ทองแดงนั้นเป็นอโลหะอ่อน ที่สามารถทำการงอ ตัด ขึ้นรูป และเชื่อมได้ง่ายโดยใช้กระบวนการเชื่อมได้หลากหลาย ซึ่งนิยมนำมาใช้ตกแต่ง และทำเป็นชิ้นงานศิลปะซะส่วนใหญ่ อย่างไรก็ดี ทองแดงนั้นถือเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมาก ทำให้มีการใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมไฟฟ้า

เนื่องจากมีความเหนียว และมีความหยืดหยุ่นสูงจึงถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักของโลหะผสมหลายร้อยชนิด เช่น ทองเหลือง ทองแดง และทองแดงนิกเกิล ส่วนประกอบโลหะผสมที่ใช้เยอะที่สุดคือ โลหะผสมทองแดง ได้แก่ อลูมิเนียม นิกเกิล สังกะสี ดีบุก และซิลิกอน

เนื่องจากทองแดงบริสุทธิ์นั้นมีความเหนียวมาก จึงได้มีการเพิ่มองค์ประกอบชนิดอื่นๆ ลงในโลหะผสม เพื่อเป็นการปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป เช่นการกำจัดออกซิไดซ์ของโลหะ ทำให้ทนต่อการกัดกร่อน การปรับปรุงคุณสมบัติทางกล และการปรับปรุงการตอบสนอง เพื่อรักษาความร้อน มีโลหะผสมซึ่งทำให้ในตอนนี้มีการจำหน่ายทองแดงมากกว่า 300 ชนิดเลยทีเดียว

การเชื่อมทองแดงกับทองแดง หรือโลหะผสมทองแดง

สามารถใช้การเชื่อมแบบประสาน หรือการบัดกรีเพื่อเชื่อมทองแดง หรือโลหะทองแดงได้ ขึ้นอยู่กับวัสดุของคุณ หากคุณกำลังเชื่อมโลหะผสม องค์ประกอบของโลหะผสมจะเป็นตัวกำหนดกระบวนการที่ใช้ รวมถึงปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดที่พิจารณาเมื่อทำการเชื่อม รวมถึงวัสดุตัวเติมที่ใช้ จะเห็นได้ว่าการเชื่อม และกระบวนการที่ต่างกัน ต้องใช้เครื่องมือและเทคนิคที่แตกต่างกันตามมา และสิ่งสำคัญที่สุดคือ การเรียนรู้ทักษะที่จำเป็นต้องใช้

 

การบัดกรี

เป็นวิธีเก่าแก่ที่สุดวิธีหนึ่งที่ใช้เชื่อมโลหะ โดยใช้ความร้อนกับโลหะเติม (ในรูปของลวดเติม) ทำให้ละลายและเติมรอยต่อ การบัดกรีอ่อนเป็นกระบวนการที่ง่ายที่สุด และเป็นกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในบ้าน เพื่อซ่อมแซมชิ้นงานโลหะขนาดเล็ก นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่ช่างประปาใช้ในการเชื่อมและซ่อมแซมท่อทองแดงและอุปกรณ์ทองแดงอีกด้วย

สามารถใช้หัวแร้งที่ราคาไม่แพง หรือหัวแร้งที่มีฟลักซ์เหมาะสำหรับการบัดกรีอ่อน การบัดกรีแบบแข็งจะทำให้วัสดุตัวเติมมีอุณหภูมิสูงขึ้นมาก ดังนั้นข้อต่อจะแข็งแรงกว่าข้อต่อแบบบัดกรีอื่นๆ มาก วัสดุหุ้มมีความแตกต่างกันและส่วนใหญ่จะประกอบด้วยเงิน ดังนั้นเทคนิคนี้จึงมักเรียกกันว่า การประสานเงิน อย่างไรก็ตาม การประสานที่จริงนั้นใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า

การประสาน

เป็นเทคนิคที่คล้ายกับการบัดกรี และใช้วัสดุประเภทเดียวกัน (ลวดหรือแท่งประสาน) ที่ใช้ในการบัดกรี ข้อต่อจะต้องชิดกันมากเพื่อให้สามารถประสานรอยต่อได้ แม้ว่าอุณหภูมิที่ใช้จะต้องสูงกว่าการบัดกรีมาก แต่โลหะพื้นฐานจะต้องไม่ถูกทำให้ร้อนจนเกินไป

การเชื่อมแบบประสานนั้น ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับงานประปา ทั้งนี้สามารถใช้เพื่อเชื่อมโลหะประเภทต่างๆ รวมทั้งชิ้นงานโลหะที่มีความหนาต่างกันได้เช่นกัน

การเชื่อมหรือการเชื่อมอาร์ก

เป็นการรวมเอาเทคนิคเฉพาะที่แตกต่าง และกระบวนการเชื่อมที่ใช้ก๊าซปกคลุมเป็นที่ต้องการ แม้ว่าการเชื่อมอาร์กโลหะป้องกัน (SMAW) ซึ่งเรียกทั่วไปว่า การเชื่อมอาร์คโลหะด้วยมือ (MMA) สามารถใช้เชื่อมงานที่ไม่ใหญ่เกินไป เป็นวิธีที่มีประโยชน์สำหรับโลหะที่มีความหนาที่หลากหลาย โดยเฉพาะอิเล็กโทรดแบบปิด ที่ใช้เชื่อมโลหะผสมทองแดงโดยใช้ SMAW

ก๊าซป้องกันซึ่งปกติใช้สำหรับการเชื่อมโลหะผสมทองแดงและทองแดง ได้แก่ อาร์กอนและฮีเลียม หรือส่วนผสมของทั้งสองชนิด – สำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (GMAW) การเชื่อมอาร์กทังสเตน(GTAW) หรือการเชื่อมด้วยอาร์กพลาสม่า (PAW) โดยเฉพาะ นิยมใช้เชื่อมโลหะผสมทองแดง

โดยทั่วไปควรใช้อาร์กอนหากโลหะผสมทองแดงหรือทองแดงเชื่อมด้วยมือ และมีการนำความร้อนค่อนข้างต่ำ หรือหนาน้อยกว่า 3.3 มม.(0.13 นิ้ว) ควรใช้ส่วนผสมของฮีเลียมหรือฮีเลียมผสมอาร์กอน (75 เปอร์เซ็นต์) สำหรับการเชื่อมโลหะบาง หรือเชื่อมแบบ manual สำหรับโลหะที่หนากว่า การผสมผสานนี้มียังใช้กับโลหะหนา หรือทองแดงที่มีค่าการนำความร้อนสูงอีกด้วย

เคล็ดลับสำหรับการเชื่อมอาร์กทองแดง

1. หากเป็นไปได้ ให้ใช้การเชื่อมท่านอนสำหรับการเชื่อมอาร์กทองแดง

 

2. สามารถใช้ GTAW และ SMAW เชื่อมในท่าอื่นๆ รวมทั้งท่าเหนือศีรษะได้

3. หากเป็นการเชื่อมในแนวตั้ง หรือท่าศีรษะ โดยใช้พลังงานพัลซิ่งและอิเล็กโทรดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก อาจจำเป็นต้องใช้ GMAW กับโลหะผสมทองแดงบางชนิด

4. การขยายตัวทางความร้อนของทองแดงและโลหะผสม ตลอดจนการนำความร้อนที่สูงขึ้น ส่งผลให้รอยเชื่อมบิดเบี้ยวมากกว่าการเชื่อมเหล็กอ่อน

5. เพื่อลดความผิดเพี้ยนและการบิดเบี้ยว ช่างเชื่อมจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับกระบวนการอุ่นเครื่องและรอยเชื่อมแบบแทค รวมทั้งดำเนินการตามขั้นตอนการเชื่อมที่เหมาะสม

คุณสมบัติของทองแดง และโลหะผสมที่ต้องระวังเมื่อเชื่อม

กระบวนการเชื่อมแบบใดก็ตามที่ใช้ในการเชื่อมทองแดงและโลหะผสมของทองแดง สิ่งสำคัญคือคุณสมบัติที่ทำให้การเชื่อมทองแดงแตกต่างจากการเชื่อมของเหล็กกล้าคาร์บอน ตัวอย่างเช่น ทองแดงและโลหะผสมทองแดง เมื่อหลอมเหลวจะมีความลื่นไหลมาก และมี

1. การนำความร้อนสูง

2. การนำไฟฟ้าสูง

3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงซึ่งสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์

4. จุดหลอมเหลวที่ค่อนข้างต่ำ

5. Hot short ส่งผลให้โลหะผสมบางชนิดเปราะที่อุณหภูมิสูง

6. ความแข็งแกร่งที่เกิดจากการทำงานที่เย็นมาก

จุดหลอมเหลวของทองแดงและโลหะผสมของทองแดงนั้นแปรผันสูงมาก แต่ทว่าต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของเหล็กกล้าคาร์บอนที่ 1,000 °F หรือ 538 °C นอกจากนี้ ทองแดงไม่ได้แสดงสีความร้อนแบบเดียวกับที่เห็นเมื่อเชื่อมเหล็ก และเมื่อหลอมเหลวจะมีความลื่นไหลมากขึ้น