Réz és ötvözeteinek hegesztése: módszerek, technológiák és berendezések

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A rezet és ötvözeteit a gazdaság különböző ágazataiban használják. Ez a fém fizikai-kémiai tulajdonságai miatt keresett, ami szerkezetének feldolgozását is megnehezíti. Különösen a réz hegesztése igényel különleges feltételeket, bár az eljárás meglehetősen elterjedt hőkezelési technológiákon alapul.

Réz nyersdarabok speciális hegesztése

Sok más fémtől és ötvözettől eltérően a réztermékeket magas hővezető képesség jellemzi, ami szükségessé teszi a hegesztőív hőteljesítményének növelését. Ugyanakkor szimmetrikus hőelvezetésre van szükség a munkaterületről, ami minimálisra csökkenti a hibák kockázatát. A réz másik hátránya a folyékonyság. Ez a tulajdonság akadályt jelent a mennyezet és a függőleges varratok kialakításában. Nagy hegesztőmedencéknél ilyen műveletek egyáltalán nem lehetségesek. Még kis mennyiségű munka is megköveteli a speciális feltételek megszervezését grafit alapú korlátozó bélésekkelés azbeszt.

A fém oxidációs hajlama azt is megköveteli, hogy speciális adalékanyagokat, például szilíciumot, mangánt és foszfort tartalmazó géleket alkalmazzanak bizonyos módokon tűzálló oxidok képzésére. A rézhegesztés jellemzői közé tartozik a gázok - például hidrogén és oxigén - abszorpciója. Ha nem választja ki az optimális hőterhelési módot, akkor a varrás rossz minőségű lesz. A gázzal való aktív kölcsönhatás miatt nagy pórusok és repedések maradnak a szerkezetében.

Réz kölcsönhatása szennyeződésekkel

Figyelembe kell venni a réz különféle szennyeződésekkel és kémiai elemekkel való kölcsönhatásának természetét általában azért, mert ennek a fémnek a hegesztése során gyakran használnak különböző anyagokból készült elektródákat és huzalokat. Például az alumínium feloldódhat egy rézolvadékban, növelve annak korróziógátló tulajdonságait és csökkentve az oxidálhatóságot. Berillium - növeli a mechanikai ellenállást, de csökkenti az elektromos vezetőképességet. A konkrét hatások azonban a védőkörnyezet jellegétől és a hőmérsékleti rendszertől is függnek. Tehát a réz hegesztése 1050 ° C-on körülbelül 3,5% -os együtthatóval megkönnyíti a vaskomponens bejutását a munkadarab szerkezetébe. De körülbelül 650 ° C-os rendszerben ez a szám 0,15% -ra csökken. Ugyanakkor a vas mint olyan élesen csökkenti a réz korrózióállóságát, elektromos és hővezető képességét, de növeli annak szilárdságát. Az ilyen munkadarabokat nem befolyásoló fémek közül az ólom és az ezüst megkülönböztethető.

Alapvető rézhegesztési módszerek

Minden elterjedt hegesztési módszer, beleértve a kézi és az automatikus hegesztést is, különféle konfigurációkban megengedett. Az egyik vagy másik módszer kiválasztását a csatlakozási követelmények és a munkadarab jellemzői határozzák meg. A legtermékenyebb eljárások közé tartozik az elektroslag- és a merülőívhegesztés. Ha egyetlen műveletben tervezik a kiváló minőségű varrat beszerzését, akkor tanácsos a gáztechnológiához fordulni. A réz és ötvözeteinek alacsony hőmérsékleti gradienseknél történő hegesztésének ez a megközelítése kedvező feltételeket teremt a munkadarab dezoxidációjához és ötvözéséhez. Ennek eredményeként a varrás pozitívan módosult és tartós. A tiszta rézhez ívhegesztési technikák használhatók volfrámelektródákkal és védőgázokkal. De leggyakrabban rézszármazékokkal dolgoznak.

Milyen felszerelést használnak?

Az előréztermékek eszterga-, köszörű- és marógépeken dolgozhatók fel, hogy hegesztéshez méretre szabott nyersdarabokat készítsenek. Az ipar is alkalmazza a plazmaíves vágási technikát, amely szinte tökéletes vágóélekkel teszi lehetővé a vágást. A réz közvetlen hegesztését argoníves berendezések, félautomata berendezések, valamint inverteres készülékek végzik. A berendezés áramerőssége a munkadarab méretétől függően 120-240 A között változhat. Az elektródák vastagsága általában 2,5-4 mm – ez ismét a munka összetettségétől és mennyiségétől függ.

Réz argon hegesztés

Az egyik legnépszerűbb módszer. Különösen az említett argon-ívhegesztési technikát alkalmazzák, amely wolframelektródák használatát foglalja magában. A hevítés során a réz kölcsönhatásba lép az oxigénnel, és dioxid bevonatot képez a munkadarab felületén. Ebben a szakaszban a munkadarab rugalmassá válik, és egy nem fogyó elektróda csatlakoztatását igényli. Például az MMZ-2 márkájú rudak optimális hegesztési minőséget biztosítanak réz és argon védőközeggel történő hegesztésekor. Ha nincs beállítva a munkadarab erős behatolása, akkor a nitrogén környezetben történő hegesztés könnyű változata használható. Ez egy jó módszer a hőhatásra alacsony feszültségen, de kombinált gázokkal még nagyobb hatás érhető el a hegesztési minőség tekintetében. A tapaszt alt hegesztők például gyakran használnak olyan keverékeket, amelyek 75%-ban argont tartalmaznak.

Gázhegesztés

Ebben az esetben oxigén-acetilén közeget használnak, aminek következtében a láng hőmérséklete jelentősen megnő. A munkafolyamat során gázégőt használnak. Ez a gép jó teljesítményt nyújt, de korlátozott beállítási lehetőségei nem teszik lehetővé a hegesztőmedence paramétereinek finomhangolását.

Gyakran használt és az osztott hőterhelés módszere két égő csatlakoztatásával. Az egyik a munkaterület felmelegítésére szolgál, a második pedig közvetlenül a célmunkadarab gázhegesztésére. Ez a megközelítés vastag 10 mm-es lapokhoz ajánlott. Ha nincs második égő,akkor elvégezheti a kétoldali fűtést a jövő varrás vonala mentén. A hatás nem olyan jó minőségű, de a fő feladat megvalósul.

Lehetővé teszi a gázhegesztési technikát és a folyasztószer-befecskendezést, hogy tiszta illesztési szerkezetet kapjunk. Különösen gáznemű fluxusokat használnak, mint például a bór-metil-éter metillel készült azeotróp oldatait. Az ilyen keverékek aktív gőzei az égőbe kerülnek, módosítva a hegesztési medence jellemzőit. A láng ezen a ponton zöldes árnyalatot vesz fel.

A szénelektródos hegesztés jellemzői

Ívhegesztési módszer, amely optimális rézötvözetekhez. Fő megkülönböztető jellemzője ergonómiának és sokoldalúságnak nevezhető - legalábbis mindenben, ami a kezelő fizikai műveleteinek mechanikájával kapcsolatos. Például egy hegesztő végezhet manipulációkat közvetlenül a levegőben, minimális kiegészítő védőfelszerelés használatával. Ennek oka az a tény, hogy a szénelektródák a fűtési folyamat során elegendő mennyiségű hőenergiát bocsátanak ki, amelyre kis teljesítményű rezet hegesztenek. A folyamat nem bizonyul hatékonynak, de a csatlakozás minden szükséges mechanikai tulajdonságot megkap.

Kézi ívhegesztés

Ennek a hegesztési módszernek a technológiája bevonatos elektródák használatát foglalja magában. Ez azt jelenti, hogy a csatlakozás megfelelő szilárdsági jellemzőket kap, azonban a termék szerkezetének összetétele végül eltér az elsődleges munkadarabtól. A specifikus módosítási paramétereket az ötvöző deoxidálószerek tulajdonságai határozzák meg,amelyek az elektródabevonatban jelen vannak. Az aktív készítményben például olyan komponensek használhatók, mint az alacsony széntartalmú ferromangán, fluorpát, alumíniumpor stb.. Ez a rézhegesztési technológia és a bevonatok független gyártása lehetővé teszi. Ehhez általában száraz keveréket használnak, amelyet folyékony üvegben gyúrnak. Egy ilyen bevonat sűrűbbé teszi a varrást, de a szerkezet elektromos vezetőképessége jelentősen csökken. A bevonatos elektródákkal végzett általános hegesztési eljárást magas fröccsenés jellemzi, ami nem kívánatos a réz esetében.

Süllyesztett ívhegesztés

Maga a folyasztószer a rézzel történő hegesztéshez ívstabilizátorként, és ami a legfontosabb, védőrétegként szükséges a légköri levegő negatív hatásai ellen. Az eljárást nem fogyó grafit- vagy szénelektródák, valamint kerámia fluxus alatti fogyó rudak felhasználásával szervezik. Ha szén fogyóeszközöket használnak, akkor a rézhegesztéshez használt elektródákat megélesítik, hogy lapos hegyet képezzenek egy spatula formájában. Tombakból vagy sárgarézből készült töltőanyagot is szállítanak a munkaterületre oldalról - ez szükséges a varrat szerkezetének dezoxidálásához.

A művelet fűtéssel egyenárammal történik. A munkadarab alapszerkezetét számos védőkorlát tartja fenn, bár a tapaszt alt hegesztők leggyakrabban ötvözött huzallal igyekeznek javítani az anyag összetételét. Ismételten, a nem kívánt olvadékfolyások elkerülése érdekében ajánlatos kezdetben grafit szubsztrátumot biztosítani,amely a fluxus formájaként is szolgál majd. Az optimális működési hőmérséklet ennél a módszernél 300-400 °C.

Városíves hegesztés

Az inverterek és más félautomata berendezések csatlakoztatásával végzett hegesztési események gáz-halmazállapotú közegben, huzaleltolással történnek. Ebben az esetben az argon és a nitrogén mellett a hélium, valamint a gázkeverékek különféle kombinációi használhatók. Ennek a technikának az előnyei közé tartozik a vastag munkadarabok hatékony behatolása a munkadarab mechanikai tulajdonságainak magas fokú megőrzése mellett.

Az erős hőhatást az égő gáznemű közegben történő rendkívül hatékony plazmaáramlás magyarázza, de ezeket a paramétereket egy adott invertermodell jellemzői is meghatározzák. Ugyanakkor a réz argon-ívhegesztési technikája előnyösebb az 1-2 mm vastagságú munkadarabokhoz képest. Ami a gáznemű közeg védő funkcióját illeti, arra nem lehet teljesen megbízni. Továbbra is fennáll az oxidok, a porozitás és az adalékanyagok negatív hatásai a huzalból. Másrészt az argon környezet hatékonyan védi a munkadarabot a levegő oxigénexpozíciójától.

Következtetés

A réznek számos olyan tulajdonsága van, amely megkülönbözteti más fémektől. De még az ötvözetek általános csoportján belül is sok különbség van, amelyek minden esetben egyéni megközelítést igényelnek a varratképzés optimális technológiájának kiválasztásához. Például a gázhegesztés alkalmas olyan esetekben, amikor erős csatlakozást kell elérni egy nagy munkadarabban. Azonban az újoncokez a módszer nem javasolt az égőkkel és gázpalackokkal végzett munka magas biztonsági követelményei miatt. A nagy pontosságú kis formátumú hegesztési műveleteket kényelmes és termelékeny félautomata gépekre bízzák. Egy tapasztalatlan kezelő is képes kezelni az ilyen berendezéseket, teljes mértékben szabályozva a munkafolyamat paramétereit. Ne feledkezzünk meg a gáznemű közeg fontosságáról. Nemcsak a munkadarab szigetelőjeként használhatók a hegesztés során, hanem az anyag egyes műszaki és fizikai tulajdonságainak javítására is. Ugyanez vonatkozik az elektródákra is, amelyek pozitív ötvözőhatást eredményezhetnek.