Hàn đồng và hợp kim của nó: phương pháp, công nghệ và thiết bị

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Đồng và các hợp kim của nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế. Kim loại này đang được yêu cầu do các đặc tính hóa lý của nó, điều này cũng làm phức tạp quá trình xử lý cấu trúc của nó. Đặc biệt, việc hàn đồng đòi hỏi những điều kiện đặc biệt, mặc dù quá trình này dựa trên công nghệ xử lý nhiệt khá phổ biến.

Hàn phôi đồng cụ thể

Không giống như nhiều kim loại và hợp kim khác, các sản phẩm bằng đồng có đặc điểm là dẫn nhiệt cao, do đó cần phải tăng nhiệt năng của hồ quang hàn. Đồng thời, cần phải loại bỏ nhiệt đối xứng ra khỏi khu vực làm việc, điều này giúp giảm thiểu nguy cơ khuyết tật. Một nhược điểm khác của đồng là tính lưu động. Tính chất này trở thành một trở ngại trong việc hình thành trần và các đường nối dọc. Với các vũng hàn lớn, các thao tác như vậy hoàn toàn không thể thực hiện được. Ngay cả khối lượng công việc nhỏ cũng yêu cầu tổ chức các điều kiện đặc biệt với việc sử dụng các lớp lót hạn chế dựa trên than chìvà amiăng.

Xu hướng oxy hóa của kim loại cũng đòi hỏi các chất phụ gia đặc biệt như silicon, mangan và gel phốt pho phải được sử dụng trong một số chế độ với sự hình thành các oxit chịu lửa. Các tính năng của hàn đồng bao gồm hấp thụ khí - ví dụ, hydro và oxy. Nếu bạn không chọn chế độ phơi nhiệt tối ưu thì đường may sẽ kém chất lượng. Các lỗ rỗng và vết nứt lớn sẽ vẫn còn trong cấu trúc của nó do tương tác tích cực với khí.

Tương tác của đồng với tạp chất

Cần phải tính đến bản chất của sự tương tác của đồng với các tạp chất khác nhau và các nguyên tố hóa học nói chung, vì lý do trong quá trình hàn kim loại này, các điện cực và dây dẫn từ các vật liệu khác nhau thường được sử dụng. Ví dụ, nhôm có thể hòa tan trong đồng nóng chảy, làm tăng tính chất chống ăn mòn và giảm khả năng oxy hóa. Berili - làm tăng sức đề kháng cơ học, nhưng làm giảm độ dẫn điện. Tuy nhiên, các tác động cụ thể cũng sẽ phụ thuộc vào bản chất của môi trường bảo vệ và chế độ nhiệt độ. Vì vậy, hàn đồng ở 1050 ° C sẽ tạo điều kiện cho thành phần sắt xâm nhập vào cấu trúc của phôi với hệ số khoảng 3,5%. Nhưng ở chế độ khoảng 650 ° C, con số này sẽ giảm xuống còn 0,15%. Đồng thời, sắt như vậy làm giảm mạnh khả năng chống ăn mòn, tính dẫn điện và nhiệt của đồng, nhưng làm tăng độ bền của nó. Trong số các kim loại không ảnh hưởng đến phôi như vậy, có thể phân biệt được chì và bạc.

Các phương pháp hàn đồng cơ bản

Tất cả các phương pháp hàn phổ biến, kể cả thủ công và tự động, đều được phép sử dụng trong các cấu hình khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp này hoặc phương pháp khác được xác định bởi các yêu cầu đối với kết nối và các đặc tính của phôi. Trong số các quy trình năng suất cao nhất là hàn điện tử và hàn hồ quang chìm. Nếu có kế hoạch đạt được đường may chất lượng cao trong một lần vận hành, thì nên chuyển sang sử dụng công nghệ khí. Cách tiếp cận này để hàn đồng và hợp kim của nó ở nhiệt độ thấp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử oxy và hợp kim của phôi. Kết quả là, đường may được sửa đổi tích cực và bền. Đối với đồng nguyên chất, có thể sử dụng kỹ thuật hàn hồ quang với điện cực vonfram và khí che chắn. Tuy nhiên, hầu hết chúng đều làm việc với các dẫn xuất của đồng.

Sử dụng thiết bị gì?

Các sản phẩm tiền đồng có thể được xử lý trên máy tiện, máy mài và máy phay để tạo thành các khoảng trống có chiều để hàn. Ngành công nghiệp này cũng sử dụng kỹ thuật cắt hồ quang plasma, cho phép cắt với các cạnh cắt gần như hoàn hảo. Việc hàn đồng trực tiếp được thực hiện bằng cách lắp đặt hồ quang argon, các thiết bị bán tự động, cũng như các thiết bị biến tần. Cường độ hiện tại của thiết bị có thể thay đổi từ 120 đến 240 A, tùy thuộc vào kích thước của phôi. Độ dày của các điện cực thường là 2,5-4 mm - một lần nữa, nó phụ thuộc vào độ phức tạp và khối lượng công việc.

Đồng hàn argon

Một trong những phương pháp phổ biến nhất. Đặc biệt, đã đề cập đến kỹ thuật hàn hồ quang argon, bao gồm việc sử dụng điện cực vonfram, được sử dụng. Trong quá trình nung nóng, đồng tương tác với ôxy, tạo thành một lớp phủ điôxít trên bề mặt của phôi. Ở giai đoạn này, phôi trở nên mềm dẻo và yêu cầu kết nối của một điện cực không tiêu hao. Ví dụ, các que của nhãn hiệu MMZ-2 cung cấp chất lượng mối hàn tối ưu khi hàn đồng với argon với phương tiện bảo vệ. Nếu nhiệm vụ của sự đâm xuyên mạnh của phôi không được đặt ra, thì có thể sử dụng phiên bản hàn nhẹ trong môi trường nitơ. Đây là một phương pháp tác động nhiệt tốt ở điện áp thấp, nhưng có thể đạt được hiệu quả thậm chí còn lớn hơn về chất lượng mối hàn bằng cách sử dụng các loại khí kết hợp. Ví dụ, những thợ hàn có kinh nghiệm thường sử dụng hỗn hợp có 75% argon.

Khí hàn

Trong trường hợp này, môi trường oxy-axetylen được sử dụng, do đó nhiệt độ ngọn lửa tăng lên đáng kể. Trong quá trình làm việc có sử dụng vòi đốt gas. Máy này có hiệu suất tốt, nhưng các tùy chọn điều chỉnh hạn chế của nó không cho phép bạn tinh chỉnh các thông số của vũng hàn.

Thường được sử dụng và phương pháp phân chia nhiệt tiếp xúc với sự kết nối của hai đầu đốt. Một phục vụ để làm ấm khu vực làm việc và thứ hai - trực tiếp để hàn khí của phôi mục tiêu. Phương pháp này được khuyến khích cho các tấm dày 10mm. Nếu không có ổ ghi thứ hai,thì bạn có thể thực hiện gia nhiệt hai mặt dọc theo đường của đường may tương lai. Hiệu quả không phải là chất lượng quá cao, nhưng nhiệm vụ chính được thực hiện.

Cho phép kỹ thuật hàn khí và phun chất trợ dung để có được cấu trúc mối nối sạch. Đặc biệt, người ta sử dụng các chất bay hơi như dung dịch dị hướng của bo metyl ete với metyl. Hơi hoạt tính của các hỗn hợp như vậy được gửi đến đầu đốt, làm thay đổi các đặc tính của vũng hàn. Ngọn lửa tại thời điểm này có màu xanh lục.

Tính năng của hàn điện cực carbon

Phương pháp hàn hồ quang tối ưu cho hợp kim đồng. Tính năng phân biệt chính của nó có thể được gọi là công thái học và tính linh hoạt - ít nhất là trong mọi thứ liên quan đến cơ chế thực hiện các hành động vật lý của người vận hành. Ví dụ, một thợ hàn có thể thực hiện các thao tác trực tiếp trên không, sử dụng một bộ thiết bị bảo vệ phụ trợ tối thiểu. Điều này là do thực tế là các điện cực cacbon trong quá trình đốt nóng tỏa ra một lượng nhiệt năng vừa đủ, trên đó đồng năng lượng thấp được hàn. Quá trình này hóa ra không hiệu quả, nhưng kết nối có được tất cả các phẩm chất cơ học cần thiết.

Hàn hồ quang tay

Công nghệ của phương pháp hàn này liên quan đến việc sử dụng các điện cực được phủ. Điều này có nghĩa là kết nối sẽ nhận được các đặc tính độ bền khá tốt, tuy nhiên, thành phần của cấu trúc sản phẩm cuối cùng sẽ khác với phôi chính. Các thông số sửa đổi cụ thể được xác định bởi các đặc tính của chất khử oxy hợp kim,có trong lớp phủ điện cực. Ví dụ, các thành phần như ferromangan cacbon thấp, florit, bột nhôm, v.v. có thể được sử dụng trong chế phẩm hoạt động. Công nghệ hàn đồng và sản xuất độc lập lớp phủ này cho phép. Thông thường, một hỗn hợp khô được sử dụng cho việc này, được nhào trong thủy tinh lỏng. Lớp phủ như vậy làm cho đường nối dày đặc hơn, nhưng độ dẫn điện của cấu trúc bị giảm đáng kể. Quá trình hàn nói chung với các điện cực được phủ có đặc điểm là có độ bắn cao, điều không mong muốn đối với đồng.

Hàn hồ quang chìm

Bản thân chất trợ dung để hàn với đồng cần thiết như một chất ổn định hồ quang và quan trọng nhất, như một hàng rào bảo vệ chống lại các tác động tiêu cực của không khí trong khí quyển. Quá trình được tổ chức bằng cách sử dụng các điện cực than chì hoặc carbon không tiêu hao, cũng như với các thanh tiêu hao dưới dòng chảy gốm. Nếu sử dụng vật liệu tiêu hao carbon, thì các điện cực để hàn đồng được mài sắc để tạo thành một đầu phẳng có hình dạng của một cái thìa. Vật liệu phụ bằng lăngac hoặc đồng thau cũng được cung cấp cho khu vực làm việc từ bên cạnh - điều này là cần thiết để khử oxy cho cấu trúc của đường nối.

Hoạt động được thực hiện trên dòng điện một chiều có sưởi ấm. Một số rào cản bảo vệ duy trì cấu trúc cơ bản của phôi, mặc dù hầu hết các thợ hàn có kinh nghiệm thường tìm cách cải thiện thành phần của vật liệu bằng dây hợp kim. Một lần nữa, để ngăn chặn các dòng chảy không mong muốn, ban đầu nên cung cấp một chất nền graphit,mà cũng sẽ hoạt động như một dạng cho từ thông. Nhiệt độ hoạt động tối ưu cho phương pháp này là 300-400 ° C.

Hàn hồ quang được bảo vệ

Sự kiện hàn với sự kết nối của biến tần và các thiết bị bán tự động khác được thực hiện trong môi trường khí với nguồn cấp dây. Trong trường hợp này, ngoài argon và nitơ, có thể sử dụng helium, cũng như các hỗn hợp khí kết hợp khác nhau. Ưu điểm của kỹ thuật này bao gồm khả năng xuyên thủng hiệu quả các phôi dày với mức độ bảo toàn cao các đặc tính cơ học của phôi.

Hiệu ứng nhiệt mạnh mẽ được giải thích bởi dòng plasma hiệu quả cao trong môi trường khí cháy, nhưng các thông số này cũng sẽ được xác định bởi các đặc tính của một kiểu máy biến tần cụ thể. Đồng thời, kỹ thuật hàn hồ quang argon của đồng được ưu tiên hơn đối với phôi có độ dày từ 1-2 mm. Đối với chức năng bảo vệ của môi trường khí, không thể hoàn toàn dựa vào. Vẫn có nguy cơ ôxít, độ xốp và các tác động tiêu cực của các chất phụ gia từ dây. Mặt khác, môi trường argon bảo vệ phôi hiệu quả khỏi sự tiếp xúc với oxy trong không khí.

Kết

Đồng có nhiều đặc điểm giúp phân biệt nó với các kim loại khác. Nhưng ngay cả trong nhóm chung các hợp kim của nó cũng có nhiều điểm khác biệt, mà trong mỗi trường hợp, đòi hỏi phải tìm kiếm một cách tiếp cận riêng để lựa chọn công nghệ tối ưu để tạo đường may. Ví dụ, hàn khí phù hợp trong trường hợp bạn cần kết nối chắc chắn trong một phôi lớn. Tuy nhiên, những người mớiPhương pháp này không được khuyến khích do yêu cầu an toàn cao khi làm việc với đầu đốt và chai chứa khí. Các hoạt động hàn khổ nhỏ có độ chính xác cao được giao cho các máy bán tự động tiện lợi và hiệu quả. Một người vận hành thiếu kinh nghiệm cũng có thể xử lý thiết bị như vậy, kiểm soát hoàn toàn các thông số của quy trình làm việc. Đừng quên về tầm quan trọng của môi trường khí. Chúng không chỉ có thể được sử dụng như một chất cách điện của phôi trong quá trình hàn, mà còn là một cách để cải thiện một số đặc tính vật lý và kỹ thuật của vật liệu. Điều tương tự cũng áp dụng cho các điện cực, có thể tạo ra hiệu ứng hợp kim tích cực.