Vario ir jo lydinių suvirinimas: metodai, technologijos ir įranga

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Varis ir jo lydiniai naudojami įvairiuose ekonomikos sektoriuose. Šis metalas yra paklausus dėl savo fizikinių ir cheminių savybių, kurios taip pat apsunkina jo struktūros apdorojimą. Visų pirma vario suvirinimui reikalingos specialios sąlygos, nors procesas pagrįstas gana įprastomis terminio apdorojimo technologijomis.

Specialus varinių ruošinių suvirinimas

Skirtingai nuo daugelio kitų metalų ir lydinių, vario gaminiams būdingas didelis šilumos laidumas, todėl būtina padidinti suvirinimo lanko šiluminę galią. Tuo pačiu metu reikalingas simetriškas šilumos pašalinimas iš darbo zonos, o tai sumažina defektų riziką. Kitas vario trūkumas yra sklandumas. Ši savybė tampa kliūtimi formuojant lubas ir vertikalias siūles. Su dideliais suvirinimo baseinais tokios operacijos visiškai neįmanomos. Net ir nedideliems darbams atlikti reikia organizuoti specialias sąlygas, naudojant ribojančius įdėklus grafito pagrinduir asbesto.

Metalo polinkis oksiduotis taip pat reikalauja, kad kai kuriais režimais, kai susidaro ugniai atsparūs oksidai, būtų naudojami specialūs priedai, tokie kaip silicis, manganas ir fosforo geliai. Vario suvirinimo ypatybės apima dujų, pavyzdžiui, vandenilio ir deguonies, absorbciją. Jei nepasirinksite optimalaus terminio poveikio režimo, siūlė pasirodys prastos kokybės. Dėl aktyvios sąveikos su dujomis jo struktūroje išliks didelės poros ir įtrūkimai.

Vario sąveika su priemaišomis

Būtina atsižvelgti į vario sąveikos su įvairiomis priemaišomis ir cheminiais elementais pobūdį apskritai dėl to, kad šio metalo suvirinimo procese dažnai naudojami elektrodai ir laidai iš skirtingų medžiagų. Pavyzdžiui, aliuminis gali ištirpti vario lydaloje, padidindamas jo antikorozines savybes ir sumažindamas oksidaciją. Berilis – padidina mechaninį atsparumą, bet mažina elektrinį laidumą. Tačiau specifinis poveikis priklausys ir nuo apsauginės aplinkos pobūdžio bei temperatūros režimo. Taigi vario suvirinimas 1050 ° C temperatūroje palengvins geležies komponento patekimą į ruošinio konstrukciją, kurio koeficientas yra apie 3,5%. Tačiau esant maždaug 650 ° C režimui, šis skaičius sumažės iki 0,15%. Tuo pačiu metu geležis kaip tokia smarkiai sumažina vario atsparumą korozijai, elektros ir šilumos laidumą, tačiau padidina jo stiprumą. Iš metalų, kurie neturi įtakos tokiems ruošiniams, galima išskirti šviną ir sidabrą.

Pagrindiniai vario suvirinimo metodai

Visi įprasti suvirinimo būdai, įskaitant rankinį ir automatinį, leidžiami įvairiomis konfigūracijomis. Vieno ar kito metodo pasirinkimą nulemia sujungimui keliami reikalavimai ir ruošinio charakteristikos. Tarp produktyviausių procesų yra elektros šlakas ir povandeninis lankinis suvirinimas. Jei planuojama gauti aukštos kokybės siūlę per vieną operaciją, patartina kreiptis į dujų technologiją. Šis metodas suvirinant varį ir jo lydinius esant žemai temperatūrai sudaro palankias sąlygas ruošinio deoksidacijai ir legiravimui. Dėl to siūlė yra teigiamai modifikuota ir patvari. Grynajam variui galima naudoti lankinio suvirinimo volframo elektrodus ir apsaugines dujas technologijas. Tačiau dažniausiai jie dirba su vario dariniais.

Kokia įranga naudojama?

Vario gaminiai gali būti apdorojami tekinimo, šlifavimo ir frezavimo staklėmis, kad būtų suformuoti matmenų ruošiniai suvirinimui. Pramonėje taip pat naudojama plazminio lanko pjovimo technika, leidžianti pjauti beveik tobulomis pjovimo briaunomis. Tiesioginis vario suvirinimas atliekamas argono lanko įrenginiais, pusiau automatiniais įtaisais, taip pat inverteriniais įtaisais. Įrangos srovės stipris gali svyruoti nuo 120 iki 240 A, priklausomai nuo ruošinio dydžio. Elektrodų storis paprastai yra 2,5-4 mm – tai vėlgi priklauso nuo darbo sudėtingumo ir apimties.

Vario argono suvirinimas

Vienas populiariausių metodų. Visų pirma, naudojama minėta argono lankinio suvirinimo technika, kuri apima volframo elektrodų naudojimą. Kaitinant varis sąveikauja su deguonimi, sudarydamas dioksido dangą ant ruošinio paviršiaus. Šiame etape ruošinys tampa lankstus ir reikia prijungti nenaudojamą elektrodą. Pavyzdžiui, MMZ-2 prekės ženklo strypai užtikrina optimalią suvirinimo kokybę suvirinant varį argonu su apsaugine medžiaga. Jei nėra nustatyta užduotis stipriai įsiskverbti į ruošinį, galima naudoti lengvą suvirinimo azoto aplinkoje variantą. Tai geras šiluminio poveikio esant žemai įtampai metodas, tačiau dar didesnį poveikį suvirinimo kokybei galima pasiekti naudojant kombinuotas dujas. Pavyzdžiui, patyrę suvirintojai dažnai naudoja mišinius, kuriuose yra 75 % argono.

Suvirinimas dujomis

Šiuo atveju naudojama deguonies-acetileno terpė, dėl kurios labai padidėja liepsnos temperatūra. Darbo procese naudojamas dujinis degiklis. Ši mašina pasižymi geromis savybėmis, tačiau ribotos reguliavimo galimybės neleidžia tiksliai sureguliuoti suvirinimo baseino parametrų.

Dažnai naudojamas ir padalytos šiluminės ekspozicijos metodas, sujungiant du degiklius. Vienas skirtas sušildyti darbo zoną, o antrasis - tiesiogiai tikslinio ruošinio suvirinimui dujomis. Šis metodas rekomenduojamas storiems 10 mm lakštams. Jei nėra antrojo degiklio,tada galite atlikti dvipusį šildymą išilgai būsimos siūlės linijos. Efektas ne toks kokybiškas, bet pagrindinė užduotis įgyvendinta.

Leidžia suvirinimo dujomis techniką ir srauto įpurškimą gauti švarią jungties struktūrą. Visų pirma naudojami dujiniai srautai, tokie kaip azeotropiniai boro metilo eterio ir metilo tirpalai. Tokių mišinių aktyvūs garai siunčiami į degiklį, keičiant suvirinimo baseino charakteristikas. Šiuo metu liepsna įgauna žalsvą atspalvį.

Suvirinimo anglies elektrodu ypatybės

Lankinio suvirinimo metodas, kuris yra optimalus vario lydiniams. Pagrindinis jo skiriamasis bruožas gali būti vadinamas ergonomiškumu ir universalumu – bent jau viskas, kas susiję su operatoriaus atliekamų fizinių veiksmų mechanika. Pavyzdžiui, suvirintojas gali atlikti manipuliacijas tiesiai ore, naudodamas minimalų pagalbinių apsaugos priemonių rinkinį. Taip yra dėl to, kad anglies elektrodai šildymo proceso metu išskiria pakankamą kiekį šiluminės energijos, ant kurios suvirinamas mažos galios varis. Procesas pasirodo neefektyvus, tačiau jungtis įgauna visas būtinas mechanines savybes.

Rankinis lankinis suvirinimas

Šio suvirinimo metodo technologija apima padengtų elektrodų naudojimą. Tai reiškia, kad jungtis gaus tinkamas stiprumo charakteristikas, tačiau gaminio struktūros sudėtis galiausiai skirsis nuo pirminio ruošinio. Konkrečius modifikavimo parametrus lemia legiruojančių deoksidatorių savybės,kurios yra elektrodo dangoje. Pavyzdžiui, aktyvioje kompozicijoje gali būti naudojami tokie komponentai kaip mažai anglies turintis feromanganas, fluoršpatas, aliuminio milteliai ir tt Ši vario suvirinimo technologija ir nepriklausoma dangų gamyba leidžia. Paprastai tam naudojamas sausas mišinys, kuris minkomas skystame stikle. Dėl tokios dangos siūlė tampa tankesnė, tačiau konstrukcijos elektrinis laidumas gerokai sumažėja. Bendram suvirinimo procesui naudojant padengtus elektrodus būdingas didelis purslų kiekis, o tai nepageidautina variui.

Povandeninis lankinis suvirinimas

Pats srautas, skirtas suvirinimui variu, reikalingas kaip lanko stabilizatorius ir, svarbiausia, kaip apsauginis barjeras nuo neigiamo atmosferos oro poveikio. Procesas organizuojamas naudojant nenaudojamus grafito arba anglies elektrodus, taip pat sunaudojamuosius strypus keraminiu srautu. Jei naudojamos anglies eksploatacinės medžiagos, vario suvirinimo elektrodai yra pagaląsti, kad susidarytų plokščias mentelės formos galas. Į darbo zoną iš šono taip pat tiekiama užpildo medžiaga iš tobako arba žalvario – tai būtina siūlės struktūrai deoksiduoti.

Operacija atliekama naudojant nuolatinę srovę su šildymu. Keletas apsauginių užtvarų išlaiko pagrindinę ruošinio struktūrą, nors dažniausiai patyrę suvirintojai siekia pagerinti medžiagos sudėtį lydinio viela. Vėlgi, siekiant išvengti nepageidaujamų lydalo srautų, iš pradžių rekomenduojama pasirūpinti grafito pagrindu,kuris taip pat veiks kaip srauto forma. Optimali šio metodo veikimo temperatūra yra 300–400 °C.

Apsaugotas lankinis suvirinimas

Suvirinimo renginiai su inverterių ir kitų pusiau automatinių įrenginių prijungimu atliekami dujinėse terpėse su vielos padavimu. Šiuo atveju, be argono ir azoto, gali būti naudojamas helis, taip pat įvairūs dujų mišinių deriniai. Šios technikos pranašumai apima galimybę efektyviai prasiskverbti į storus ruošinius, išlaikant aukštą ruošinio mechaninių savybių laipsnį.

Galingas šiluminis efektas paaiškinamas itin efektyviais plazmos srautais degančioje dujinėje terpėje, tačiau šiuos parametrus lems ir konkretaus inverterio modelio charakteristikos. Tuo pačiu metu vario argono lankinio suvirinimo technika yra labiau tinkama ruošiniams, kurių storis 1–2 mm. Kalbant apie apsauginę dujinės terpės funkciją, ja visiškai pasikliauti negalima. Išlieka oksidų, poringumo ir neigiamo vielos priedų poveikio rizika. Kita vertus, argono aplinka efektyviai apsaugo ruošinį nuo deguonies poveikio ore.

Išvada

Varis turi daug savybių, išskiriančių jį iš kitų metalų. Tačiau net ir bendroje jo lydinių grupėje yra daug skirtumų, dėl kurių kiekvienu atveju reikia ieškoti individualaus požiūrio renkantis optimalią siūlės formavimo technologiją. Pavyzdžiui, suvirinimas dujomis tinka tais atvejais, kai reikia gauti tvirtą sujungimą dideliame ruošinyje. Tačiau naujokaišis metodas nerekomenduojamas dėl aukštų saugos reikalavimų dirbant su degikliais ir dujų balionais. Didelio tikslumo mažo formato suvirinimo darbai patikėti patogioms ir našioms pusiau automatinėms mašinoms. Nepatyręs operatorius taip pat gali valdyti tokią įrangą, visiškai valdydamas darbo eigos parametrus. Nepamirškite apie dujinės terpės svarbą. Jie gali būti naudojami ne tik kaip ruošinio izoliatorius suvirinimo metu, bet ir kaip būdas pagerinti kai kurias technines ir fizines medžiagos savybes. Tas pats pasakytina ir apie elektrodus, kurie gali turėti teigiamą legiravimo efektą.