1. Χαρακτηριστικά συγκολλητικότητας του καθαρού χαλκού
Η συγκολλησιμότητα του καθαρού χαλκού περιορίζεται κυρίως από τις ακόλουθες φυσικές και χημικές ιδιότητες:
Υψηλή θερμική αγωγιμότητα: Ο καθαρός χαλκός έχει εξαιρετικά γρήγορη θερμική αγωγιμότητα, γεγονός που καθιστά εύκολη την απώλεια πολλής θερμότητας κατά τη συγκόλληση, με αποτέλεσμα δυσκολία στο σχηματισμό λιμνών λιμνών, ατελή σύντηξη, ατελή διείσδυση και χαμηλή απόδοση συγκόλλησης.
Υψηλός συντελεστής γραμμικής διαστολής: Διαστέλλεται πολύ όταν θερμαίνεται και συρρικνώνεται έντονα όταν ψύχεται, γεγονός που προκαλεί εύκολα μεγάλη παραμόρφωση συγκόλλησης και υπολειπόμενη τάση και οδηγεί ακόμη και σε ρωγμές συγκόλλησης.
Τάση δημιουργίας πορώδους: Το υδρογόνο και το οξυγόνο διαλυμένα στον χαλκό θα καθιζάνουν με τη μορφή πόρων κατά τη στερεοποίηση και οι πόροι του υδρογόνου είναι το πιο κοινό ελάττωμα στη συγκόλληση χαλκού.
Αδιάλυτο φιλμ οξειδίου: Το οξείδιο του χαλκού (Cu2O) σχηματίζεται στην επιφάνεια σε υψηλή θερμοκρασία, το οποίο έχει υψηλό σημείο τήξης και είναι δύσκολο να αφαιρεθεί. Θα μειώσει την πλαστικότητα και την σκληρότητα της συγκόλλησης και θα προκαλέσει εύκολα ευθραυστότητα στα όρια των κόκκων.
Χαμηλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία: Ο καθαρός χαλκός μαλακώνει προφανώς σε υψηλή θερμοκρασία και η συγκόλληση και η θερμότητα-επηρεάζονται από τη ζώνη είναι επιρρεπείς σε κατάρρευση και θερμική ρωγμή.
Επομένως, ο καθαρός χαλκός δεν μπορεί να συγκολληθεί με απλή-λειτουργία ανοιχτής φωτιάς. Χρειάζεται προθέρμανση, ισχυρή προστασία και κατάλληλη εισαγωγή θερμότητας για να αποκτήσει κατάλληλους αρμούς.
2. Κατάλληλες μέθοδοι συγκόλλησης για καθαρό χαλκό
Σύμφωνα με το πάχος των εξαρτημάτων καθαρού χαλκού, τη δομή, την απόδοση παραγωγής και τις απαιτήσεις εξυπηρέτησης, χρησιμοποιούνται συνήθως οι ακόλουθες μέθοδοι συγκόλλησης:
2.1 Συγκόλληση TIG (Συγκόλληση αδρανούς αερίου βολφραμίου)
Η συγκόλληση TIG είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και πιο αξιόπιστη μέθοδος συγκόλλησης για καθαρό χαλκό, ιδιαίτερα κατάλληλη για λεπτές πλάκες, εξαρτήματα ακριβείας και μικρές κατασκευές.
Πλεονεκτήματα: Το τόξο είναι σταθερό, η θερμότητα είναι συγκεντρωμένη, ο σχηματισμός συγκόλλησης είναι όμορφος, ο πιτσιλισμός είναι μικρός και η συγκόλληση είναι καθαρή.
Προστασία: Συνήθως το αργό (Ar) χρησιμοποιείται ως προστατευτικό αέριο για την αποτελεσματική απομόνωση του αέρα και την πρόληψη της οξείδωσης και του πορώδους.
Εφαρμογή: Κατάλληλο για φύλλα καθαρού χαλκού, σωλήνες, ηλεκτρικά εξαρτήματα, εναλλάκτες θερμότητας κ.λπ.
Βασικά σημεία: Απαιτείται σωστή προθέρμανση για πλάκες μεσαίου πάχους-. Η θετική σύνδεση AC ή DC μπορεί να επιλεγεί ανάλογα με το πάχος.
2.2 Συγκόλληση MIG/MAG (Συγκόλληση με τόξο μετάλλου αερίου)
Η συγκόλληση MIG είναι κατάλληλη για μεσαία και παχιά τεμάχια καθαρού χαλκού με υψηλή απόδοση συγκόλλησης.
Πλεονεκτήματα: Υψηλή απόδοση εναπόθεσης, βαθιά διείσδυση, κατάλληλο για μεγάλες συγκολλήσεις και μαζική παραγωγή.
Σύρμα συγκόλλησης: Χρησιμοποιήστε γενικά σύρμα συγκόλλησης καθαρού χαλκού ή σύρμα συγκόλλησης από μπρούτζο πυριτίου για να βελτιώσετε τη ρευστότητα και την αντίσταση στις ρωγμές.
Προστασία: 100% αργό ή αργό-μίγμα ηλίου χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της προστασίας και της συγκέντρωσης θερμότητας.
Εφαρμογή: Χρησιμοποιείται σε μεγάλα χάλκινα δομικά μέρη, χοντρές χάλκινες πλάκες, ηλεκτρικές ράβδους κ.λπ.
2.3 Συγκόλληση με τόξο πλάσματος
Η συγκόλληση με τόξο πλάσματος έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα και ικανότητα διείσδυσης από τη συγκόλληση TIG.
Πλεονεκτήματα: Μπορεί να πραγματοποιήσει συγκόλληση μονής-πλευρικής και διπλής-διαμόρφωσης για χάλκινες πλάκες συγκεκριμένου πάχους, με μικρή παραμόρφωση και υψηλή αντοχή αρμού.
Εφαρμογή: Κατάλληλο για δομικά μέρη μεσαίου{0}}καθαρού χαλκού που απαιτούν υψηλή ποιότητα και υψηλή απόδοση.
2.4 Συγκόλληση
Η συγκόλληση είναι κατάλληλη για λεπτά-εξαρτήματα με τοιχώματα, μικρά μέρη και ανόμοιες μεταλλικές συνδέσεις που περιλαμβάνουν καθαρό χαλκό.
Χαρακτηριστικά: Χαμηλή θερμοκρασία συγκόλλησης, χωρίς τήξη βασικού μετάλλου, μικρή παραμόρφωση, κατάλληλο για σύνθετα εξαρτήματα.
Συγκόλληση μετάλλων πλήρωσης: μέταλλο πλήρωσης χαλκού από φωσφόρο, μέταλλο πλήρωσης χαλκού από ασήμι, κ.λπ.
Εφαρμογή: Συνδέσεις σωλήνων χαλκού, ηλεκτρικές επαφές, πυρήνες εναλλάκτη θερμότητας, ανόμοιες συνδέσεις χαλκού και χάλυβα, χαλκού και αλουμινίου.
2.5 Συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων και συγκόλληση με λέιζερ
Αυτές είναι μέθοδοι συγκόλλησης με δέσμη υψηλής ενέργειας-με υψηλή ακρίβεια και χαμηλή παραμόρφωση.
Πλεονεκτήματα: Βαθιά διείσδυση, στενή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-, μικρή παραμόρφωση συγκόλλησης, κατάλληλη για εξαρτήματα καθαρού χαλκού υψηλής-ακρίβειας και υψηλής-απόδοσης.
Εφαρμογή: Χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική,-ηλεκτρονικά υψηλής τεχνολογίας, όργανα ακριβείας και άλλους τομείς.
3. Συμπέρασμα
Συνοπτικά, ο καθαρός χαλκός είναι ένα δύσκολο--συγκολλητικό υλικό με κακή συγκόλληση υπό συμβατικές συνθήκες, αλλά οι κατάλληλοι συγκολλημένοι σύνδεσμοι μπορούν να ληφθούν μέσω λογικής επιλογής διεργασιών και αυστηρού ελέγχου παραμέτρων. Μεταξύ πολλών μεθόδων συγκόλλησης, η συγκόλληση TIG είναι η πιο ευέλικτη και χρησιμοποιείται συνήθως για καθαρό χαλκό, η συγκόλληση MIG είναι κατάλληλη για μεσαίου πάχους-πλάκες και υψηλής{4}}απόδοσης περιπτώσεις, η συγκόλληση είναι κατάλληλη για λεπτά μέρη και ανόμοιες συνδέσεις και η συγκόλληση με δέσμη λέιζερ ή ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για υψηλή ακρίβεια{5}.
