Kimpalan kuprum dan aloinya: kaedah, teknologi dan peralatan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Tembaga dan aloinya digunakan dalam pelbagai sektor ekonomi. Logam ini mendapat permintaan kerana sifat fizikokimianya, yang juga merumitkan pemprosesan strukturnya. Khususnya, kimpalan kuprum memerlukan syarat khas, walaupun prosesnya berdasarkan teknologi rawatan haba yang agak biasa.

Kimpalan khusus bagi kosong kuprum

Tidak seperti kebanyakan logam dan aloi lain, produk tembaga dicirikan oleh kekonduksian terma yang tinggi, yang menjadikannya perlu untuk meningkatkan kuasa terma arka kimpalan. Pada masa yang sama, penyingkiran haba simetri dari kawasan kerja diperlukan, yang meminimumkan risiko kecacatan. Satu lagi kelemahan tembaga ialah kecairan. Harta ini menjadi penghalang dalam pembentukan siling dan jahitan menegak. Dengan kolam kimpalan yang besar, operasi sedemikian tidak mungkin sama sekali. Walaupun jumlah kerja yang kecil memerlukan organisasi syarat khas dengan penggunaan pelapik terhad berdasarkan grafitdan asbestos.

Kecenderungan logam untuk mengoksida juga memerlukan bahan tambahan khas seperti silikon, mangan dan gel fosforus digunakan dalam beberapa mod dengan pembentukan oksida refraktori. Ciri-ciri kimpalan tembaga termasuk penyerapan gas - contohnya, hidrogen dan oksigen. Jika anda tidak memilih mod pendedahan haba yang optimum, maka jahitan akan menjadi tidak berkualiti. Liang-liang besar dan rekahan akan kekal dalam strukturnya kerana interaksi aktif dengan gas.

Interaksi kuprum dengan bendasing

Adalah perlu untuk mengambil kira sifat interaksi tembaga dengan pelbagai kekotoran dan unsur kimia secara umum, kerana dalam proses mengimpal logam ini, elektrod dan wayar dari bahan yang berbeza sering digunakan. Sebagai contoh, aluminium boleh larut dalam leburan kuprum, meningkatkan sifat anti-karatnya dan mengurangkan kebolehoksidaan. Berilium - meningkatkan rintangan mekanikal, tetapi mengurangkan kekonduksian elektrik. Walau bagaimanapun, kesan khusus juga bergantung pada sifat persekitaran perlindungan dan rejim suhu. Jadi, kimpalan kuprum pada 1050 °C akan memudahkan kemasukan komponen besi ke dalam struktur bahan kerja dengan pekali kira-kira 3.5%. Tetapi dalam rejim kira-kira 650 ° C, angka ini akan dikurangkan kepada 0.15%. Pada masa yang sama, besi seperti itu secara mendadak mengurangkan rintangan kakisan, kekonduksian elektrik dan haba tembaga, tetapi meningkatkan kekuatannya. Daripada logam yang tidak menjejaskan bahan kerja tersebut, plumbum dan perak boleh dibezakan.

Kaedah kimpalan kuprum asas

Semua kaedah kimpalan biasa, termasuk manual dan automatik, dibenarkan dalam pelbagai konfigurasi. Pilihan satu atau kaedah lain ditentukan oleh keperluan untuk sambungan dan ciri-ciri bahan kerja. Antara proses yang paling produktif ialah elektroslag dan kimpalan arka tenggelam. Jika ia dirancang untuk mendapatkan jahitan berkualiti tinggi dalam satu operasi, maka adalah dinasihatkan untuk beralih kepada teknologi gas. Pendekatan untuk mengimpal kuprum dan aloinya pada kecerunan suhu rendah mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk penyahoksidaan dan pengaloian bahan kerja. Akibatnya, jahitan diubah suai secara positif dan tahan lama. Untuk kuprum tulen, teknik kimpalan arka dengan elektrod tungsten dan gas pelindung boleh digunakan. Tetapi, selalunya ia berfungsi dengan derivatif tembaga.

Apakah peralatan yang digunakan?

Produk pra-kuprum boleh diproses pada mesin memusing, mengisar dan mengisar untuk membentuk ruang kosong dimensi untuk kimpalan. Industri ini juga menggunakan teknik pemotongan arka plasma, yang membolehkan pemotongan dengan tepi pemotongan yang hampir sempurna. Kimpalan terus tembaga dilakukan oleh pemasangan argon-arka, peranti separa automatik, serta peranti penyongsang. Kekuatan semasa peralatan boleh berbeza dari 120 hingga 240 A, bergantung pada saiz bahan kerja. Ketebalan elektrod biasanya 2.5-4 mm - sekali lagi, ia bergantung pada kerumitan dan isipadu kerja.

Kimpalan argon tembaga

Salah satu kaedah yang paling popular. Khususnya, teknik kimpalan argon-argon yang disebutkan, yang melibatkan penggunaan elektrod tungsten, digunakan. Semasa pemanasan, kuprum berinteraksi dengan oksigen, membentuk salutan dioksida pada permukaan bahan kerja. Pada peringkat ini, bahan kerja menjadi lentur dan memerlukan sambungan elektrod yang tidak boleh digunakan. Sebagai contoh, rod jenama MMZ-2 memberikan kualiti kimpalan yang optimum apabila mengimpal tembaga dengan argon dengan media pelindung. Sekiranya tugas penembusan kuat bahan kerja tidak ditetapkan, maka versi kimpalan ringan dalam persekitaran nitrogen boleh digunakan. Ini adalah kaedah tindakan terma yang baik pada voltan rendah, tetapi kesan yang lebih besar dari segi kualiti kimpalan boleh dicapai menggunakan gas gabungan. Pengimpal yang berpengalaman, contohnya, sering menggunakan adunan yang 75% argon.

Kimpalan Gas

Dalam kes ini, medium oksigen-asetilena digunakan, yang menyebabkan suhu nyalaan meningkat dengan ketara. Dalam proses kerja, penunu gas digunakan. Mesin ini bagus dalam prestasinya, tetapi pilihan pelarasan terhadnya tidak membenarkan anda memperhalusi parameter kolam kimpalan.

Selalunya digunakan dan kaedah pendedahan haba dibahagikan dengan sambungan dua penunu. Satu berfungsi untuk memanaskan kawasan kerja, dan yang kedua - secara langsung untuk kimpalan gas bahan kerja sasaran. Pendekatan ini disyorkan untuk kepingan tebal 10mm. Jika tiada penunu kedua,maka anda boleh melakukan pemanasan dua belah sepanjang garis jahitan masa depan. Kesannya tidak begitu berkualiti, tetapi tugas utama direalisasikan.

Membolehkan teknik kimpalan gas dan suntikan fluks untuk mendapatkan struktur sendi yang bersih. Khususnya, fluks gas digunakan, seperti larutan azeotropik boron metil eter dengan metil. Wap aktif campuran tersebut dihantar ke penunu, mengubah suai ciri-ciri kolam kimpalan. Nyalaan pada ketika ini mengambil warna kehijauan.

Ciri-ciri kimpalan elektrod karbon

Kaedah kimpalan arka yang optimum untuk aloi kuprum. Ciri membezakan utamanya boleh dipanggil ergonomik dan serba boleh - sekurang-kurangnya dalam semua yang berkaitan dengan mekanik melakukan tindakan fizikal oleh pengendali. Sebagai contoh, pengimpal boleh menjalankan manipulasi secara langsung di udara, menggunakan set minimum peralatan perlindungan tambahan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa elektrod karbon semasa proses pemanasan mengeluarkan jumlah tenaga haba yang mencukupi, di mana tembaga berkuasa rendah dikimpal. Proses ini ternyata tidak cekap, tetapi sambungan memperoleh semua kualiti mekanikal yang diperlukan.

Kimpalan arka manual

Teknologi kaedah kimpalan ini melibatkan penggunaan elektrod bersalut. Ini bermakna sambungan akan menerima ciri kekuatan yang baik, bagaimanapun, komposisi struktur produk akhirnya akan berbeza daripada bahan kerja utama. Parameter pengubahsuaian khusus ditentukan oleh sifat pengaloian penyahoksida,yang terdapat dalam salutan elektrod. Sebagai contoh, komponen seperti ferromangan rendah karbon, fluorspar, serbuk aluminium, dll. boleh digunakan dalam komposisi aktif. Teknologi kimpalan kuprum ini dan pengeluaran bebas salutan membenarkan. Biasanya, campuran kering digunakan untuk ini, yang diuli dalam kaca cecair. Salutan sedemikian menjadikan jahitan lebih padat, tetapi kekonduksian elektrik struktur berkurangan dengan ketara. Proses kimpalan umum dengan elektrod bersalut dicirikan oleh percikan tinggi, yang tidak diingini untuk kuprum.

Kimpalan Arka Terendam

Fluks itu sendiri untuk mengimpal dengan kuprum diperlukan sebagai penstabil arka dan, yang paling penting, sebagai penghalang pelindung terhadap kesan negatif udara atmosfera. Proses ini diatur menggunakan elektrod grafit atau karbon yang tidak boleh digunakan, serta dengan rod boleh guna di bawah fluks seramik. Jika bahan habis karbon digunakan, maka elektrod untuk kimpalan kuprum diasah untuk membentuk hujung rata dalam bentuk spatula. Bahan pengisi yang diperbuat daripada tombac atau loyang juga dibekalkan ke kawasan kerja dari sisi - ini diperlukan untuk menyahoksida struktur jahitan.

Operasi dilakukan pada arus terus dengan pemanasan. Beberapa halangan perlindungan mengekalkan struktur asas bahan kerja, walaupun pengimpal yang paling kerap berpengalaman berusaha untuk memperbaiki komposisi bahan dengan dawai aloi. Sekali lagi, untuk mengelakkan aliran cair yang tidak diingini, adalah disyorkan untuk menyediakan substrat grafit pada mulanya,yang juga akan bertindak sebagai bentuk untuk fluks. Suhu operasi optimum untuk kaedah ini ialah 300-400 °C.

Kimpalan Arka Berkawal

Acara kimpalan dengan sambungan penyongsang dan peranti separa automatik lain dijalankan dalam media gas dengan suapan wayar. Dalam kes ini, sebagai tambahan kepada argon dan nitrogen, helium, serta pelbagai kombinasi campuran gas, boleh digunakan. Kelebihan teknik ini termasuk kemungkinan penembusan berkesan bahan kerja tebal dengan tahap pemeliharaan sifat mekanikal bahan kerja yang tinggi.

Kesan haba yang berkuasa dijelaskan oleh aliran plasma yang sangat cekap dalam medium gas yang terbakar, tetapi parameter ini juga akan ditentukan oleh ciri model penyongsang tertentu. Pada masa yang sama, teknik kimpalan argon-arka tembaga adalah lebih disukai berhubung dengan bahan kerja dengan ketebalan 1-2 mm. Bagi fungsi perlindungan medium gas, ia tidak boleh dipercayai sepenuhnya. Masih terdapat risiko oksida, keliangan dan kesan negatif bahan tambahan daripada wayar. Sebaliknya, persekitaran argon secara berkesan melindungi bahan kerja daripada pendedahan oksigen di udara.

Kesimpulan

Tembaga mempunyai banyak ciri yang membezakannya daripada logam lain. Tetapi walaupun dalam kumpulan umum aloinya terdapat banyak perbezaan, yang dalam setiap kes memerlukan pencarian pendekatan individu untuk memilih teknologi optimum untuk membentuk jahitan. Sebagai contoh, kimpalan gas sesuai dalam kes di mana anda perlu mendapatkan sambungan yang kuat dalam bahan kerja yang besar. Namun, pendatang barukaedah ini tidak disyorkan kerana keperluan keselamatan yang tinggi untuk bekerja dengan penunu dan silinder gas. Operasi kimpalan format kecil berketepatan tinggi diamanahkan kepada mesin separa automatik yang mudah dan produktif. Pengendali yang tidak berpengalaman juga boleh mengendalikan peralatan tersebut, mengawal sepenuhnya parameter aliran kerja. Jangan lupa tentang kepentingan media gas. Mereka boleh digunakan bukan sahaja sebagai penebat bahan kerja semasa kimpalan, tetapi juga sebagai cara untuk memperbaiki beberapa sifat teknikal dan fizikal bahan. Perkara yang sama berlaku untuk elektrod, yang boleh menyumbang kesan pengaloian positif.