулируются нормами ГОСТ. Основные правила:

Оптимальный способ хранения и транспортировки — это применение каркасных бухт. Для транспортировки бухты необходимо упаковать в специальную пленку. Она будет защищать материал от неблагоприятных условий окружающей среды. На складке бухты в большинстве случаев можно хранить без упаковки.
Хранение проволочки должно осуществляться на специальных складах. Основные требования относительно хранения — низкая влажность, наличие сухой вентиляции, минимальный риск длительного намокания материала (краткосрочное намокание по неосторожности допускается) и так далее.
Различные марки меди должны храниться на складе отдельно. Если во время транспортировки проволока запуталась, необходимо выполнить распутывание. Во время распутывания ни в коем случае нельзя допускать перекручивание материала «восьмеркой».

Заключение

Медная проволока не ломается, имеет хорошую электропроводность, выдерживает коррозию. Для получения проволоки нужного диаметра используют технологию волочения материалов.

Сопротивление медной проволоки зависит от длины материала и площади его сечения. Подсчитать сопротивление можно с помощью простой формулы. Используется для обмотки, создания проводников, в декоративных целях, проведение сварки.

Используемая литература и источники:

H. R. Schubert, ‘The wiredrawers of Bristol’ Journal Iron & Steel Inst.
Гуревич С. М. «Справочник по сварке цветных металлов». -К. Наук.думка, 1990
Электротехнический справочник. Т. 1. / Составитель И. И. Алиев. — М. : ИП РадиоСофт, 2006.
US EPA

Сварка меди полуавтоматом — Полуавтоматическая сварка — MIG/MAG

Сегодня попробовали варить снова. Что сказать продвижения есть и достаточно неплохие, шов стал на шов походить наконец-то, брызг от сварки практически нет они микроскопические какие то, по поводу прогрева тоже все разрешилось по времени раза в три меньше греть стали, буквально медь изменила свой цвет на темный даже только только краснеть начинает и можно варить. По ходу экспериментов пришли к выводу что начала шва чуть чуть больше нужно погреть, дальше метал разогревается дугой это очень заметно по звуку. Если в начале шва основной металл еще не сильно разогрет слышен характерное потрескивание, как только дуга прогревает металл треск прекращается вообще и слышно только шипение, не искр не брызг, просто шелест дуги. По поводу настроек выставили 27,5V и 290А толщина деталей была 5мм, проволока 1мм CuSi3, газ все тот же аргон. Ну скорость подачи проволоки практически на максимуме прибавить можно совсем чуть чуть, а вот вольтов можно еще добавить но пока остановились на таких значениях для деталей потолще возможно добавим но не думаю что значение будет больше 30V так как подачи уже не хватать будет. Как вариант думаем на следующий раз заказать проволоку диаметром 1,2мм. Сделал несколько фотографий что получалось на 18V и что сейчас получилась разница прям сказать огромная особенно если учитывать время прогрева. Ну и начальство осталось очень довольно тем что стало получаться.

Вот что получалось раньше 18V и 120A толщина 10мм, прогрев перед сваркой почти до температуры плавления

И вот что получилось сегодня с настройками 27,5V и 290А толщина 5мм, прогрев детали перед сваркой ну наверно градусов 300-400

первый шов

с обратной стороны

приблизил

настройки на аппарате

Еще хотел спросить при тавровом соединении изводит нижнею деталь которая лежит на столе, она как бы горбатая становится хотя вроде бы толщина детали не маленькая 10мм и ширина детали 100мм шов получается на всю ширину детали(первое фото,как раз такие детали идут) и прогрев уже не такой сильный как раньше. У кого какие мысли как с этим бороться? Готовые детали остывают просто рядом на столе в воду не опускаем.

Честно не ожидал даже что на форуме мне помогут и дельные советы дадут, напарник у меня прям поварить с такими швами захотел. Да я и сам до последнего сомневался выйдет ли из этого толк с большим током.

Сварка меди полуавтоматом — Полуавтоматическая сварка — MIG/MAG

Вот что получалось раньше 18V и 120A толщина 10мм, прогрев перед сваркой почти до температуры плавления

первый шов

с обратной стороны

приблизил

настройки на аппарате

Сварка медных проводов инвертором с применением угольного и графитового электрода, и точечным методом

Одной из частых причин возникновения пожаров является неисправность электропроводки. Возгорания происходят из-за нарушения изоляции или нагрева жил кабелей в местах соединения (розетках, выключателях или распределительных коробках).

Плохой контакт приводит к появлению большого переходного сопротивления, на котором выделяется тепло. Это разрушает изоляцию, становится причиной короткого замыкания и пожара.

Поэтому получение надежного качественного соединения медных проводников является обязательным условием безопасной работы любых домашних электроприборов.

Использование инвертора

Медные провода, наиболее распространенные в жилых домах, соединяют несколькими способами, но самым надежным считается сварка. В результате такого соединения получается однородный проводник, что обеспечивает полную пожаробезопасность.

Сварка осуществляется постоянным или переменным током напряжением от 12 до 36 В, при этом должна быть регулировка сварного тока. Этим требованиям соответствует большая часть сварочных инверторов.

Выпускают специальный аппарат для сварки медных проводов, которым пользуются электрики. Он имеет мощность в пределах 1-1,5 кВт и регулировку сварочного тока в диапазоне от 30 до 120 А.

В отличие от обычных инверторов, оборудование имеет меньшую массу и габариты, кроме этого концы сварочных кабелей оснащены специальным держаком для угольных электродов и зажимом с большой поверхностью прижима проводников.

Если в хозяйстве уже имеется инверторный сварочный аппарат, то специальный прибор для сварки медной проволоки можно не покупать.

Для удобства к сварочным кабелям с помощью сварки приваривают или прикрепляют через болтовое соединение пассатижи и держак для электрода. Роль держателя угольного электрода может играть любой мощный зажим. Предварительно его ручки нужно заизолировать.

Пассатижи крепятся к проводу «масса». Ими будут держаться за скрутку свариваемых медных проводников, при этом они будут выполнять важную функцию теплоотвода. Это необходимо для предохранения изоляции от воздействия высокой температуры.

Контактный способ

Кроме использования инвертора для сварки медных проводов может применяться и точечная контактная сварка, время сваривания которой не превышает 1-2 секунд.

В домашних условиях для соединения бытовой электропроводки можно воспользоваться обычным трансформатором мощностью 500 Вт с напряжением во вторичной обмотке 12-36 В. Присоединив к вторичной обмотке держак для электрода и медных проводов, получим простой сварочный аппарат.

В зависимости от сечения и количества медных проводов экспериментально установлено, что ток для сварки должен быть:

для 2-х проводов сечением 1,5 мм2 – 70 А;
3-х сечением 1,5 мм2 – 80 А;
3-х сечением 2,5 мм2 – 90-100 А;
4-х сечением 2,5 мм2 – 100-120 А.

Однако значения тока могут сильно различаться в зависимости от используемого кабеля и его производителя. Дело в том, что производители кабельной продукции используют медные провода с различными примесями, что влияет на электро и теплопроводность, сечения проводов иногда не соответствуют заявленным характеристикам.

Поэтому точечная сварка проводиться только после того, как отрегулирован оптимальный сварочный ток на обрезках такого же кабеля, который предстоит варить.

Порядок действий

При сварке проводов своими руками порядок действий будет следующий. Сначала нужно освободить от изоляции концы свариваемых проводников на расстояние 8-10 см.

При снятии изоляции нельзя допустить повреждения жил провода. Перед скруткой их необходимо зачистить наждачной бумагой и протереть ацетоном для обезжиривания.

Затем соединяемые медные провода скручивают и концы обрезают кусачками, чтобы торец скрутки был плоским. В результате должен получиться пучок длиной около 5 см.

Подготовительные работы на этом заканчиваются, и начинается непосредственно сварка. К скрутке присоединяют зажим массы включенного сварочного аппарата, а к торцу скрученных проводников подносится графитовый или угольный электрод, который держится на конце второго сварочного провода с помощью специального держателя.

В итоге происходит короткое замыкание с образованием электрической дуги. Ее энергии достаточно, чтобы за 1-2 секунды расплавить концы медных проводников.

На конце скрутки образуется расплавленная капля меди, ей нужно дать время на остывание. После этого место скрутки изолируют лентой или термоусадочной трубкой (трубку надо надеть заранее).

Сварочное соединение получается высокого качества, по электрическим характеристикам оно не отличается от параметров всего медного провода, и прослужит не меньше, чем он.

Особенности процесса

Сварка медных проводов имеет свои особенности. Это связано с тем, что при температуре 300 °C медь становится хрупкой, а при 1080 °C плавится.

Электроды выдерживают температуру в три раза большую. Поэтому важно не передержать дугу, чтобы не повредить изоляцию и сами провода.

Для их защиты надо подсоединить в районе скрутки мощный радиатор, желательно из меди с большой поверхностью теплоотдачи и плотным прижимом к скрутке и потом только сваривать.

При сварке медных проводов скрутку желательно располагать вертикально. В этом случае расплавленная капля приобретет сферическую форму, которая охватит все свариваемые провода.

Иногда необходима сварка не одножильных, а многожильных медных проводов. В таком случае необходимо сначала поместить скрутку в гильзу, обжать, торчащий конец отрезать и потом его заварить.

Используемые электроды

Для сваривания медных проводов используются угольные или графитовые электроды с омеднением. Характеристики их практически одинаковы.

Они имеют температуру плавления в три раза больше, чем у меди, благодаря этому расход электрода минимальный; легко режутся, что позволяет получать удобную для сварки длину.

Угольные электроды дают дугу более высокой температуры, чем графитовые, что позволяет использовать их при минимальных сварочных токах. Они удобны и при использовании самодельных маломощных сварочных аппаратах.

Сварку графитовыми электродами чаще используют с инверторами, имеющими регулировку тока в широком диапазоне и нетребовательны к квалификации сварщика. Кроме этого медное сварное соединение получается более высокого качества.

Внешне электроды отличаются цветом – угольные черные, а графитовые темно-серые с металлическим отливом.

Если под рукой нет фабричных электродов, то при сварке их вполне могут заменить щетки от электродвигателя или угольный стержень из старой батарейки.

Проволока для сварки меди и ее сплавов

V.9. Проволока для сварки меди и ее сплавов [c.132]

Для газовой сварки сталей присадочную проволоку выбирают в зависимости от состава сплава свариваемого металла. Для сварки чугуна применяют специальные литые чугунные стержни для наплавки износостойких покрытий — литые стержни из твердых сплавов. Для сварки цветных металлов и некоторых специальных сплавов используют флюсы, которые могут быть в виде порошков н паст для сварки меди и ее сплавов — кислые флюсы (буру, буру с борной кислотой) для сварки алюминиевых сплавов — бескислородные флюсы на основе фтористых, хлористых солей лития, калия, натрия и кальция. Роль флюса состоит в растворении оксидов и образования шлаков, легко всплывающих на поверхность сварочной ванны. Во флюсы можно вводить элементы, раскисляющие и легирующие наплавленный металл. [c.207]

Металлические стержни электродов для сварки меди и ее сплавов изготавливают, из сварочной проволоки и прутков, состав которых регламентирует ГОСТ 16130—90, или из литых стержней другого состава. Покрытия могут содержать те же компоненты, что и покрытия электродов для сварки сталей (шлакообразующие, раскислители и т.д.). Сухую шихту замешивают на жидком стекле. [c.87]

При сварке меди и ее сплавов получение качественного шва — без пор, с требуемыми физическими свойствами — весьма затруднительно. Это связано с наличием в исходном металле закиси меди и высокой склонности меди к поглощению водорода. Возможна сварка меди и ее сплавов в защитных газах — аргоне и гелии, а также в азоте, который по отношению к этому металлу является инертным газом. Сварку ведут неплавящимися электродами — вольфрамовым и угольным (не для всех марок меди) на постоянном токе прямой полярности с подачей присадочной проволоки. [c.388]

Для соединения меди и ее сплавов со сталью рекомендуется применять аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом, а для наплавки цветных металлов на сталь — наплавку плазменной струей с токоведущей присадочной проволокой. Сварные соединения имеют достаточно высокий предел выносливости. [c.508]

Сварка меди и ее сплавов. Присадочным материалом при газовой сварке меди служит медная проволока. Вследствие большой теплопроводности меди сварку производят горелками больших номеров, а свариваемую деталь для уменьшения теплоотдачи помещают на асбестовой подкладке. [c.296]

В авторемонтном производстве азот может применяться при металлизации напылением для уменьшения окисления наращиваемого металла, а также в качестве защитной среды при сварке меди и ее сплавов Примеры выбора сварочной проволоки для наплавки в среде углекислого газа различных автомобильных деталей даны в табл. 101. [c.116]

Значительное количество меди используется для изготовления медных сплавов — латуней и бронз. Латуни и бронзы обладают хорошей теплопроводностью и электропроводностью, температура плавления латуней и бронз, в зависимости от состава и содержания легирующих элементов, колеблется в пределах 800—1100 С. Сварка меди и ее сплавов осуществляется ручной электродуговой сваркой угольным и металлическим электродом, автоматической и полуавтоматической сваркой под флюсом, в среде защитных газов и электрошлаковой сваркой. Марки сварочных проволок для изготовления электродов, а также для автоматической и полуавтоматической сварки выбирают по ГОСТ 16130—72. [c.201]

Ввиду большой теплопроводности меди и ее сплавов для их сварки требуется концентрированный источник тепла большой мощности. Таким источником является электрическая дуга под флюсом. Сварка меди под флюсом повышает производительность работ, улучшает качество сварного шва, улучшает гигиену труда. Для автоматической и полуавтоматической сварки меди и ее сплавов под флюсом чаще всего применяется медная проволока марок М1, М2 и М3. При сварке медных сплавов с использованием медной проволоки склонность сварных швов к образованию трещин меньше. [c.94]

Сварку меди и ее сплавов ведут неплавящимся электродом (угольным, вольфрамовым) дугой прямого действия с подачей присадочной проволоки. Успешно применяются угольные электроды, применяют также вольфрамовые торированные. Угольные или графитовые электроды несколько науглероживают металл, и в, результате блуждания дуги форма шва делается змеевидной. Поэтому для сварки в Среде азота применяют специальную горелку с соленоидом, который уменьшает блуждание дуги. [c.158]

Фосфор вызывает хладноломкость стали. Он сильно понижает ее пластические свойства и способствует ликвации. Содержание фосфора в присадочной проволоке для сварки стали допускается до 0,04%, В чугуне фосфор (при содержании 0,5— 1%) является полезной примесью, так как способствует жидко-текучести чугуна и хорошему заполнению расплавленным металлом кромок свариваемого чугунного изделия. Содержание фосфора в присадочных стержнях составляет 0,5—0,8%. При сварке меди и ее сплавов (латуней и бронз) фосфор также полезен, так как является хорошим раскислителем при содержании его в медной проволоке до 0,25—0,4%, [c.162]

ГОСТ 16130—72 регламентирует химический состав проволоки и прутков из меди и сплава на медной основе для сварки, наплавки п пайки. Стандарт регламентирует 17 марок проволоки и 12 марок прутков. Обозначение марок соответствует буквенным и цифровым обозначениям, принятым для меди и ее сплавов [c.88]

При соединении элементов из меди и ее сплавов больших толщин хорошие результаты дает плазменная сварка. Возможно производить сварку элементов толщиной до 60 мм за один проход. Применяют плазмотроны прямого действия. Для обеспечения хорошей защиты от атмосферного воздуха плазменную сварку иногда выполняют по слою флюса, а для создания мелкозернистой структуры используют порошковую проволоку. Для сварки малых толщин до 0,5 мм эффективно используют микроплазменную сварку. [c.462]

Сварка электродами из цветных металлов и сплавов. Для сварки чугуна нашли большое распространение электроды из меди и ее сплавов. Медь позволяет уменьшить общую твердость металла шва и отбел прилегающей зоны. Медные электроды применяют для сварки малогабаритных изделий, работающих при незначительных статических нагрузках. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности и переменном токе. Предпочтение следует отдавать постоянному току. Медный электрод изготавливают из медного стержня диаметром 3—6 мм, на который наворачивается лента или проволока из низкоуглеродистой стали. После этого на стержень наносится меловое покрытие. Вместо ленты или проволоки используют специальное покрытие. [c.159]

Для сварки, наплавки и пайки меди и ее сплавов предназначена проволока из меди, бронзы, латуни и других сплавов на медной основе, выпускаемая промышленностью по ГОСТ 16130—72. [c.44]

Сварочные проволока и прутки из меди и ее сплавов. При сварке изделий из меди и ее сплавов, а также для наплавки соответствующих поверхностных слоев на стальные изделия используют холодно-деформированную (тянутую) круглую сварочную проволоку и тянутые или прессованные круглые сварочные прутки по ГОСТ 16130-85. [c.108]

Медь и ее сплавы сваривают проволокой и прутками из меди и сплавов на медной основе. Алюминий и алюминиевые сплавы сваривают сварочной проволокой из алюминия и его сплавов. Для сварки других металлов и сплавов применяют сварочную проволоку или стержни, изготовленные либо по ГОСТ на свариваемый металл, либо по техническим условиям. [c.113]

Для сварки деталей из меди и ее сплавов сварочная проволока выпускается по гост 16130, который предусматривает изготовление проволоки 17 марок. Проволока изготавливается диаметром от 0,8 до 8 мм. Она может поставляться как в мягком (отожженном), так и в твердом состоянии. Примерное назначение некоторых марок проволоки, применяемых при сварке цветных металлов и сплавов, представлено в таблице 1.7. [c.38]

Установка УПС-501 предназначена для автоматической плазменной сварки на постоянном токе прямой и обратной полярности коррозионно-стойких сталей, алюминия, меди и их сплавов. В ее комплект наряду с источником питания и двумя плазмотронами (на токи 315. и 500 А) входит подвесная самоходная головка, которая состоит из следующих унифицированных узлов пульта управления, подающего механизма для присадочной проволоки и ходового механизма. [c.187]

Сплавы меди с цирконием, содержащие от 0,1 до 5% 2г, способны к упрочнению, которое достигается термической обработкой (закалка и упрочняющий отпуск). Предел прочности при растяжении достигает 50 кг/мм , что на 50% выше прочности неотожженной меди. При нагревании изделий из чистой меди (проволоки, листов, труб) до 200° С их прочность сильно падает вследствие снятия наклепа. Добавки циркония повышают температуру отжига меди до 500° С. Небольшие добавки циркония к меди, повышая ее прочность, снижают лишь в незначительной степени электропроводность меди. Цирконий вводят в медь в виде лигатурного сплава, содержащего 12—14% 2т, остальное медь. Сплавы меди с цирконием применяют для изготовления электродов точечной сварки, для электропроводов в тех случаях, где требуется высокая их прочность. [c.278]

При единичном производстве и ремонтных работах рекомендуется использовать газовую сварку, в процессе которой осуществляется подогрев и начальная термическая обработка изделия. Невысокие температурные градиенты уменьшают воздействие сварочного термического цикла на металл в зоне сварки (шов, зона термического влияния). Возможно раскисление и легирование металла через присадочную проволоку. Газовую сварку можно применять как для чистой меди, так и для ее сплавов. [c.373]

Проволока для сварки меди и ее сплавов (табл. 7-7). Для сварки под флюсом применяют проволоки МТ, Бр.Х0,7 и Бр.ХТ0,6-0,5, для газоэлектрической сварки — проволоки МНЖКТ5-1-0,2-0,2и Бр.НМцЗ-1. [c.292]

Для сварки меди и ее сплавов применяют электроды со стержнями из медной проволоки М1 и М2, бронзы Бр.КМцЗ-1 и др. Медь маркируется буквой М, бронзы — буквами Бр. [c.63]

Для сварки меди и ее сплавов применяют медные проволоки марок М1 и М2, бронзовые — марок БрКМцЗ-1 и БрОЦ4-3 и латунные марок Л63, Л68, Л60-1 и др. [c.93]

Для сварки меди и ее сплавов (БрХ-0,8, БрОЦС-4-4-2,5 и др.) можно использовать и керамический флюс К13-МВТУ (глинозем 20%, кварцевый песок 8—10%, магнезит 15%, мел 15%, бура безводная 19—15%, порошок алюминия 3—5%). Шихта замешивается на жидком стекле, гранулируется и после сушки прокаливается при температуре 450° С. При сварке проволокой марки М1 сплавов меди в состав флюсов вводятся соответствующие легирующие добавки (хром, никель и др.) [c.65]

Оптимальные условия наплавки меди на сталь требуют, чтобы не было расплавления стали и она хорошо смачивалась (для этого ее температура не должна превышать 1100 — С), и длительность контактирования меди со сталью при этой температуре должна быть не монее 0,01—0,015 сек. Чтобы выдержать эти условия, нужно сделать расчеты темиературно-временного режима сварки и наплавки, методика которого изложена в работе [9]. Такие расчеты и данные рис. 18, б показывают, что для соединения меди и ее сплавов со сталью лучше всего применять аргоно-дуговую сварку, а для наплавкп цветных металлов на сталь — наплавку плазменной струей с токоведущей присадочной проволокой (9, 19]. [c.221]

Сварка меди и ее сплавов под флюсом может производиться угольной дугой. При этом используются флюсы для сварки стали, в частности ОСЦ-45. Сварка производится короткой дугой на постоянном токе прямой полярности. Присадочный материал вводится в виде прутка или полоски, укладываемой в разделку кромок. Однако этот способ сварки является малопроизводительным. Для сварки меди металлическим электродом используются флюсы ОСЦ-45, АН-20 и АН-348А, сварка ведется постоянным током обратной полярности. Сварочная проволока должна быть нагартована и по составу может быть идентична с основным металлом. [c.450]

Сварка меди и ее сплавов под флюсом может производиться угольной дугой. При этом используются флюсы для сварки стали, в частности ОСЦ-45. Сварка производится короткой дугой на постоянном токе прямой полярности. Присадочный материал вводится в виде прутка или полоски, укладываемой в разделку кромок. Однако этот способ сварки является малопроизводительным. Для сварки меди металлическим электродом используются флюсы ОСЦ-45, АН-20 и АН-348А, а также специально разработанный для сварки меди флюс АНМ1 (55% фтористого магния, 40% фтористого натрия и 5% фтористого бария). Сварка ведется постоянным током обратной полярности. Сварочная проволока должна быть нагартована и по составу может быть идентична основному металлу. [c.64]

Газовая сварка меди используется в ремонтных работах. Рекомендуют использовать ацетиленокислородную сварку, обеспечивающую наибольшую температуру ядра пламени. Для сварки меди и бронз используют нормальное пламя, а для сварки латуней — окислительное (с целью уменьшения выгорания цинка). Сварочные флюсы для газовой сварки меди содержат соединения бора (борная кислота, бура, борный ангидрид), которые с закисью меди образуют легкоплавкую эвтектику и выводят ее в шлак. Флюсы наносят на обезжиренные сварочные кромки по 10. .. 12 мм на сторону и на присадочный металл. При сварке алюминиевых бронз надо вводить фториды и хлориды, растворяющие AI2O3. При сварке меди используют присадочную проволоку из меди марок М1 и М2, а при сварке медных сплавов — сварочную проволоку такого же химического состава. При сварке латуней рекомендуют использовать проволоку из кремнистой латуни ЛК80-3. После сварки осуществляют проковку при подогреве до 300. .. 400 °С с последующим отжигом для получения мелкозернистой структуры и высоких пластических свойств. [c.461]

Сварка под флюсом металлическим электродом (табл. XV .10). Медь и ее сплавы сваривают на постоянном токе обратной полярности с применением плавленых флюсов АН-20, АН-26, а также АН-348-А и ОСЦ-45 (для металла толщиной до 20 мм, кроме того, керамического флюса ЖМ-1 и сварочной проволоки М1, М2, Бр.КМцЗ-1). Для сварки латуни используют проволоку из бронзы БрОЦ4-3 и флюс АН-20. При сварке бронз применяют проволоку, соответствующую по составу основному металлу, и флюс АН-20. [c.413]

Для сварки алюминия, меди и латуни применяют проволоки или нарубленные из листа полоски, соответствующие по составу свариваемому материалу. При сварке латуни лучше применять специальные присадочные проволоки с добавками кремния и олова, которые препятствуют испарению цинка и увеличивают проплавляющую способность газового пламени, разжижая сварочную ванну. При сварке медных сплавов введение в сварочную проволоку бора делает ее само-флюсующейся. Образующийся борный ангидрид В2О3 связывает окислы меди и цинка СиО и ZnO в борно-кислые соли, переходящие в шлак. Можно сваривать без флюсов. [c.58]

Использование платины в качестве в.водов в лампах накаливания и приемно-усилнтельиых лампах было прекращено после введения в 1911 г. платинитовой проволоки [Л. 3]. Эта проволока состоит из сплава никеля с железом с содержанием никеля около 42%, покрытого сверху медью. Она изготовляется путем пайки ли сварки железо-никелевого сердечника с медной трубкой при помощи промежуточной латунной прокладки. Такая заготовка куется и протягиваетоя в проволоку, проходя через раствор буры. Конечная толщина медного покрытия составляет около 12 мк в зависимости от диаметра проволоки, чтобы вес покрытия был равен 25% веса проволоки. Практически для спаев можно ис-пользо(вать платинитовую проволоку диаметром до 1 мм в ламповой промышленности для спаивания с мягкими стеклами (0010, 0080 и 0120) изредка применяется проволока диаметром более 0,5 мм. Проволока диаметром 0,9 мм способна выдерживать ток до 20 а. Сложное строение проволоки обусловливает несколько необычный характер ее расширения. Так, напри.мер, ее коэффициенты продольного и радиального расширения отличаются друг от друга на 41,5% и равны соответственно 0,5-10 н 92-10″ Л. 4]. Большие натяжения, возникающие. в спае с платинитовой проволокой, воспринимает на себя тонкое медное покрытие, и в результате, получается надежное соединение. Спаи обычно не отжигаются полностью, и в стекле остается продольное сжатие, в то время как продольное растяжение может возникнуть лишь в хорошо отожженных спаях [Л. 5]. [c.64]

Специфика технологии термозвуковой сварки медной проволокой выводов микросхем, компонентов и силовых элементов

Из-за резкого роста цен на золото в последние годы в исследования и разработки технологии термозвуковой сварки медной проволокой были вложены значительные средства. Медная проволока как альтернатива золотой имеет значительное преимущество в плане экономии. Также медная проволока обладает более высокой электро- и теплопроводностью, что увеличивает скорость передачи сигналов и уменьшает тепловыделение за счет отвода тепла. Термозвуковая сварка — это диффузия двух разных материалов, при которой соединение формируется в результате совокупного действия температуры, давления и ультразвуковых (УЗ) колебаний. Производители микроэлектронных устройств и приборов смогли усовершенствовать технологию термозвуковой сварки контактных площадок золотой проволокой диаметром 15 мкм с шагом 40 мкм. Сегодня термозвуковая сварка медной проволокой диаметром до 50 мкм применяется в основном при сборке систем в корпусах (SiP — System in Package) с малым числом выводов и силовых дискретных элементов. Из-за уменьшения габаритов ИМС уменьшаются размеры контактных площадок и шаг между ними, и у производителей микроэлектроники все чаще возникает желание перейти на использование медной проволоки. Более того, многие производители переходят к технологии сборки устройств на low-k пластинах (системная интеграция на уровне пластин, WLSI — Wafer Level System Integration), а это ужесточает требования к инструментам и технологическому процессу термозвуковой сварки. Далее мы рассмотрим проблемы, возникающие при применении технологии термозвуковой сварки выводов медной проволокой, и достижения последних лет, связанные с решением этих проблем.

Окисление меди и геометрия шарика в процессе термозвуковой сварки

Основная проблема меди — это окисление. При термозвуковой сварке в месте контакта медной проволоки с выводом шарик образуется под действием поверхностного натяжения при воздействии высокого напряжения и слаботочной искры электрического пламени. При этом возникает локальная среда с повышенной температурой, и легко происходит окисление. Окисление шарика приводит к нестабильности его геометринений, необходимо исключить окисление.

Одним из решений этой задачи является применение системы подачи инертного газа (N₂ или формир-газ N₂/H₂), которая обеспечивает бескислородную среду в точке сварки. Более того, водород дает дополнительную тепловую энергию для плавления медной проволоки, а также может превратить оксид меди обратно в медь, поскольку водород является восстановительным газом. Таким образом, формир-газ лучше защищает от окисления по сравнению с чистым азотом, и чем больше содержание водорода в формир-газе, тем лучшими антиокислительными характеристиками он обладает. Наиболее подходящим является формир-газ с концентрацией 5 % H₂, поскольку смеси, содержащие более 5 % H₂, легковоспламеняемы.

Другой способ предотвратить окисление меди — нанести гальваническое покрытие из металла, стойкого к окислению, на поверхность медной проволоки. Медная проволока с гальваническим покрытием Au, Ag, Pd, Ni имеет длительный срок хранения и обладает лучшими антиокислительными характеристиками, чем чистая медная проволока. Однако за исключением Pd большая часть покрытий ухудшает геометрию шарика. При обычных условиях хранения срок годности Pd-Cu-проволоки составляет более 90 дней, а для чистой Cu-проволоки — всего 7 дней.

При термозвуковой сварке основными параметрами формирования шарика в первой точке являются сила тока и время в случае с золотой проволокой, а для медной проволоки к этим параметрам добавляется скорость потока инертного газа. При использовании чистого N₂ более вероятно получение шарика с небольшим отклонением геометрии. Шарик с хорошей симметрией получается при использовании формир-газа. Атомный вес H₂ меньше, чем у N₂, поэтому формир-газ повышает нагрев, при этом снижается температура на периферии дуги, что приводит к ее сужению. Сужение дуги ограничивает распространение разряда вокруг конца проволоки и приводит к образованию сферического шара. При использовании чистого N₂ разряд распространяется по поверхности проволоки вверх, из-за чего возникает отклонение геометрии. Чистого N₂ достаточно для формирования сферических шариков только при сварке Pd-Cu-проволокой.

Чем выше расход газа, тем лучше антиокислительные характеристики. В процессе формирования шарика в первой точке температура может достигать 1500 °C, при этом формир-газ резко расширяется. Если скорость потока слишком мала, резкое расширение газа приведет к сильному окислению поверхности шарика. Высокая скорость потока может сдуть плавящийся шарик с центра проволоки или вызвать отклонение геометрии. Эффект охлаждения, вызванный высокой скоростью потока, увеличивает поверхностное натяжение плавящихся шариков, что также приводит к отклонению формы.

Скорость потока около 0,5 л/мин считается подходящей для получения качественных по форме шариков. Шарики, полученные при разной скорости потока, представлены на рис 1¹.

Из-за увеличения тепловыделения, вызванного конвекцией, с увеличением потока газа размер шарика становится меньше. На рис 2 показана зависимость диаметра шарика Pd-Cu-проволоки от потока N₂. Из рис 2 также можно сделать вывод, что диаметр шарика тем больше, чем больше время горения слаботочной искры электрического пламени. Это связано с тем, что более длительное время горения приводит к большему оплавлению проволоки и способствует увеличению диаметра.

Оптимизация усилия сварки, мощности УЗ и силы тока

Одной из основных функций УЗ при термозвуковой сварке является зачистка окисла на контактной площадке для улучшения качества интерметаллического соединения между шариком и площадкой. Кроме того, УЗ делает шарик мягче и повышает температуру контакта между двумя материалами. Чем больше мощность УЗ, тем выше нагрузка на контактную площадку. Для уменьшения этой нагрузки при сварке есть целый ряд решений: использование более мягкой проволоки, изменение конструкции и толщины контактных площадок, повышение частоты УЗ. Поскольку окисел на шарике делает его твердым, то в процессе термозвуковой сварки потребуется большее усилие и мощность УЗ, что увеличит риск повреждения контактной площадки и приведет к образованию кратеров в кремнии.

Повторяемость геометрии и твердость шарика напрямую зависят от силы тока при его формировании. Ток оказывает значительное влияние на распределение Pd по поверхности и, соответственно, на твердость Pd-Cu-шарика в целом. Геометрия шариков из чистой медной проволоки имеет плохую повторяемость при малой силе тока по сравнению с шариками, получаемыми при термозвуковой сварке выводов Pd-Cu-проволокой при различной силе тока. При малой силе тока Pd не достигает точки плавления и остается на поверхности проволоки, а внутренняя часть шарика состоит из чистой меди. При большом токе Pd быстро нагревается, вызывая эффект турбулентной диффузии, и Pd хаотично распределяется внутри шарика, что увеличивает его твердость в результате легирования.

Поскольку оксидный слой напрямую влияет на качество интерметаллического соединения между шариком и контактной площадкой, это вызывает ухудшение прочности контакта, особенно во второй точке сварки, которая, как правило, является клиновым соединением. Но прочность медной проволоки на сдвиг выше, чем у золотой², поэтому снизить нагрузку на контактную площадку можно путем уменьшения частоты и мощности УЗ, несмотря на снижение прочности на сдвиг. Например, за счет использования более мягкой медной проволоки, оптимизации усилия сварки и мощности УЗ можно на ~40 % снизить нагрузку на контактные площадки по сравнению с УЗ-сваркой золотой проволокой³.

Сравнение прочности соединений и дефектности второй точки сварки при применении Au-проволоки, Cu-проволоки и Pd-Cu-проволоки представлено в Таблице 1. Из таблицы видно, что более высокой прочностью и низкой степенью дефектности второй точки обладает Pd-Cu-проволока по сравнению с чистой медью. Следует отметить, что жесткость проволоки Pd-Cu выше, чем у Cu-проволоки, и потребуется большее усилие сварки, которое может повлиять на контактную площадку. Поэтому необходима оптимизация данного параметра для проведения качественного процесса термозвуковой сварки выводов.

Таблица 1 Прочность соединения и дефектность второй точки сварки

Материал проволоки

Pd-Cu

Прочность первой точки сварки, г

35,9

26,1

21,9

Прочность второй точки сварки, г

7,5

5,4

2,6

Дефектность второй точки сварки, ppm

7933

Формирование петель из медной проволоки при термозвуковой сварке

Элементы и компоненты силовой и автомобильной электроники, как правило, имеют небольшое количество контактов, и при сборке их сварка осуществляется толстой проволокой или лентой. А при производстве элементов и компонентов микроэлектроники применяются однокристальные и многокристальные сборки, включая кристаллы в стеке, когда кристалл монтируется на кристалле. Термозвуковая сварка микросхем и сборок с большим количеством контактных площадок выполняется тонкой проволокой. При большом количестве выводов следует учитывать малый шаг между ними и характеристики формирования петли имеют решающее значение, поскольку даже небольшое перемещение провода может вызвать короткое замыкание (КЗ).

Благодаря хорошей теплопроводности медной проволоки зона термического влияния (ЗТВ) имеет малые размеры во время процесса термозвуковой сварки. Медная проволока жестче золотой и меньше провисает как при аналогичной форме и высоте петли, так и при формировании длинных петель из тонкой проволоки. Медная проволока имеет более высокую жесткость на разрыв и больше подходит для термозвуковой сварки выводов с мелким шагом. Как показано в Tаблице 2, после оптимизации параметров высота петли медной проволоки сопоставима с золотой.

Таблица 2 Высота петли из медной и золотой проволоки

Материал проволоки

Максимальное значение, мкм

60,0

59,5

Среднее значение, мкм

56,7

Минимальное значение, мкм

53,0

52,0

Отклонение, мкм

1,74

2,10

Образование интерметаллических соединений и их влияние на качество соединений

Глубина диффузионного слоя напрямую зависит от времени сварки и температуры (рис 3). Из-за высокой температуры во время процесса будет происходить взаимная диффузия между шариком и контактной площадкой из Al, что вызовет рост интерметаллических соединений. Умеренный рост повышает прочность соединения за счет улучшения характеристик материала. Чрезмерный рост интерметаллических соединений приводит к увеличению переходного сопротивления в контакте, что усугубляет тепловыделение, приводит к ухудшению прочности соединения и является одной из наиболее важных причин брака.

Рост интерметаллических соединений при использовании медной проволоки происходит намного медленнее по сравнению с золотой. При исследовании границ раздела связей Cu-Al с помощью сканирующего электронного микроскопа чрезмерный рост интерметаллидов не был обнаружен^{4, 5}. Различия атомных свойств элементов объясняют разницу в темпах роста интерметаллических соединений. Атомарные строения алюминия и меди имеют больше различий, чем алюминий и золото, поэтому атомы алюминия легче проникают в золото. Электроотрицательность определяет химическое сродство атомов и является свойством атома одного элемента оттягивать на себя электроны от атомов других, поэтому рост интерметаллических соединений Au-Al происходит быстрее, так как электроотрицательность золота выше, чем у меди. Нарушение соединения, полученного золотой проволокой, всегда происходит внутри шара, в то время как разрушение соединения при использовании медной проволоки в основном происходит на контактной площадке. При термическом старении рост интерметаллических соединений Au-Al сопровождается образованием пустот, которые уменьшают механическую прочность и приводят к разрыву соединения. При термическом старении в соединениях Cu-Al пустоты отсутствуют, и это является одним из факторов высокой надежности. Более высокая прочность также связана с твердостью и пределом текучести образующихся алюминидов меди по сравнению с алюминидами золота. Таким образом, качество термозвуковой сварки выводов золотой проволокой хуже, чем медной, по двум основным причинам:

увеличение переходного сопротивления происходит быстрее;

из-за более высокой электроотрицательности происходит истощение контактной площадки и образование пустот в соединении.

Чтобы определить надежность соединений, полученных медной проволокой при повышенной влажности и в условиях высоких температур, проводят климатические испытания при повышенных давлении и температуре⁶. Глубина роста интерметаллических соединений в большей степени подвержена увеличению во время отжига, чем в условиях климатических испытаний, и режимы разрушения шарика при тестах на сдвиг зависят от времени отжига при определенной температуре. При невысокой температуре и длительном времени отжига больше Cu вступает в реакцию с Al, что повышает прочность соединения, и при разрушающем тесте на сдвиг трещина появляется между медным шариком и алюминиевой площадкой. При высокой температуре и более продолжительном времени отжига большая часть алюминия из контактной площадки поглощается медным шариком, и тогда излом шарика при сдвиге смещается в область между интерметаллидами и образующимся SiO2, поскольку между ними очень плохая адгезия. При температуре отжига 350 °C алюминий из контактной площадки полностью поглощается медным шариком.

Коррозионно-индуцированные повреждения считаются основной причиной отказа соединения неизолированной медной проволоки при климатических испытаниях. Коррозия — это, в первую очередь, химические реакции интерметаллида Cu-Al с такими галогенами как Cl и Br, которые содержатся в полимерах, применяемых для корпусирования изделий методом литья под давлением. Галогены из полимеров будут действовать как катализаторы в реакции коррозии и превращать интерметаллические соединения Cu-Al в оксиды Al и оксиды Cu, а Cu может быть даже расщеплен из интерметаллида с помощью Cl. Один из возможных процессов реакции коррозии между интерметаллическим соединением и Cl следующий⁷:

Эти реакции коррозии и разложения приводят к образованию трещин на границе раздела. Pd в шарике не влияет на скорость роста интерметаллических соединений, из чего следует, что разницей глубины образующихся интерметаллидов между чистой медной проволокой и покрытой Pd можно пренебречь. Результаты климатических испытаний демонстрируют, что надежность соединений, полученных Pd-Cu-проволоками, при повышенной влажности выше, чем у соединений из Cu-проволоки без покрытия. После 400 ч климатических испытаний трещина образуется на границе раздела для соединений, полученных чистой медной проволокой, а на границе соединений с применением медной проволоки, покрытой палладием, трещины или пустоты не появились. Изображения границ раздела соединений представлены на рис 4⁸, для соединений с применением проволоки Pd-Cu она состоит из раствора Pd-Cu, соединения Al-Pd-Cu и интерметаллических соединений Al-Cu. Слои, обогащенные палладием, улучшают надежность соединения при повышенной влажности, контролируя диффузию и образование интерметаллидов на границе раздела.

Сжатие алюминиевых контактных площадок и особенности термозвуковой сварки медной проволокой выводов на low-k материалах

Сжатие алюминиевой контактной площадки является обычным явлением при термозвуковой сварке выводов медной проволокой, но редко встречается при применении золотой проволоки. Алюминий имеет более низкое напряжение текучести по сравнению с медным шариком, особенно при воздействии УЗ. Сжатие Al контактной площадки должно контролироваться, как показано на рис 5. Толщина Al контактной площадки под шариком должна достигать определенного размера, чтобы обеспечить надежность соединения. Если остаточный слой Al под шариком слишком тонкий, он может быть полностью поглощен медью.

Из-за плохой адгезии между интерметаллидами и SiO₂ при тестировании соединений на растяжение шарики отрываются или возникают микротрещины. Из-за выдавливания алюминия на периферии шариков и горизонтального движения инструмента при УЗ-воздействии без приложения вертикального усилия по периметру медные шарики слабо соприкасаются с контактными площадками. Ультразвук влияет на зарождение начальной трещины на периферии шариков, и она со временем будет расширяться от края к центру, при этом ионы Cl будут диффундировать в центр шарика через трещину, что приведет к последующим реакциям коррозии интерметаллидов Cu-Al и вызовет разрушение сварного соединения. Более того, если зона, на которую выдавливается алюминий, больше чем шаг между контактными площадками, это может вызвать КЗ или нарушение работы электрической цепи.

Есть целый ряд технологических приемов для снижения сжатия алюминия. Например, повышение твердости контактной площадки путем ее легирования Si или Cu, оптимизация параметров процесса, таких как уменьшение усилия сварки или мощности УЗ, использование более мягкой медной проволоки для получения более мягких шариков. Помимо этого, нанесение покрытий из NiPd или NiPdAu поверх контактных площадок также является одним из способов предотвращения сдавливания Al и повреждения контактных площадок. Чистота проволоки также оказывает определенное влияние на степень сжатия алюминия. Благодаря высокой чистоте материала в шарике гораздо меньше включений и снижается напряжение текучести, что, в свою очередь, требует меньшего усилия при сварке и обеспечивает малое сжатие алюминия во время процесса.

Для улучшения характеристик конечных изделий производители микросхем используют многоуровневую компоновку контактных площадок и заменяют SiO2 диэлектрическими материалами с низкой диэлектрической проницаемостью (low-k). Эти материалы обладают слабой механической прочностью, что в сочетании с высокой твердостью медной проволоки создает новые проблемы по ее применению для термозвуковой сварки выводов. Внедрение пористости в существующие low-k-материалы — типовой способ создания материалов со сверхнизкой диэлектрической проницаемостью (ultra-low-k). Пористость в диэлектрических пленках снижает модуль упругости и твердость, что в большинстве случаев вызывает плохую адгезию к другим слоям. При термозвуковой сварке высокие значения параметров процесса приводят к повреждению контактных площадок, а низкие не ведут к образованию соединения между материалами. Один из способов снизить риск повреждения контактной площадки — увеличить ее толщину, тогда потребуется повысить усилие сварки, но при этом будет выдавливаться больше Al, что, как мы уже выяснили, является одной из критических проблем. Для термозвуковой сварки выводов на low-k-пластинах нужно применять медную проволоку высокой чистоты, для которой требуется меньшая мощность УЗ, и время сварки должно быть больше.

Оборудование и инструмент для термозвуковой сварки и механического контроля проволочных соединений

Чтобы составить полную картину и определить механизм разрушения соединений между материалами при термозвуковой сварке выводов, потребуется тестирование шариков на отрыв и сдвиг, сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия для анализа интерметаллических соединений или дефектных шариков. Поэтому очень важны возможности оборудования и программного обеспечения для правильной настройки параметров процесса термозвуковой сварки при работе с различными материалами, включая low-k. Инструмент для сварки также является очень важным аспектом, поскольку напрямую влияет на качество соединений. Обрыв самой проволоки и ее отрыв от контактной площадки — типичная проблема при стежковой микросварке (рис 6а), и подбор капилляра подходящей конструкции улучшает качество соединения проволоки к контактной площадке (пример формы кончика капилляра представлен на рис 6б). За счет строения торца капилляра можно снизить проскальзывание между ним и проволокой и значительно улучшить качество соединения (рис 6в).

Для проведения механического контроля проволочных соединений используют установки для разрушающего контроля на отрыв и сдвиг. Один из партнеров ООО «Остек-ЭК» — компания Nordson Dage⁹, подразделение компании Nordson Electronics Solutions — производит оборудование (рис 7) под различные задачи в области разрушающего контроля материалов. Системы Nordson Dage обладают гибкостью, которая достигается применением различной оснастки и уникальных быстросменных картриджей с нагрузками при нажиме до 50 кг, на отрыв до 50 кг и на сдвиг до 200 кг, что позволяет экономить время и проводить комбинированные испытания сложных сборок.

Технологическим партнером «Остек-ЭК» при решении любых задач по термозвуковой сварке является компания Kulicke and Soffa Industries, Inc.¹⁰ (далее K&S), признанная одним из мировых лидеров по производству автоматизированного оборудования для термозвуковой сварки выводов лентой, тонкой и толстой проволокой из различных материалов, для сборочного производства широкой номенклатуры изделий от микропроцессоров до аккумуляторных батарей для электромобилей. K&S также разрабатывает и производит всю необходимую оснастку и инструменты для качественной термозвуковой сварки как в стандартном исполнении, так и по требованиям заказчика.

Каждая модель оборудования от K&S (рис 8) — это высокопроизводительная система термозвуковой сварки, обладающая гибкостью, необходимой для многономенклатурного серийного производства, и обеспечивающая высокую производительность за счет запатентованных решений, ускоряющих перенастройку с одного типа проволоки и изделия на другой.

Преимущества оборудования K&S:

Термозвуковая сварка выводов керамическими капиллярами методами «шарик-клин» и «клинклин» всеми типами проволоки без замены головы (только серия RAPID).

Система автоматического контроля с функцией мониторинга процесса термозвуковой сварки в реальном времени и анализ данных для обеспечения максимального выхода годных изделий.

Система контроля и управления, собирающая данные о состоянии главных подсистем и сохраняющая их для анализа.

Запатентованные адаптивные процессы ProCu, ProAu, ProAg, ProStitch Plus (PSP) и программное решение для 3D-программирования профиля петли AutoOLP, обеспечивающие стабильное качество при максимальной производительности путем простой оптимизации параметров.

Заключение

Медная проволока в качестве альтернативы золотой имеет множество преимуществ:

Особо чистая медь более чем в 25 раз дешевле золота.

Медь имеет более высокую электро- и теплопроводность.

Медная проволока имеет более высокую жесткость на разрыв и сдвиг.

Рост интерметаллических соединений происходит намного медленнее при использовании медной проволоки.

Из-за низкой электроотрицательности меди истощение контактной площадки происходит медленнее и резко снижается образование пустот в соединении.

Однако из-за физических и химических свойств при термозвуковой сварке выводов медной проволокой следует учитывать ряд факторов:

Для процесса требуется система подачи инертного газа в зону сварки.

Требуется контроль сжатия контактной площадки.

Для более качественных соединений требуется Cu-проволока с Pd-покрытием.

В настоящее время в исследования и разработки вкладывают большие средства, чтобы понимать и оценивать как недостатки, так и плюсы применения меди. Эти исследования позволили получить практические результаты в развитии и применении технологии термозвуковой сварки медной проволокой выводов микросхем, компонентов и силовых элементов. Сегодня особо пристальное внимание мирового научно-производственного сообщества направлено на актуальные технологии термозвуковой сварки выводов медной проволокой между контактными площадками со сверхмелким шагом на low-k материалах.

На сайте ООО «Остек-ЭК» в разделе https://ostec-micro.ru/catalog/equipment/mikrosvarka-vyvodov/представлены подробные материалы о системах термозвуковой сварки. По всем вопросам, связанным с термозвуковой сваркой и другим технологиям, оборудованием, оснасткой и инструментами для производства микроэлектроники, обращайтесь по телефону: +7 (495) 877-44-70 или по e-mail: [email protected].

¹ Fan XQ, Wang T, Cong YQ, Zhang BH, Wang JJ. Oxidation study of copper wire bonding. In: Proceedings of 11th international conference on electronic packaging technology & high-density packaging. 2009. Стр. 9

² Srikanth N, Murali S, Wong YM, Vath CJ. Critical study of thermosonic copper ball bonding. Thin Solid Films. 2004. Стр. 45

³ Shah A, Mayer M, Zhou Y, Hong SJ, Moon JT. Reduction of underpad stress in thermosonic copper ball bonding. In Proceedings of 58th electronic components and technology conference. 2008. Стр. 30

⁴ Murali S, Srikanth N, Vath III CJ. An analysis of intermetallics formation of gold and copper ball bonding on thermal aging. Materials Research Bulletin 2003. Стр. 46

⁵ Murali S, Srikanth N. Charles J. Vath III. Effect of wire size on the formation of intermetallics and Kirkendall voids on thermal aging of thermosonic wire bonds. Materials Letters 2004. 58(25). Стр. 101

⁶ Shah A, Mayer M, Zhou YN, Hong SJ, Moon JT. Low-stress thermosonic copper ball bonding. IEEE Trans Electron Manuf 2009. 32(3). Стр. 84

⁷ Uno T. Bond reliability under humid environment for coated copper wire and bare copper wire. Microelectron Reliab. 2011. 51. Стр. 56

⁸ Uno T, Terashima S, Yamada T. Surface-enhanced copper bonding wire for LSI. In: Proceedings of electronic components and technology conference. 2009. Стр. 95

⁹ https://www.nordson.com/en/divisions/dage/bondtesting-systems

¹⁰ https://www.kns.com/

Сварочная проволока

— Mig Wire, порошковая проволока

Сварочная проволока : доступен в широком диапазоне размеров и типов, вид сварочного материала, используемый в качестве токопроводящей проволоки или присадочного металла.

Материалы: проволока из мягкой стали , нержавеющая сталь, алюминиевый сплав, серебро и т. Д.
Диаметр проволоки: 0,5 — 2,0 мм.
Относительное удлинение: ≥ 22%.
Сварочный ток: 80 — 250А, 120 — 300А, 160 — 400А, 190 — 450А.

Характеристики:

Хорошая износостойкость, отличная термостойкость, устойчивость к низким температурам.
Высокая прочность, защита от коррозии.
Малая сварочная деформация.
Хорошая адаптируемость, простота реализации. Непрерывная автоматическая сварка.

Сварочная проволока широко используется в нефтедобыче, электронике и машиностроении.

Типы: Сварочная проволока для нержавеющей стали, сварочная проволока с флюсовой сердцевиной, сварочная проволока MIG, сварочная проволока TIG, алюминиевая сварочная проволока, медная сварочная проволока, серебряная сварочная проволока, сварочная проволока CO ₂.

Заявки:

Используется как присадочный материал и токопроводящая проволока.
Используется в нефтяной, электронной, машиностроительной, горнодобывающей промышленности и т. Д.

Упаковка:

Обычно в бухтах для реализации механизации и автоматизации.
Мешки пластиковые, мешки тканые; картонные коробки, поддоны.

Склад:

Держите в сухом месте.
Беречь от коррозионных веществ.
Храните по классификациям.
Положите на деревянные поддоны.
Не подвергайте его прямому воздействию воздуха.
После вскрытия использовать в течение одной недели.

Сварочная проволока из нержавеющей стали

Проволока для сварки нержавеющей стали также называется проволокой для сварки нержавеющей стали.

Типы: порошковая проволока для нержавеющей стали , сплошная проволока для нержавеющей стали.
Особенности: мало брызг, хорошая стабильность дуги, коррозионная стойкость.

Сварочная проволока из нержавеющей стали имеет мало брызг и хорошую устойчивость дуги.

Серебряная сварочная проволока

Характеристики: низкая температура плавления, низкая плотность.
Применение:
Используется в точных приборах, таких как аппараты кондиционирования воздуха, электронные изделия. Обычно используется в аэрокосмической, электронной, машиностроительной областях.

Серебряная сварочная проволока широко используется для сварки точных инструментов.

Медная сварочная проволока

Медная сварочная проволока также называется сварочной проволокой с медным покрытием.

Особенности: высокая эффективность сварки, хорошие механические свойства, антикоррозионные, износостойкие.
Заявление:
1. Используется при сварке меди или медных сплавов.
2. Используется в производстве сосудов высокого давления, водогрейных котлов и сельскохозяйственного оборудования.

Медная сварочная проволока обладает высокой эффективностью сварки и хорошими механическими свойствами.

Алюминиевая сварочная проволока

Содержание алюминия: ≥99.5%.
Основные типы:
1. S301, ER1100
2. S331, ER5183
3. S5356, ER5356
4. S311, ER4043
Особенности: отличная коррозионная стойкость, высокая теплопроводность, хорошая электропроводность.
Применение: Алюминиевая сварочная проволока в основном используется для пайки алюминия, сплавов Al-Mn, Al-Si-Mg.

Алюминиевая сварочная проволока имеет высокую теплопроводность и хорошую электропроводность.

Провод MIG

Проволока MIG , также называемая сварочной проволокой MIG, в качестве защитной среды используется инертный газ или газ, богатый аргоном.

Диаметр проволоки: обычно 0,6 мм, 0,8 мм, 1,0 мм.
Типы: нержавеющая проволока MIG, алюминиевая проволока MIG, медная проволока MIG.
Характеристики:
1. Стабильное и надежное качество сварки.
2. Превосходное формование швов.
3. Подходит для сварки цветных металлов, таких как алюминий, медь, титан.
4. Подходит для сварки нержавеющей, жаропрочной и низколегированной стали.

Проволока MIG

широко применяется при сварке цветных металлов и нержавеющей стали.

Сварочная проволока для сварки MIG из нержавеющей стали

— это разновидность сварочной проволоки MIG.

Сварочная проволока

TIG предназначена для сварки тугоплавких активных металлов и цветных металлов.

Проволока для сварки TIG

Проволока для сварки TIG , также называемая проволокой для сварки TIG, представляет собой разновидность сварочной проволоки.

Техника: Дуговая сварка неметаллов в инертном газе.
Характеристики: лучшая герметичность после сварки, хорошая гибкость и регулируемость.
Заявление:
1. Используется при сварке нержавеющей стали.
2. Используется при сварке некоторых легко окисляемых цветных металлов, таких как алюминий, алюминиевый сплав, магний, магниевый сплав.
3. Используется для сварки тугоплавких активных металлов, таких как молибден, ниобий, цирконий.

Порошковая проволока

позволяет сваривать многие виды металлов, например углеродистую и легированную сталь.

Диаметр проволоки: 1,0 — 1,6 мм.
Сварочный ток: 80 — 250, 120 — 300, 160 — 400, 190 — 450 А.
Техника: в основном сварка MAG.

Характеристики:

Сварочные характеристики и эффективность лучше, чем у сплошной сварочной проволоки.
Подходит для сварки различных видов стали.
Состав сплава можно регулировать.
Подходит для быстрой сварки вертикально вверх, плоской сварки, сварки поверх гальванизированной стали или сварки трудно свариваемых сталей.
Доступен в различных материалах и размерах.

Заявление:

Применяется при сварке углеродистой, низколегированной стали.
Применяется для сварки жаропрочной, высокопрочной стали.
Используется для сварки высокопрочной закаленной и отпущенной стали, нержавеющей стали и другой износостойкой стали с твердой поверхностью.

CO

₂ Сварочная проволока

CO _{2 Проволока} отличается высокой производительностью и хорошей формовкой швов.

CO _{2 Сварочная проволока} , также называемая CO _{2 Проволока}, разновидность сварочной проволоки в среде защитного газа, в процессе сварки использует диоксид углерода в качестве защитного газа.

Диаметр проволоки: 0.5 — 2,0 мм. обычно 0,8 мм, 1,2 мм, 1,6 мм.
Характеристики:
1. Высокая эффективность производства.
2. Хорошая формовка швов.
3. Дешево, экономично.
4. Прост в эксплуатации, подходит для работы в помещении.
5. Провода разного диаметра соответствуют разному току и напряжению.
6. Доступны разные типы для различных приложений.
Применение: широко используется в автоматической сварке и сварке по всему периметру.

Запрос на нашу продукцию

При обращении к нам просьба предоставить подробные требования.
Это поможет нам дать вам верное предложение.

Облицовка межкомнатной двери, бесшовное литье короны и др.

(Фото любезно предоставлено Miller Welds)

Можно ли сваривать медь? Абсолютно. Хитрость заключается в создании идеального метода соединения для вашего приложения.

Здесь представлены различные процессы и приложения для сварки меди, многие из которых связаны с использованием меди в дизайне интерьеров.плюс то, какую пользу они могут принести вашему дизайну интерьера.

Сварка меди: возможности

Процесс сварки меди открывает ряд возможностей и идей в дизайне экстерьера и интерьера:

Как сделать обрезку бесшовной
Идеи оформления межкомнатной двери
Медь для сварки TIG
Пайка серебром
Пайка для соединения меди с разнородными металлами

Сварка кремниевой бронзы — бесшовные молдинги

Кремниевая бронза — это разновидность гибридной техники сварки / пайки MIG.Вы можете использовать сварочный аппарат MIG и пистолет, чтобы по существу спаять материалы вместе. Использование оборудования MIG и сварочной проволоки для силиконовой бронзы делает соединение меди более простым и более воспроизводимым процессом качества .

Требований к нагреву проволоки из кремниевой бронзы недостаточно для плавления основного металла меди. Это позволяет соединять более тонкие материалы с небольшим риском плавления или деформации . У вас останется желтоватый наполнитель, который можно полировать, и он будет иметь цвет, аналогичный цвету вашего основного материала из меди.

Как можно применить эту технику при производстве красных металлов? Установка бесшовных молдингов, плинтусов и тд.

Представьте себе угловой плинтус из меди. Когда это угловое соединение должно произойти, мы можем использовать силиконовую бронзу, чтобы сделать чистое, гладкое соединение между двумя скошенными деталями на заводе . Молдинг с предварительным скосом упрощает работу в полевых условиях, ограничивая разрезы только прямыми.

Детали рамы межкомнатной двери

Таким же образом можно улучшить конструкцию дверной коробки.

Видите, как будет прикреплена деталь? По сути, вы делаете раму для картины из медного кожуха и облицовываете гладкую металлическую дверную коробку. Опять же, Dahlstrom будет использовать технику сварки силиконовой бронзы для этого материала дверной коробки.

Статья по теме: Подробнее о бесшовных плинтусах со скосом

Медная сварка TIG

(Фото любезно предоставлено Metal Works Fabrication)

Легко ли сваривать медь? Это зависит от вашего плана (или плана вашего производителя).Сварка TIG — это вариант, если вы любите риск.

Из-за своей высокой проводимости основной материал (медь) действует как теплоотвод, поэтому сварные швы должны быть горячими и быстрыми . Тепло, связанное с этим процессом сварки, заставит тонкое основание деформироваться и изменить форму.

Если вы свариваете тонкий материал, который должен сохранять свою форму, сварка TIG может не для вас.

Серебряная пайка

(Фото любезно предоставлено etherealgirls через Instructables)

Эта техника популярна среди ювелиров и других специалистов, которые соединяют драгоценные и полудрагоценные металлы.

Серебряный припой в некоторой степени поглощается окружающим его металлом и создает соединение, которое на самом деле прочнее, чем было раньше. Однако соединяемый металл должен быть идеально ровным, так как серебряный припой не сможет должным образом заполнить зазоры.

Пайка серебром требует наименьшего количества тепла и не деформирует и не обесцвечивает основной металл, как это происходит при сварке или пайке. Однако припой оставляет на швах серебристый цвет. Вы можете «протравить» эти швы, пытаясь затемнить цвет, но в конечном итоге вы не сможете достичь такого же соответствия цвета, как пайка или сварка.

Пайка меди

(Фото любезно предоставлено Interweave)

Пайка аналогична сварке, но отличается от нее. Если вам нужен прочный неразъемный шов, два лучших варианта — сварка и пайка.

Пайка популярна в производстве ювелирных изделий, поскольку она не плавит основной металл, а также доступны новые материалы для присадочной проволоки, подходящие к металлам и их цвету. Эти провода требуют более высокого нагрева, чем серебряный припой с более низкой температурой, но их цвет лучше соответствует цвету основного металла .

Большая часть пайки выполняется при температуре от 350 до 600 градусов F. Пайка меди выполняется при температуре около 1100-1500 F.

Подробнее об установке литья под коронку и бесшовных плинтусов

Конечное использование изделия, которое вы хотите сваривать, сильно влияет на метод соединения, который вам следует выбрать. Экспериментируя с методами пайки и пайки, усовершенствованными ювелирными мастерами, можно получить около красивых образов и бесшовных соединений для высококачественных металлических формованных изделий и проектов акцентов мебели.

При резке металла концы могут быть острыми. Это отпугивает монтажников. Найдите искусного производителя, который выполнит предварительную подрезку и сварку вашей декоративной металлической накладки. Сглаживая эти углы на заводе, вы избежите опасно острого края на стыке двух точек. Помните также, что в дополнительных готовых 90-градусных соединениях Dahlstrom Architectural Moldings можно использовать любые наши металлические молдинги не только из меди, но также из латуни и бронзы.

Как всегда с металлическими элементами дизайна, давайте проявим изобретательность и поработаем с акцентами, готовыми к установке! Чтобы увидеть, как это работает, воспользуйтесь бесплатным образцом , представленным ниже:

(Эта статья была первоначально опубликована в августе 2018 года и недавно была обновлена.)

Aufhauser — Техническое руководство — Процедуры сварки меди

Введение

Медь и медные сплавы являются важными инженерными материалами из-за их хорошей электрической и теплопроводности, коррозионной стойкости, износостойкости металла по металлу и отличительного эстетического внешнего вида.

Медь и большинство медных сплавов можно соединять сваркой, пайкой и пайкой. В этом разделе мы поговорим о различных медных сплавах и дадим некоторые рекомендации о том, как соединить эти металлы без ухудшения их коррозионных или механических свойств и без появления дефектов сварных швов.

Основные группы медных сплавов

Чистая медь: 99.Минимальное содержание меди 3%.
Медь обычно поставляется в одной из трех форм:
Бескислородная медь
Кислородсодержащая медь (твердый пек и огнеупорные марки) — примеси и остаточное содержание кислорода в кислородсодержащей меди могут вызвать пористость и другие нарушения сплошности при сварке или пайке меди.
Медь раскисленная фосфором

Сплавы с высоким содержанием меди: (a) Медь, свободная механической обработкой — для улучшения обработки могут применяться низколегированные добавки серы или теллура.Эти сорта считаются несвариваемыми из-за очень высокой склонности к растрескиванию. Сварочные котлы соединяются пайкой и пайкой.
(b) Осаждение — отверждаемые медные сплавы — небольшие добавки бериллия, хрома или циркония могут быть добавлены к меди, а затем подвергнуты термообработке с дисперсионным упрочнением для улучшения механических свойств. Сварка или пайка этих сплавов приведет к износу открытой поверхности, что приведет к ухудшению механических свойств.

Медно-цинковые сплавы (латунь): Медные сплавы, в которых цинк является основным легирующим элементом, обычно называют латунными. Латунь бывает кованой и литой, при этом литые изделия обычно не такие однородные, как кованые. Добавление цинка к меди снижает температуру плавления, плотность, электрическую и теплопроводность, а также модуль упругости. Добавки цинка увеличивают прочность, твердость, пластичность и коэффициент теплового расширения.Латунь можно разделить на две свариваемые группы: с низким содержанием цинка (до 20% цинка) и с высоким содержанием цинка (30-40% цинка). Основные проблемы, возникающие с латунью, связаны с улетучиванием цинка, которое приводит к образованию белых паров оксида цинка и пористости металла шва. Сплавы с низким содержанием цинка используются для изготовления ювелирных изделий и монет, а также в качестве основы для золотых пластин и эмали. Сплавы с более высоким содержанием цинка используются там, где важна более высокая прочность. Применения включают сердечники и баки автомобильных радиаторов, светильники, замки, сантехническую арматуру и цилиндры насосов.

Медно-оловянные сплавы (фосфорная бронза): Медные сплавы, содержащие от 1% до 10% олова. Эти сплавы доступны в деформируемой и литой формах. Эти сплавы подвержены горячему растрескиванию в напряженном состоянии. Следует избегать использования высоких температур предварительного нагрева, большого количества подводимого тепла и медленных скоростей охлаждения. Примеры конкретных применений включают в себя опоры мостов и расширительные пластины и фитинги, крепежные детали, химическое оборудование и компоненты текстильного оборудования.

Медно-алюминиевые сплавы (алюминиевая бронза): Содержат от 3% до 15% алюминия с существенными добавками железа, никеля и марганца. Обычные области применения сплавов алюминия и бронзы включают насосы, клапаны, другую водную арматуру и подшипники для использования в морской и других агрессивных средах.

Медно-кремниевые сплавы (кремниевая бронза): Доступны как в кованой, так и в литой форме. Кремниевая бронза имеет важное промышленное значение из-за ее высокой прочности, отличной коррозионной стойкости и хорошей свариваемости.Добавление кремния к меди увеличивает прочность на разрыв, твердость и скорость наклепа. Бронза с низким содержанием кремния (1,5% Si) используется в линиях гидравлического давления, трубах теплообменников, морском и промышленном оборудовании и крепежных изделиях. Бронза с высоким содержанием кремния (3% Si) используется для аналогичных применений, а также для химического технологического оборудования и судовых гребных валов.

Медно-никелевые сплавы: Медно-никелевые сплавы, содержащие 10-30% Ni, обладают средней прочностью, обеспечиваемой никелем, который также улучшает стойкость меди к окислению и коррозии.Эти сплавы обладают хорошей формуемостью в горячем и холодном состоянии и производятся в виде плоского проката, труб, прутков, труб и поковок. Общие применения включают пластины и трубки для испарителей, конденсаторов и теплообменников.

Медно-никель-цинковые сплавы (никель-серебро):
Содержат цинк в диапазоне 17% -27% вместе с 8% -18% никеля. Добавление никеля делает эти сплавы серебристыми по внешнему виду, а также увеличивает их прочность и коррозионную стойкость, хотя некоторые из них подвержены децинкованию и могут быть подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением.Конкретные области применения включают оборудование, крепеж, детали оптики и камеры, травильный инвентарь и пустотелые изделия.

Свариваемость меди и медных сплавов

Сварочные процессы, такие как газовая дуговая сварка металла (GMAW) и газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), обычно используются для сварки меди и ее сплавов, поскольку при сварке материалов с высокой теплопроводностью важен высокий локальный подвод тепла.Может использоваться ручная дуговая сварка металла (MMAW) меди и медных сплавов, хотя качество не такое хорошее, как при сварке в среде защитного газа. Свариваемость меди варьируется в зависимости от марки чистой меди (а), (б) и (в). Высокое содержание кислорода в меди с твердым пеком может привести к ожогу в зоне термического влияния и пористости металла сварного шва. Медь, раскисленная фосфором, более поддается сварке, и ее пористость можно избежать за счет использования присадочной проволоки, содержащей раскислители (Al, Mn, Si, P и Ti).Тонкие секции можно сваривать без предварительного нагрева, хотя более толстые секции требуют предварительного нагрева до 60 ° C. Медные сплавы, в отличие от меди, редко требуют предварительного нагрева перед сваркой. Свариваемость значительно различается для разных медных сплавов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить выполнение правильных процедур сварки для каждого конкретного сплава, чтобы снизить риски сварочных дефектов.

2.1 Конструкции сварных соединений для соединения меди и медных сплавов:
Рекомендуемые конструкции соединений для сварки меди и медных сплавов показаны на рисунках ниже.Из-за высокой теплопроводности меди конструкции швов шире, чем у стали, что обеспечивает адекватное сплавление и проплавление.

Рисунок 1: Конструкции соединений для GTAW и дуговой сварки экранированного металла меди

ПРИМЕЧАНИЕ A = 1,6 мм, B = 2,4 мм, C = 3,2 мм, D = 4,0 мм, R = 3,2 мм, T = толщина

Рисунок 2: Конструкции шарниров для GMAW меди

ПРИМЕЧАНИЕ A = 1.6 мм, B = 2,4 мм, C = 3,2 мм, R = 6,4 мм, T = толщина

2.2 Подготовка поверхности:
Перед сваркой зона сварки должна быть чистой и свободной от масла, жира, грязи, краски и окислов. Обработка проволочной щеткой бронзовой проволочной щеткой с последующим обезжириванием подходящим чистящим средством. Оксидную пленку, образовавшуюся во время сварки, также следует удалять проволочной щеткой после каждой наплавки.

2.3 Предварительный нагрев:
Сварка толстых медных секций требует сильного предварительного нагрева из-за быстрой передачи тепла от сварного шва в окружающий основной металл. Большинство медных сплавов, даже в толстых сечениях, не требуют предварительного нагрева, поскольку коэффициент температуропроводности намного ниже, чем у меди. Чтобы выбрать правильный предварительный нагрев для конкретного применения, необходимо учитывать процесс сварки, свариваемый сплав, толщину основного металла и, в некоторой степени, общую массу сварного изделия.Алюминиевая бронза и медно-никелевые сплавы не следует предварительно нагревать. Желательно ограничить нагрев как можно более локализованной областью, чтобы избежать попадания слишком большого количества материала в температурный диапазон, который приведет к потере пластичности. Также важно обеспечить поддержание температуры предварительного нагрева до завершения сварки стыка.

Газовая дуговая сварка (GMAW) меди и медных сплавов

3.1 GMAW меди:
Электроды из меди ERCu рекомендуются для GMAW меди. Деоксидированная медь Aufhauser — это универсальный сплав меди с чистотой 98% для GMAW меди. Требуемая газовая смесь будет в значительной степени определяться толщиной свариваемого медного участка. Аргон обычно используется для диаметров 6 мм и ниже. Смеси гелия с аргоном используются для сварки более толстых участков. Наплавочный металл следует наносить с помощью бусинок стрингера или валиков узкого переплетения с использованием распылительного переноса.В таблице 1 ниже приведены общие рекомендации по процедурам GMAW меди.

Таблица 1: Типичные условия для ручного GMAW

Толщина металла (мм)	Совместная конструкция *	Диаметр электрода (мм)	Температура предварительного нагрева	Сварочный ток (А)	Уровень напряжения	Расход газа (л / мин)	Скорость перемещения (мм / мин)
1.6	А	0,9	75 ° С	150-200	21–26	10-15	500
3,0	А	1.2	75 ° С	150-220	22-28	10-15	450
6.0	B	1,2	75 ° С	180-250	22-28	10-15	400
6.0	B	1,6	100 ° С	160–280	28-30	10-15	350
10	B	1.6	250 ° С	250-320	28-30	15-20	300
12	С	1,6	250 ° С	290-350	29-32	15-20	300
16 +	C, D	1.6	250 ° С	320-380	29-32	15-25	250

* см. Рисунок 2

Рекомендуемые защитные газы для GMAW меди и медных сплавов:

Марка аргона
Ar +> 0-3% O ₂ или эквивалентные защитные газы
Ar + 25% He или эквивалентный защитный газ
He + 25% Ar или эквивалентный защитный газ

Дополнительные сведения см. В Руководстве по защитному газу .

3.2 GMAW медно-кремниевых сплавов:

Сварочные материалы типа ERCuSi-A плюс аргонная защита и относительно высокие скорости перемещения используются в этом процессе. Aufhauser Silicon Bronze — это провод на основе меди, рекомендованный для GMAW медно-кремниевых сплавов. Важно убедиться, что оксидный слой удаляется проволочной щеткой между проходами. В предварительном нагреве нет необходимости, а температура между проходами не должна превышать 100 ° C.

3.3 GMAW медно-оловянных сплавов (фосфорная бронза):

Эти сплавы имеют широкий диапазон затвердевания, что дает крупнозернистую дендритную зернистую структуру. Поэтому во время сварки необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить растрескивание металла шва. Горячая закалка металла шва снизит напряжения, возникающие во время сварки, и вероятность растрескивания. Сварочную ванну следует сохранять небольшого размера, используя бусинки стрингера при высокой скорости движения.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) меди и медных сплавов

4.1 GTAW меди:

Медные профили толщиной до 16,0 мм можно успешно сваривать с использованием процесса GTAW. Типовые конструкции соединений показаны на Рисунок 1 . Рекомендуемая присадочная проволока — это присадочный металл, состав которого аналогичен составу основного металла. Для секций толщиной до 1,6 мм предпочтительным является защитный газ аргон, а для сваривания секций толщиной более 1,6 мм предпочтительны смеси гелия.

По сравнению с аргоном смеси аргона и гелия обеспечивают более глубокое проплавление и более высокую скорость перемещения при том же сварочном токе.Смесь 75% He / 25% Ar обычно используется для получения хороших характеристик проплавления гелия в сочетании с легким зажиганием дуги и улучшенными характеристиками стабильности дуги аргона. Для GTAW меди с бортами стрингера или бортами с узким переплетением предпочтительна прямая сварка. Типичные условия для ручной GTAW меди показаны в таблице 2 ниже.

Таблица 2: Типичные условия для ручной GTAW

Толщина металла (мм)	Совместная конструкция *	Защитный газ	Тип вольфрама и сварочный ток	Диаметр сварочного стержня (мм)	Температура предварительного нагрева	Сварочный ток (А)
0.3-0,8	А	Аргон	Ториед / DC-	–	–	15-60
1,0–2,0	B	Аргон	Ториед / DC-	1.6	–	40–170
2,0-5,0	С	Аргон	Ториед / DC-	2,4 — 3,2	50 ° С	100-300
6.0	С	Аргон	Ториед / DC-	3,2	100 ° С	250-375
10,0	E	Аргон	Ториед / DC-	3.2	250 ° С	300-375
12,0	D	Аргон	Ториед / DC-	3,2	250 ° С	350-420
16.0	F	Аргон	Ториед / DC-	3,2	250 ° С	400-475

* см. Рисунок 1

4.2 Газовая вольфрамовая дуговая сварка медно-алюминиевых сплавов:

Присадочный стержень ERCuAl-A2 может использоваться для GTAW сплавов алюминия и бронзы.Переменный ток (AC) с защитой аргоном может использоваться для обеспечения действия по очистке дуги, что способствует удалению оксидного слоя во время сварки. Отрицательный электрод постоянного тока (DC-) со сварочным аргоном или смесями аргон-гелий может использоваться в приложениях, требующих более глубокого проплавления и более высокой скорости перемещения. Предварительный нагрев требуется только для толстых секций.

4.3 Газовая вольфрамовая дуговая сварка кремний-бронзы:

Пруток из кремниевой бронзы Aufhauser (ERCuSi-A) можно использовать для сварки кремниевой бронзы во всех положениях.Также можно использовать сварочный пруток из алюминиевой бронзы ERCuAl-A2. Сварка может выполняться на постоянном токе с использованием аргона или аргон / гелий, либо на переменном токе с использованием защитного газа аргона.

Ручная металлическая дуговая сварка (MMAW) меди и медных сплавов

5.1 MMAW меди:

MMAW обычно используется для технического обслуживания и ремонтной сварки меди, медных сплавов и бронз. Электрод Aufhauser PhosBronze AC-DC (ECuSn-C) может использоваться в следующих целях:

Мелкий ремонт относительно тонких профилей
Соединения угловые сварные с ограниченным доступом
Сварка меди с другими металлами

Конструкции шарниров должны быть аналогичны показанным на Рисунок 1 .Положительный электрод постоянного тока (DC +) следует использовать с методом стрингера. Сечения более 3,0 мм требуют предварительного нагрева до 250 ° C или выше.

5.2 Ручная дуговая сварка медных сплавов металлом:

Aufhauser PhosBronze AC-DC (ECuSn-C) может использоваться для сварки медно-оловянных и медно-цинковых сплавов. Требуются большие стыковые углы, и наплавка металла шва должна производиться методом стрингера.

Таблица 3: Рекомендации по MMAW латуни и фосфорной бронзы

Медный сплав	Рекомендуемый код электродов AWS	Сварочный электрод Aufhauser	Полярность электрода	Совместное проектирование
Латунь	ECuSn-A или ECuSn-C	Aufhauser PhosBronze AC-DC	DC +	C дюйм Рисунок 1
Фосфорная бронза	ECuSn-A или ECuSn-C	Aufhauser PhosBronze AC-DC	DC +	C дюйм Рисунок 1

Пайка меди и медных сплавов

Принцип пайки заключается в соединении двух металлов сплавлением с присадочным металлом.Наплавочный металл должен иметь более низкую температуру плавления, чем основные металлы, но выше 450 ° C (при пайке используется присадочный металл с температурой плавления менее 450 ° C). Обычно требуется, чтобы присадочный металл попадал в узкий зазор между деталями за счет капиллярного действия.

Пайка широко используется для соединения меди и медных сплавов, за исключением алюминиевых бронз, содержащих более 10% алюминия, и сплавов, содержащих более 3% свинца. Пайка меди широко используется в электротехнической промышленности, а также в сфере обслуживания зданий и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для достижения надлежащего сцепления во время пайки необходимо учитывать следующие моменты:

Поверхности швов чистые, без оксидов и т.п.
Обеспечение правильного зазора шва для конкретного припоя припоя
Создание правильной схемы нагрева, при которой присадочный металл течет вверх по температурному градиенту в стык

6.1 Подготовка поверхности:

Для очистки неблагородных металлов меди подходят стандартные процедуры обезжиривания с использованием растворителя или щелочи. Необходимо соблюдать осторожность, если для удаления поверхностных оксидов используются механические методы. Для химического удаления поверхностных оксидов следует использовать соответствующий травильный раствор.

6.2 Соображения по конструкции соединения:

Расстояние между соединяемыми соединениями должно контролироваться в пределах определенных допусков, которые зависят от используемого припоя и основного металла.Оптимальный зазор между стыками обычно составляет от 0,04 до 0,20 мм.
Обычно достаточно перекрытия стыка, в три или четыре раза превышающего толщину самого тонкого соединяемого элемента. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньше материала для достижения желаемой прочности.

Рисунок 3: Общая конструкция соединения для серебряной пайки

6.3 Регулировка пламени

Используйте нейтральное пламя. Нейтральное пламя — это когда равные количества кислорода и ацетилена смешиваются с одинаковой скоростью. Белый внутренний конус четко очерчен и не имеет дымки.

6.4 Удаление флюса:

Если использовался флюс, остатки необходимо удалить одним из следующих методов:

A Разбавление в горячей каустической соде
Очистка проволочной щеткой и ополаскивание горячей водой
Очистка проволочной щеткой и паром

Неполное удаление флюса может вызвать слабость и повреждение сустава.

Сварка меди припоем

Сварка пайкой — это технология, аналогичная сварке плавлением, за исключением того, что присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем основной металл. Процесс пайки твердым припоем зависит от прочности на разрыв наплавленного присадочного металла, а также от фактической прочности связи, развиваемой между присадочным металлом и основным металлом.Кислородно-ацетилен обычно предпочтителен из-за его более легкого установления пламени и быстрого тепловложения.

7.1 Выбор сплава:

Сплав, наиболее подходящий для работы, зависит от прочности соединения, устойчивости к коррозии, рабочей температуры и экономических характеристик. Обычно используются следующие сплавы: Aufhauser Low Fuming Bronze или Aufhauser Low Fuming Bronze (с флюсовым покрытием).

7.2 Подготовка швов:

Типичные конструкции швов показаны на Рисунок 4 ниже.

Рисунок 4: Типовые конструкции соединений для сварки меди пайкой

7.3 Регулировка пламени

Используйте слегка окисляющее пламя.

7.4 Flux:

Используйте Aufhauser Copper and Brass Flux , смешайте до пасты с водой и нанесите на обе стороны стыка. Стержень можно покрыть пастой или нагреть и окунуть в сухой флюс.

7,5 Предварительный нагрев:

Предварительный нагрев рекомендуется только для тяжелых секций.

7.6 Углы выдувной трубы и стержня:

Кончик горловины к металлической поверхности от 40 ° до 50 °. Расстояние внутреннего конуса от поверхности металла 3,25 мм до 5.00мм. Присадочный стержень к металлической поверхности от 40 ° до 50 °.

Таблица 5: Данные для пайки меди

Толщина листа (мм)	Присадочный стержень (мм)	Расход ацетилена на выдувной трубе (куб. Л / мин)	Размер наконечника
0.8	1,6	2,0	12
1,6	1,6	3,75	15
2,4	1,6	4.25	15
3,2	2,4	7,0	20
4,0	2,4	8,5	20
5.0	3,2	10,0	26
6.0	5,0	13,5	26

7.7 Техника сварки:

После предварительного нагрева или повышения температуры соединения до температуры, достаточной для сплавления присадочного стержня и меди, расплавьте шарик металла с конца стержня и нанесите его на стык, смачивание или лужение поверхность.Когда произойдет лужение, начинайте сварку форхендом. Не роняйте присадочный металл на неокрашенные поверхности. См. Рисунок 5 .

Рисунок 5: Техника прямой сварки припоем

7.8 Удаление флюса:

Для удаления остатков флюса можно использовать любой из следующих методов:

Шлифовальный круг или проволочная щетка и вода
Пескоструйная очистка
Раствор каустической соды

Металлы наполнителя Aufhauser

Aufhauser производит полную линейку сплавов для пайки и сварки меди.Мы поможем вам выбрать подходящий медный сварочный сплав из нашей Таблицы выбора .

Можно ли припаять медный провод? Вот как! — Мастер сварки

Соединение медных проводов посредством пайки может быть необходимо для ремонта электроники или может быть использовано в широком спектре художественных проектов из металла.Пайка — это процесс использования расплавленного присадочного металла (припоя) для соединения желаемых металлических частей. Вы можете использовать метод пайки на меди, используя правильный тип припоя и тщательно работая над соединением проводов.

Читайте дальше, чтобы следовать нашему пошаговому руководству по успешной пайке медной проволоки. Соблюдение каждого шага необходимо для правильного закрепления проводов и безопасного выполнения задачи. Ваша безопасность должна быть главным приоритетом при пайке или использовании аналогичных электроинструментов.

Приобрести паяльное оборудование

Для правильной пайки медных проводов вам понадобится всего несколько вещей.Хотя для этого процесса не требуется много предметов, поиск качественных материалов и их правильное использование имеют важное значение для правильного завершения работы.

Для пайки медной проволоки вам понадобятся следующие предметы:

Паяльник: Этот портативный инструмент нагревается, чтобы расплавить припой вокруг медной проводки. Убедитесь, что вы следуете инструкциям на конкретном утюге для настройки температуры и правильного использования. Паяльные инструменты для электрических приложений должны быть в диапазоне 25-30 Вт.
Припой: Для достижения наилучших результатов используйте припой электрического класса, поскольку он прочнее и обеспечивает более надежное соединение, чем другие припои. Этот тип припоя специфичен для электрических применений, так как другие могут повредить компоненты провода. Ищите припой, в котором говорится, что он использует флюс канифоли.
Губка: Вам понадобится влажная губка для очистки жала паяльника перед использованием во избежание попадания мусора.
Устройства для зачистки проводов (при необходимости): Для прямого доступа к проводам необходимо удалить изоляцию с участка.
Термоусадочная трубка: При желании она будет использована для повторной изоляции на конце. Если вы планируете это сделать, трубку нужно будет поместить на один конец проволоки, прежде чем соединять их вместе.

При ограниченном количестве необходимых материалов пайка в домашних условиях является относительно недорогим и простым процессом. Паяльные материалы обычно входят в комплекты, которые предоставляют вам все необходимые материалы для правильной пайки в различных областях применения.

Источник: Maker’s Space, ToolBoom

Соблюдайте важные правила техники безопасности

Паяльники могут нагреваться до температуры 800 ° F (400 ° C), и с ними следует обращаться осторожно.Поскольку вы работаете с опасным оборудованием, меры предосторожности должны быть высшим приоритетом перед началом любого проекта.

Наиболее важные меры безопасности при пайке включают:

Используйте СИЗ: Вы должны носить защитные очки, чтобы предотвратить разбрызгивание припоя во время процесса.
Припой в вентилируемом помещении: Пары, выделяемые расплавленным припоем, могут быть токсичными при вдыхании в высоких концентрациях.Хорошо проветриваемое место предотвратит возможные раздражения.
Проверьте параметры мощности и мощности: Убедитесь, что ваш паяльник настроен на правильные параметры мощности и нагрева при работе с медным проводом. Отдельный инструмент должен сопровождаться инструкциями по использованию настроек.
Используйте подставку для паяльника: Во избежание любого контакта с паяльником установите паяльник обратно в подставку. Любой контакт с рабочей поверхностью может быть опасен.
Провода должны быть отсоединены: Медные провода ни в коем случае нельзя вставлять или использовать при пайке.Убедитесь в отсутствии электрического тока.

Тщательная работа не только защитит вас и окружающих, но также приведет к наилучшей пайке и эффективному соединению проводов.

Источник: Университет Стоуни-Брук, Университет штата Орегон

Зачистите изоляцию провода (при необходимости)

Медная проводка должна быть полностью доступна для эффективного соединения материалов припоем. Это означает, что любую изоляцию проводов необходимо удалить в зоне пайки.Если вам нужно удалить изоляцию, на этом этапе вы воспользуетесь инструментами для зачистки проводов.

У большинства инструментов для зачистки проводов есть указания на самом инструменте для различных размеров проводов. Вы поместите провод в отмеченное отверстие, зажмете и пропустите его через инструмент. Это снимет изоляцию с провода. Мы рекомендуем удалить немного больше изоляции, чем требуется, чтобы пайка не соприкасалась с изоляцией.

Источник: Helpful DIY

Сплетение медных проводов для соединения материалов

При повторном соединении медных проводов их необходимо переплести и перенастроить так, чтобы все провода плотно соприкасались.Для этого аккуратно разложите каждый конец проводов, которые вы планируете соединить. Обычно они плотно скручены, но вы можете слегка распушить их, чтобы они выглядели как щетина на метле.

После того, как оба набора проводов разложены, вы можете поместить их друг в друга, чтобы провода были переплетены и встроены друг в друга. Затем вы можете скрутить провода вместе, чтобы создать прочное и стабильное соединение между обеими сторонами. Вы можете посмотреть, как соединить провода, в этом видео.

При этом провода снова соединяются, но это не окончательное решение, поэтому необходимо выполнить описанные ниже действия по пайке.

Тепловой паяльник

Следуйте инструкциям на утюге для правильного нагрева. Припой плавится при температуре 180-190 ° C (360–370 ° F), но железо может достигать гораздо более высоких температур. Температура, на которую вы устанавливаете утюг, будет зависеть от модели утюга, в частности от жала. Наконечники с большей площадью поверхности и большей мощностью, возможно, не нужно устанавливать так высоко для эффективного плавления припоя.

После того, как паяльник нагреется до необходимой температуры, наиболее ответственный шаг — протереть жало влажной губкой.Эта губка должна быть влажной, чтобы удалить возможный мусор, оставшийся на утюге, и избежать пригорания губки. Если наконечник не протереть, может произойти окисление из-за налипания на более высоких уровнях.

Источник: Metcal

Применить пайку к медному проводу

После выполнения всей этой подготовки можно приступать к пайке медного провода. Для этого выполните следующие действия по порядку:

Безопасные провода для пайки: У вас есть только две руки, которые будут использоваться для удержания припоя и утюга.Закрепите обе стороны соединенной проволоки, чтобы они не сдвинулись с места при прикосновении к утюгу. Они должны быть приподняты над рабочим пространством, чтобы у вас был доступ к области под проводами.
Поместите паяльник под провод: Прикоснитесь кончиком паяльника к медным проводам. Это нагреет проволоку, чтобы припой расплавился. Ваш припой будет нанесен напротив утюга (поверх проволоки).
Расплавленный припой: Сначала поместите припой на наконечник, чтобы он расплавился.Затем вы будете перемещать припой вверх и вниз по верхней части провода, чтобы покрыть его тонким слоем. Использование слишком большого количества припоя затруднит прохождение электрического тока через провод с дополнительным сопротивлением. Паяльник во время этого процесса не будет двигаться.
Удалите излишки припоя: Если есть комки или избыток припоя, вы можете повторно нанести утюг, чтобы расплавить припой и дать излишкам расплавиться. Это нужно сделать после охлаждения, чтобы изучить результаты.

Источник: TWI, Science Buddies

Изолируйте проводку термоусадочной трубкой

После полного остывания пайки можно повторно изолировать участок термоусадочной трубкой. Хотя этот шаг не является обязательным, он придает проволоке законченный вид и предотвращает ее оголение. Вам нужно будет найти трубки, которые по размеру близки к размеру используемых вами проводов, и убедитесь, что вы используете более длинный кусок, чем желаемая область для покрытия.

Для усадки трубки вокруг проводов следует использовать тепловые пушки.Перемещайте термофен взад и вперед, чтобы равномерно распределить тепло по всей поверхности. Делайте это до тех пор, пока трубка плотно не закрепится вокруг ранее открытого участка.

Эффективная пайка медной проволоки

Хотя пайка медной проволоки — довольно простая задача, необходимо внимательно следить за каждым шагом, чтобы обезопасить вас и убедиться, что вы делаете работу правильно с первого раза. Самое важное, о чем следует помнить, — это умеренное использование пайки. Вы должны покрыть область достаточно, чтобы обеспечить перенастройку проводов, но не препятствовать плавному перемещению электрического тока.

Руководство по сварке меди — Weld Guru

Сводка

Сварка меди несложная.

Тепло, необходимое для этого типа сварки, примерно в два раза больше, чем требуется для стали такой же толщины.

Медь обладает высокой теплопроводностью. Чтобы компенсировать эту потерю тепла, рекомендуется использовать наконечник на один или два размера больше, чем требуется для стали.

При сварке больших сечений большой толщины рекомендуется дополнительный нагрев. В результате этого процесса получается менее пористый сварной шов.

Медь можно сваривать в слегка окисляющем пламени, поскольку расплавленный металл защищен оксидом, который образуется в пламени. Если для защиты расплавленного металла используется флюс, пламя должно быть нейтральным.

Для газосварных узлов следует использовать бескислородную медь (раскисленную медную катанку), а не кислородсодержащую медь.

Стержень должен быть того же состава, что и основной металл.

Обзор

При сварке медных листов тепло отводится от зоны сварки так быстро, что трудно довести температуру до точки плавления.

Часто необходимо повысить уровень температуры листа на расстоянии от 6,0 до 12,0 дюймов (152,4–304,8 мм) от сварного шва.

Сварку следует начинать в некоторой точке на удалении от конца соединения и приваривать обратно до конца с добавлением присадочного металла.

После возврата в исходную точку сварку следует начинать и выполнять в направлении, противоположном другому концу шва.

Во время работы резак следует держать под углом примерно 60 градусов к основному металлу.

Рекомендуется заделать шов на нижней стороне угольными блоками или тонким листом, чтобы предотвратить неравномерное проникновение.

Эти материалы должны быть с канавками или надрезом, чтобы обеспечить полное сплавление с основанием соединения.

Металл с каждой стороны сварного шва должен быть закрыт, чтобы предотвратить излучение тепла в атмосферу.

Это позволит расплавленному металлу сварного шва медленно затвердеть и остыть.

Совет : 100% гелий будет газом, обеспечивающим уровень тепла, необходимый для сварки меди.

Видео по сварке меди

Обзор

При сварке медных листов тепло отводится от зоны сварки так быстро, что трудно довести температуру до точки плавления. Часто необходимо повысить уровень температуры листа на расстоянии от 6,0 до 12,0 дюймов (152,4–304,8 мм) от сварного шва. Сварку следует начинать в некоторой точке на удалении от конца соединения и приваривать обратно до конца с добавлением присадочного металла.После возврата в исходную точку следует начать сварку и сделать ее в направлении, противоположном другому концу шва. Во время работы резак следует держать под углом примерно 60 градусов к основному металлу.

Рекомендуется заделать шов на нижней стороне угольными блоками или тонким листом, чтобы предотвратить неравномерное проникновение. Эти материалы должны быть направлены или подрезаны, чтобы обеспечить полное сплавление с основанием сустава. Металл с каждой стороны сварного шва должен быть закрыт, чтобы предотвратить излучение тепла в атмосферу.Это позволит расплавленному металлу в сварном шве медленно затвердеть и остыть.

Совет : 100% гелий будет газом, обеспечивающим уровень тепла, необходимый для сварки меди.

Подготовка меди к сварке с использованием газовой гелиевой горелки и присадки.

Скорость сварки меди

Скорость сварки должна быть равномерной. Конец присадочного стержня следует держать в расплавленной луже.

Во время всей операции сварки расплавленный металл должен быть защищен внешней оболочкой пламени.

Если металл не может свободно течь во время работы, стержень следует поднять, а основной металл нагреть до красного тепла вдоль шва.

Сварку следует начать снова и продолжать до тех пор, пока сварка шва не будет завершена.

Сварка тонких листов

При сварке тонких листов предпочтителен метод прямой сварки.

Метод наотмашь предпочтительнее для толщины 1/4 дюйма (6,4 мм) или более.

Для листов толщиной до 3,2 мм (1/8 дюйма) предпочтительным является гладкое стыковое соединение с квадратными краями.

Для толщины более 1/8 дюйма (3,2 мм) края должны быть скошены под углом от 60 до 90 градусов. Это обеспечит проникновение с расплавлением на большой площади.

Стыковые, нахлесточные и косые соединения используются в операциях пайки, независимо от того, являются ли соединительные элементы плоскими, круглыми, трубчатыми или неправильными поперечными сечениями.

Зазоры для проникновения присадочного металла, за исключением стыков труб большого диаметра, не должны превышать 0,002-0.003 дюйма (от 0,051 до 0,076 мм).

Зазоры при соединении труб большого диаметра могут составлять от 0,008 до 0,100 дюйма (от 0,203 до 2,540 мм). Соединение может быть выполнено с использованием вставок из присадочного металла или присадочный металл может подаваться снаружи после того, как соединение будет нагрето до надлежащей температуры.

Шарф-соединение используется для соединения ленточных пил и для соединений, где двойная толщина внахлестку нежелательна.

Сварка медно-никелевого сплава

Медно-никелевые сплавы используются там, где требуется высокая чистота, устойчивость к биообрастанию и бактериям, а также высокая коррозионная стойкость.Они обладают хорошей прочностью и формуемостью. Сварка не составит труда, если соблюдаются соответствующие процедуры и меры предосторожности для окружающей среды.

Две основные марки медно-никелевых сплавов: 90/10 меди на никель и 70/30 (70% меди и 30% никеля). Их также называют растворными сплавами. Это означает, что любое количество меди растворимо в никеле, и любое количество никеля растворимо в меди.

При работе с медно-никелевыми сплавами не требуется предварительного нагрева и термообработки после сварки. Ни сварной шов, ни зона термического влияния не упрочняются теплом сварки.

Введение в сварку медно-никелевого сплава

Все пять видеороликов от Copper Association доступны ниже.

Сварка медно-никелевым сплавом TIG:

Сварка труб из медно-никелевого сплава:

Сварка медно-никелевым сплавом с применением экранированного металла Acr

Импульсная сварка MIG Медно-никелевый сплав:

продуктов | bedraWELDING — проволока для сварки и пайки

Преимущества проволоки berco

weld® для пайки и сварки

berco weld Проволока ^® для пайки и сварки имеет значительные преимущества.Автомобильная промышленность убедительно продемонстрировала, как оцинкованные листы можно соединять медной проволокой без необходимости дорогостоящей переделки. Здесь так называемые заготовки, изготовленные по индивидуальному заказу, изготовленные из тонких листов различного качества, подвергаются лазерной, твердой или высокотемпературной пайке с использованием сварного шва berco weld ^®. Последующая обработка и цинкование стыкового шва больше не требуется, но защита от коррозии остается неизменной. Это позволяет значительно сэкономить средства и энергию.Краткий обзор преимуществ пайки медными сплавами:

Оптимальное перекрытие зазора
Низкие температуры соединения
Низкое потребление энергии
Низкое проникновение тепла снижает деформацию основного материала
Не требуется цинкование стыка

Если говорить о цифрах, то работа с медной проволокой для пайки может привести к экономии до 30 процентов производственных затрат по сравнению с обычной стальной проволокой.Аналогичным образом мы можем посмотреть на спрос на энергию: здесь потенциал экономии составляет до 20 процентов. В условиях роста цен на энергоносители, в частности из-за неизбежного налогообложения выбросов CO ₂, эта область имеет особое значение.

berco weld ^® Паяльная и сварочная проволока доступна во всех распространенных конструкциях: катушки (пластмассовые или проволочная корзина), цилиндры, стержни и кольца. По запросу доступны также стержни с тиснением — даже для самых маленьких партий и из специальных сплавов в соответствии с требованиями заказчика.

С инновационным bedrabox вы можете еще больше повысить свою производительность. Если вы выберете berco weld ^® от инновационного bedrabox, большое количество заполняемого материала и постоянная скорость стекания проволоки означают, что трудоемкая работа по замене катушек больше не требуется. Таким образом, время простоя в производстве может быть значительно сокращено.

Урок 6 — Присадочные металлы из углеродистой и низколегированной стали для процессов сварки GMAW, GTAW и SAW

Урок 6 — Присадочные металлы из углеродистой и низколегированной стали для GMAW, GTAW и
Сварка под флюсом

® АВТОРСКОЕ ПРАВО
2000 ГРУППА ЭСАБ, ИНК.УРОК
VI 6.1.0.7
Хотя углеродистая сталь, низколегированные стали,
нержавеющая сталь, магний, медь, медные сплавы,
титан и другие металлы можно сваривать одним или всеми описанными способами.
выше, этот урок будет ограничен
к присадочным металлам для сварки низкоуглеродистых или углеродистых сталей, и
низколегированные высокопрочные стали с
процессы GMAW и GTAW. 6.2 ПРОИЗВОДСТВО
6.2.0.1
Производство сплошной сварочной проволоки
для GMAW или GTAW отличается от производства
электродов с покрытием или порошковой сердцевиной, в которых раскислители и легирующие элементы
которые способствуют
чистоте и механическим свойствам металла шва, должны быть включены в
проволочная химия
а не в потоке.Поэтому сырье необходимо заказывать в
поставщик в точные спецификации. Когда
получен образец с обоих концов каждой катушки горячего
катанка проверяется производителем на предмет того, что «горячая штанга»,
как это называется, встречает эти
технические характеристики. 6.2.0.2
Хотрод очищен, чтобы удалить мельницу.
окалины или ржавчины и растянут до промежуточного диаметра.
На этом этапе проволока «затвердела», что требует
чтобы он был отожжен перед
он покрыт медью, растянут до конечного размера, намотан и упакован.6.2.0.3 Закрыть
проверки качества должны проводиться на протяжении всего производственного процесса, чтобы гарантировать
что конечный продукт гладкий,
проволока одинакового диаметра, которая легко проходит через
оборудование для подачи проволоки и сварочная горелка конечного пользователя. Проволока медная
с покрытием и / или иначе
покрытие для замедления окисления или ржавления проволоки, для уменьшения износа контактного наконечника,
и заверить
хорошая электропроводность. Покрытие или покрытие не должны отслаиваться
или оставить остатки, которые
засоряет кабель подачи проволоки или сварочную горелку.Если с медным покрытием,
слой меди должен быть
поддерживается на низком уровне, чтобы свести к минимуму сварочный дым и отслоение меди.