Технология сварки меди и медных сплавов.

(Часть 2 )  

Кислород малорастворим в твердой меди. При повышении температуры медь активно окисляется, образуя оксид меди Cu₂O, который при затвердевании образует с медью эвтектику Cu–Cu₂.

Располагаясь по границам зерен, эвтектика снижает коррозионную стойкость и пластичность меди. При содержании в меди кислорода более 0,1 процента затрудняются процессы горячей деформации, пайки, сварки и других видов горячей обработки.

Водород хорошо растворяется в жидкой меди. В затвердевшей меди растворимость водорода незначительна. С повышением температуры растворимость водорода возрастает, особенно при переходе в жидкое состояние (рис. 1.).

Медь и ее сплавы в жидком состоянии могут взаимодействовать также с оксидами углерода CO₂ и CO. Азот имеет весьма малое сродство к меди и нерастворим в ней.

Рис. 1. Растворимость водорода в (ρн₂=100 кПа)

Насыщение металла шва газами может быть предпосылкой к образованию пористости. Так во время охлаждения и кристаллизации металла сварочного шва возможно выделение растворенного в меди водорода и образование пористости.  Пористость могут вызвать водяные пары,                появившиеся в металле шва в результате реакции водорода с кислородом оксида меди Cu₂O. Водяные пары, накапливаясь в микродефектах металла сварочного шва, создают в нем давление, которое разрушает металл, образуя микротрещины. Явление это носит название водородной болезни меди.

Возникновение пор и микротрещин может быть также связано и с усадочными явлениями, протекающими в процессе кристаллизации сварного шва. Низкая стойкость меди и ее сплавов против возникновения пор в сварных швах в основном обусловлена активным взаимодействием меди с водородом и протеканием при этом сопутствующих процессов (образование водяных паров, выделение водорода).

Медь и ее сплавы при сварке подвержены образованию горячих трещин. Это обусловлено высоким значением коэффициента теплового расширения, большой величиной усадки при затвердевании и высокой теплопроводностью наряду с наличием в меди и ее сплавах вредных примесей (кислорода, висмута, сурьмы, мышьяка, свинца, серы), которые образуют с медью легкоплавкие эвтектики. При затвердевании металла шва эвтектики сосредоточиваются по границам кристаллов, снижая межкристаллитную прочность. Для обеспечения высоких свойств металла концентрацию примесей в меди ограничивают. Так, например, в меди допускается не более 0,005 процента сурьмы, 0,005 висмута, 0,004 серы.

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 )