Vara un tā sakausējumu metināšana: metodes, tehnoloģijas un iekārtas

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Varu un tā sakausējumus izmanto dažādās tautsaimniecības nozarēs. Šis metāls ir pieprasīts tā fizikāli ķīmisko īpašību dēļ, kas arī apgrūtina tā struktūras apstrādi. Jo īpaši vara metināšanai nepieciešami īpaši apstākļi, lai gan process ir balstīts uz diezgan izplatītām termiskās apstrādes tehnoloģijām.

Īpaša vara sagatavju metināšana

Atšķirībā no daudziem citiem metāliem un sakausējumiem, vara izstrādājumiem ir raksturīga augsta siltumvadītspēja, kas rada nepieciešamību palielināt metināšanas loka siltuma jaudu. Tajā pašā laikā ir nepieciešama simetriska siltuma noņemšana no darba zonas, kas samazina defektu risku. Vēl viens vara trūkums ir plūstamība. Šis īpašums kļūst par šķērsli griestu un vertikālo šuvju veidošanā. Ar lieliem metināšanas baseiniem šādas darbības vispār nav iespējamas. Pat nelieliem darba apjomiem ir jāorganizē īpaši apstākļi, izmantojot ierobežojošus oderējumus uz grafīta bāzesun azbestu.

Metāla tendence oksidēties arī prasa, lai dažos režīmos, veidojot ugunsizturīgus oksīdus, tiktu izmantotas īpašas piedevas, piemēram, silīcija, mangāna un fosfora gēli. Vara metināšanas iezīmes ietver gāzu, piemēram, ūdeņraža un skābekļa, absorbciju. Ja neizvēlaties optimālo termiskās iedarbības režīmu, šuve izrādīsies sliktas kvalitātes. Aktīvās mijiedarbības ar gāzi dēļ tā struktūrā saglabāsies lielas poras un plaisas.

Vara mijiedarbība ar piemaisījumiem

Jāņem vērā vara mijiedarbības raksturs ar dažādiem piemaisījumiem un ķīmiskajiem elementiem kopumā, jo šī metāla metināšanas procesā bieži tiek izmantoti dažādu materiālu elektrodi un stieples. Piemēram, alumīnijs var izšķīst vara kausējumā, palielinot tā pretkorozijas īpašības un samazinot oksidējamību. Berilijs - palielina mehānisko pretestību, bet samazina elektrovadītspēju. Taču specifiskā ietekme būs atkarīga arī no aizsargājošās vides rakstura un temperatūras režīma. Tātad vara metināšana 1050 ° C temperatūrā atvieglos dzelzs komponenta iekļūšanu sagataves struktūrā ar koeficientu aptuveni 3,5%. Bet aptuveni 650 ° C režīmā šis skaitlis tiks samazināts līdz 0,15%. Tajā pašā laikā dzelzs kā tāds krasi samazina vara izturību pret koroziju, elektrisko un siltumvadītspēju, bet palielina tā izturību. No metāliem, kas neietekmē šādas sagataves, var atšķirt svinu un sudrabu.

Vara metināšanas pamatmetodes

Visas izplatītākās metināšanas metodes, tostarp manuālā un automātiskā, ir atļautas dažādās konfigurācijās. Vienas vai citas metodes izvēli nosaka savienojuma prasības un sagataves īpašības. Starp produktīvākajiem procesiem ir elektroizdedžu un iegremdētā loka metināšana. Ja plānots iegūt kvalitatīvu šuvi vienā operācijā, tad vēlams pievērsties gāzes tehnoloģijām. Šāda pieeja vara un tā sakausējumu metināšanai zemas temperatūras gradientos rada labvēlīgus apstākļus sagataves deoksidācijai un leģēšanai. Rezultātā šuve ir pozitīvi pārveidota un izturīga. Tīram vara var izmantot loka metināšanas paņēmienus ar volframa elektrodiem un aizsarggāzēm. Taču visbiežāk tie strādā ar vara atvasinājumiem.

Kāds aprīkojums tiek izmantots?

Vara izstrādājumus var apstrādāt virpošanas, slīpēšanas un frēzēšanas iekārtās, lai veidotu metināšanas sagataves. Nozarē tiek izmantota arī plazmas loka griešanas tehnika, kas ļauj griezt ar gandrīz ideālām griešanas malām. Tiešo vara metināšanu veic argona loka instalācijas, pusautomātiskās ierīces, kā arī invertora ierīces. Iekārtas strāvas stiprums var svārstīties no 120 līdz 240 A atkarībā no sagataves izmēra. Elektrodu biezums parasti ir 2,5-4 mm - tas atkal ir atkarīgs no darba sarežģītības un apjoma.

Vara argona metināšana

Viena no populārākajām metodēm. Jo īpaši tiek izmantota minētā argona loka metināšanas tehnika, kas ietver volframa elektrodu izmantošanu. Sildīšanas laikā varš mijiedarbojas ar skābekli, veidojot dioksīda pārklājumu uz sagataves virsmas. Šajā posmā apstrādājamā detaļa kļūst elastīga, un tam ir jāpievieno nepatērējams elektrods. Piemēram, zīmola MMZ-2 stieņi nodrošina optimālu metināšanas kvalitāti, metinot varu ar argonu ar aizsarglīdzekļiem. Ja nav izvirzīts uzdevums spēcīgai sagataves iespiešanai, var izmantot vieglu metināšanas versiju slāpekļa vidē. Šī ir laba termiskās iedarbības metode pie zema sprieguma, bet vēl lielāku efektu metināšanas šuves kvalitātes ziņā var panākt, izmantojot kombinētās gāzes. Piemēram, pieredzējuši metinātāji bieži izmanto maisījumus, kuros ir 75% argona.

Gāzes metināšana

Šajā gadījumā tiek izmantota skābekļa-acetilēna vide, kuras dēļ liesmas temperatūra ievērojami palielinās. Darba procesā tiek izmantots gāzes deglis. Šai iekārtai ir laba veiktspēja, taču tās ierobežotās regulēšanas iespējas neļauj precīzi noregulēt metināšanas baseina parametrus.

Bieži lietota un dalītas termiskās iedarbības metode ar divu degļu savienojumu. Viens kalpo darba zonas sasildīšanai, bet otrs - tieši mērķa sagataves metināšanai ar gāzi. Šī pieeja ir ieteicama biezām 10 mm loksnēm. Ja nav otrā degļa,tad jūs varat veikt divpusēju apsildi gar nākotnes šuves līniju. Efekts nav tik kvalitatīvs, bet galvenais uzdevums ir realizēts.

Ļauj ar gāzes metināšanas tehniku un plūsmas iesmidzināšanu, lai iegūtu tīru savienojuma struktūru. Jo īpaši tiek izmantotas gāzveida plūsmas, piemēram, bora metilētera azeotropie šķīdumi ar metilgrupu. Šādu maisījumu aktīvie tvaiki tiek nosūtīti uz degli, mainot metinājuma baseina īpašības. Liesma šajā brīdī iegūst zaļganu nokrāsu.

Oglekļa elektrodu metināšanas īpašības

Lokmetināšanas metode, kas ir optimāla vara sakausējumiem. Par tās galveno atšķirīgo iezīmi var saukt ergonomiku un daudzpusību - vismaz visā, kas saistīts ar operatora fizisko darbību veikšanas mehāniku. Piemēram, metinātājs var veikt manipulācijas tieši gaisā, izmantojot minimālo papildu aizsardzības līdzekļu komplektu. Tas ir saistīts ar faktu, ka oglekļa elektrodi sildīšanas procesā izdala pietiekamu daudzumu siltumenerģijas, uz kuras tiek metināts mazjaudas varš. Process izrādās neefektīvs, bet savienojums iegūst visas nepieciešamās mehāniskās īpašības.

Manuālā loka metināšana

Šīs metināšanas metodes tehnoloģija ietver pārklātu elektrodu izmantošanu. Tas nozīmē, ka savienojums iegūs pienācīgus stiprības raksturlielumus, tomēr izstrādājuma struktūras sastāvs galu galā atšķirsies no primārās sagataves. Konkrētos modifikācijas parametrus nosaka leģējošo deoksidētāju īpašības,kas atrodas elektrodu pārklājumā. Piemēram, aktīvajā sastāvā var izmantot tādas sastāvdaļas kā zema oglekļa satura feromangāns, fluoršpats, alumīnija pulveris u.c.. Šī vara metināšanas tehnoloģija un neatkarīga pārklājumu ražošana ļauj. Parasti šim nolūkam izmanto sausu maisījumu, ko mīca šķidrā stiklā. Šāds pārklājums padara šuvi blīvāku, bet konstrukcijas elektrovadītspēja ir ievērojami samazināta. Vispārējam metināšanas procesam ar pārklātiem elektrodiem ir raksturīga liela izšļakstīšanās, kas vara nav vēlama.

Iegremdēta loka metināšana

Pati plūsma metināšanai ar varu ir nepieciešama kā loka stabilizators un, pats galvenais, kā aizsargbarjera pret atmosfēras gaisa negatīvo ietekmi. Process tiek organizēts, izmantojot nelietojamus grafīta vai oglekļa elektrodus, kā arī ar patērējamiem stieņiem zem keramikas plūsmas. Ja tiek izmantoti oglekļa palīgmateriāli, vara metināšanas elektrodi tiek uzasināti, veidojot plakanu galu lāpstiņas formā. Darba zonai no sāniem tiek piegādāts arī pildviela, kas izgatavota no tabakas vai misiņa - tas ir nepieciešams, lai deoksidētu šuves struktūru.

Darbība tiek veikta uz līdzstrāvu ar apkuri. Vairākas aizsargbarjeras saglabā sagataves pamatstruktūru, lai gan visbiežāk pieredzējuši metinātāji cenšas uzlabot materiāla sastāvu ar sakausējuma stiepli. Atkal, lai novērstu nevēlamas kausējuma plūsmas, ieteicams sākotnēji nodrošināt grafīta substrātu,kas darbosies arī kā plūsmas forma. Šīs metodes optimālā darba temperatūra ir 300–400 °C.

Aizsargāta loka metināšana

Metināšanas pasākumi ar invertoru un citu pusautomātisko ierīču pieslēgumu tiek veikti gāzveida vidē ar stieples padevi. Šajā gadījumā papildus argonam un slāpeklim var izmantot hēliju, kā arī dažādas gāzu maisījumu kombinācijas. Šīs tehnikas priekšrocības ietver iespēju efektīvi iekļūt biezās sagatavēs ar augstu sagataves mehānisko īpašību saglabāšanas pakāpi.

Spēcīgs termiskais efekts ir izskaidrojams ar ļoti efektīvām plazmas plūsmām degošā gāzveida vidē, taču šos parametrus noteiks arī konkrētā invertora modeļa īpašības. Tajā pašā laikā vara argona loka metināšanas tehnika ir labāka attiecībā uz sagatavēm, kuru biezums ir 1-2 mm. Kas attiecas uz gāzveida vides aizsargfunkciju, uz to nevar pilnībā paļauties. Saglabājas oksīdu, porainības un piedevu negatīvās ietekmes risks no stieples. No otras puses, argona vide efektīvi aizsargā apstrādājamo priekšmetu no skābekļa iedarbības gaisā.

Secinājums

Varam ir daudzas īpašības, kas to atšķir no citiem metāliem. Bet pat vispārējā tā sakausējumu grupā ir daudz atšķirību, kas katrā gadījumā liek meklēt individuālu pieeju, izvēloties optimālo tehnoloģiju šuves veidošanai. Piemēram, gāzes metināšana ir piemērota gadījumos, kad nepieciešams iegūt spēcīgu savienojumu lielā sagatavē. Tomēr jaunpienācējišī metode nav ieteicama augsto drošības prasību dēļ darbam ar degļiem un gāzes baloniem. Augstas precizitātes maza formāta metināšanas darbi ir uzticēti ērtām un produktīvām pusautomātiskajām iekārtām. Ar šādu aprīkojumu var rīkoties arī nepieredzējis operators, pilnībā kontrolējot darbplūsmas parametrus. Neaizmirstiet par gāzveida vides nozīmi. Tos var izmantot ne tikai kā sagataves izolatoru metināšanas laikā, bet arī kā veidu, kā uzlabot dažas materiāla tehniskās un fizikālās īpašības. Tas pats attiecas uz elektrodiem, kas var veicināt pozitīvu sakausēšanas efektu.