1. Pārskats
Vara un alumīnija metināšanas iemesls ir izmaksu un svara samazināšana, jo alumīnija blīvums ir aptuveni 1/3 no vara blīvuma, bet cena ir aptuveni 1/5 no vara blīvuma, tāpēc vara vietā tiek izmantots alumīnijs. daudzos gadījumos, jo īpaši Tā ir enerģētikas nozare, un ir parādījusies arī vara-alumīnija metināšana.
Tomēr vara un alumīnija virsma ir ļoti viegli oksidējama, jo īpaši alumīnija oksīda plēve ir ļoti stingra, izturīga pret augstu temperatūru (kušanas temperatūra līdz 2050 ° C) un tai ir liela pretestība. Ja iekārta ir pievienota, kontaktkontakts strāvas padeves darbības laikā ir nestabils, un bieži rodas dūmi. , sprādziena parādība, viegli izraisīt nopietnas sekas, piemēram, ugunsgrēku.
Kopumā vara-alumīnija metināšana var būt kausētā metināšana, spiediena metināšana un cietlodēšana.
2, vara-alumīnija metināšanas grūtības
1. Vara un alumīnija metināšana pieder pie dažādu metālu (krāsaino metālu) metināšanas, kas ir daudz grūtāka nekā vara-vara un alumīnija-alumīnija metināšana.
2. Gan varš, gan alumīnijs ir viegli oksidējami, un metināšanas procesā veidojas oksīdi ar augstu kušanas temperatūru, kas apgrūtina metinātā metāla pilnīgu sakausēšanu, kas rada grūtības metināšanā.
3. Vara un alumīnija metinātais savienojums ir trausls un pakļauts plaisām. Vara un alumīnija kausēšanas metināšanas laikā metinātajā šuvē netālu no vara puses viegli veidojas eitektika, piemēram, CuAl2, kas atrodas tuvu graudu robežai un ir pakļauta starpgranulu plaisām. .
4. Vara un alumīnija kušanas temperatūra ir ļoti atšķirīga. Kausēšanas metināšanā varš paliek ciets, kad alumīnijs tiek izkausēts. Vara kausējot, alumīnijs ir daudz izkusis, kas palielina metināšanas grūtības.
5. Metināšanas šuve ir pakļauta porainībai. Pateicoties labajai vara un alumīnija siltumvadītspējai, metāls izkausētajā baseinā metināšanas laikā ātri kristalizējas, un metalurģiskās reakcijas gāzei augstā temperatūrā nav laika izplūst, tāpēc veidojas poras.
3. Vara un alumīnija metināšanas metodes ieviešana
1). TIG metināšana
① Sagatavošana pirms metināšanas: a Notīriet vara un alumīnija šuvju virsmu. b. Lodētās daļas noslīpē un nosaka rievas formu saskaņā ar principu, cik vien iespējams palielināt vara puses metinājuma laukumu un vara saturu metinātajā šuvē. Parasti tiek izmantota U veida rieva, un alumīnija pusē var nebūt rievas. c metināšanas materiāli ir Ag65Cu20Zn15, Q203, ER4043. d Metināšanas iekārtas WES315 komplekts un skābekļa-acetilēna iekārtas.
② Metināšanas darbība: a. Salieciet un nostipriniet vara un alumīnija metinājumus, lai novērstu deformāciju un pārvietošanos karsēšanas un metināšanas laikā. b Vispirms ar skābekļa-acetilēna liesmu pielodējiet augstas sudraba lodēšanas slāni (apmēram 1 mm) vara pusē.
c Izmantojiet alumīnija-silīcija metināšanas stiepli argona loka metināšanai, kamēr tas ir karsts; metināšanas procesā volframa loka centrs tiek novirzīts uz alumīnija metinājuma pusi (tas atšķiras no tiešā vara un alumīnija volframa argona loka!);
Metināšanas procesa darbības vadošā ideoloģija: viens ir samazināt vara saturu metinātajā šuvē, bet otrs ir mēģināt lodēt vara pusē un metināt alumīnija pusē.
d Slīpuma leņķis starp metināšanas degli un apstrādājamo priekšmetu parasti ir 75–85º, 90º, uzsākot loku, un pēc tam saglabājiet normālu slīpuma leņķi (novirzīts uz alumīnija pusi).
e Volframa loka garums parasti ir aptuveni 5 mm, un jo plānāks ir metinājums, jo īsāks loka garums.
f Novietojiet piepildīto alumīnija metināšanas stiepli uz izkausētā baseina malas, un leņķis starp metināšanas gabalu un metinājumu ir mazāks par 15º. Vada galam nevajadzētu saskarties ar izkusušo baseinu, bet tam vienmēr jābūt argona aizsardzības diapazonā. Neceliet alumīnija metināšanas stiepli ļoti augstu vai slīpā leņķī. pārāk liels.
g Uzpildes alumīnija metināšanas stieple ir iepriekš jāuzsilda loka pusē un pēc tam jāievada loka centrā, lai savienotos ar matricu, lai izvairītos no lielām alumīnija metināšanas stieples daļām.
h Ja volframa elektrods pielīp pie metinājuma, nesteidzieties pacelt metināšanas degli, vispirms atlaidiet vadības slēdzi un pēc tam viegli sakratiet metināšanas degli, lai volframa elektrods atdalītos no metinājuma, pretējā gadījumā volframs. elektrods būs viegli salauzts.
i Ja argona loka metināšanas galviņas galā ir defekti, piemēram, krāteri, plaisas un sabrukumi, argona loka metināšanas galviņas galā attiecīgi jāpalielina metināšanas stieples uzpildes daudzums un argona loka metināšanas tehnoloģijai uzlabot miera laikā.
③ Pēc metināšanas noslīpēt atbilstoši tehniskajām prasībām.
2). Iegremdētā loka metināšana
① Parasti vara puse ir noslīpēta (parasti U veida), bet alumīnija puse nav noslīpēta.
② Iegremdētā loka metināšanas laikā lokam jābūt vērstam uz alumīnija pusi, un optimālais nobīdes attālums ir 5–7 mm.
③ Metinātajai šuvei atbilstoši jāpievieno tādi elementi kā Si, Zn, Ag, Sn.
④Metināšanas parametru piemērs: vara un alumīnija plāksnes biezums ir 10mm; ja alumīnija metināšanas taisnais diametrs ir ø2,5 un materiāls ir SAl2, metināšanas strāva ir 400–420 A, metināšanas spriegums ir 38–39 V un metināšanas ātrums ir 0,58 cm/s.
3). Elektroniskā ātrā metināšana
Lai izvairītos no tiešas metināšanas ar elektronu staru kūli, savienojumā pēc metināšanas veidojas CuAl2 eitektiskās struktūras θ fāze un tiek pievienots liels daudzums η un fāzes, lai metinātais metāls būtu ciets un trausls. Ag parasti tiek izmantots kā sakausējuma starpslānis. Veidojas savstarpēji šķīstošs ciets šķīdums, tāpēc labu savienojumu iegūst, metinot ar apmēram 1 mm Ag biezumu kā starpslāni.
4). Vara un alumīnija sadurmetināšana
① Sagatavošana pirms metināšanas: a. Vara-alumīnija šuvju apstrādei jābūt precīzai un taisnai formai. b Notīriet virsmas netīrumus un oksīdus. c. Vara un alumīnija metināmo detaļu (vara daļas 600–650 grādu temperatūrā, siltuma saglabāšana 40–60 min, dzesēšana ūdenī. Alumīnija daļas 400–450 grādos, siltuma saglabāšana 40–60 min, gaisa dzesēšana) atlaidināšana, lai samazinātu cietību, palielināt plastiskumu un uzlabot metināto savienojumu kvalitāti.
②Flash sadurmetināšana var izspiest trauslus intermetāliskus savienojumus no savienojuma, izraisot lielu saskares virsmas plastisko deformāciju un iegūstot labāku savienojumu, kas ir viena no svarīgākajām vara-alumīnija metināšanas metodēm.
③Piemērs sadurmetināšanas iekārtas parametru izvēlei (izmantojot LQ{{0}} tipu): vara un alumīnija metināšanas detaļu sadurmetināšanas virsma 6×60mm²; pagarinājuma garums Cu29mm, Al17mm; armatūras spiediens 0.44MPa; izjaukšanas spiediens 0,29 MPa; šaušanas laiks 4,1s; dzīvot satraucošs laiks 1/50s; izciļņa leņķis 270º.
5). Berzes metināšana
① Zemas temperatūras berzes metināšana (pašreizējā galvenā berzes metināšanas metode):
a Tas ir paredzēts, lai kontrolētu berzes virsmas temperatūru zem vara-alumīnija eitektiskā punkta temperatūras 548 grādi, tas ir, lai pabeigtu vara-alumīnija berzes metināšanu temperatūras diapazonā no 460 līdz 480 grādiem. Šis temperatūras diapazons ir labākais diapazons, un var iegūt apmierinošu vara-alumīnija metināšanu. savienotājs. Tas pieder puskarsētai spiediena metināšanai, un nepieciešamais izjaukšanas spiediens uz laukuma vienību ir mazāks nekā aukstā spiediena metināšanai, bet lielāks nekā zibspuldzes metināšanai.
b Zemas temperatūras berzes metināšanas tehnisko parametru izvēles piemērs: vara un alumīnija metinājuma diametrs ø10; ātrums 450r/min; berzes laiks 6s; izjaukšanas spiediens 392MPa; apkopes laiks 2s; 12,6 cm/min; pirmsmetināšanas priekšspiediens 490~588N; berzes spiediens 166 ~ 196 MPa.
②Augstas temperatūras berzes metināšana: a Augstas temperatūras berzes metināšanas laikā lineārais rotācijas ātrums var sasniegt 0,58 m/s, un saskares virsmas temperatūra var sasniegt alumīnija kušanas temperatūru (660 grādi), kas pilnībā pārsniedz vara-alumīnija eitektikas temperatūru (548 grādi). Šajā temperatūrā vara un alumīnija atomi iziet savstarpēju difūzijas reakciju, kas var izveidot labu metināto savienojumu.
b Sagatavošana pirms metināšanas: Apstrādājiet vara gala virsmu 90º konusveida leņķī; ugunsdrošības vara un alumīnija metinājumi; notīrīt pēc atkausēšanas.
c. Augstas temperatūras berzes metināšanas tehnisko parametru izvēles piemērs: vara-alumīnija metinājuma diametrs ø10mm; rotācijas ātrums r/min; ārējā gredzena lineārais ātrums 0,71m/s; atbalsta berzes spiediens 147MPa; vara vārpstas leņķis 60º.
6). Aukstā spiediena metināšana
Aukstā spiediena metināšanas būtība ir izmantot metināmo sagatavi istabas temperatūrā, lai radītu plastisku deformāciju, izspiest oksīda plēvi uz sagataves saskares virsmas no metinājuma tā, lai metāla atomi starp saskarnēm sasniegtu attālumu starpatomiskā pievilcība, ko pavada starpatomiskā difūzija, rada spēcīgu saikni starp atomiem. Galvenokārt piemērots mazu un vidēju sekciju vara un alumīnija metināšanai.
① Vara un alumīnija sadurmetināšana:
a Sadurs aukstās preses metināšana tiek veikta istabas temperatūrā bez ārēja sildīšanas avota, metāla konstrukcija netiek pakļauta pārkristalizācijai un mīkstināšanai, savienojuma stiprība nav zemāka par parastā metāla un šķērsgriezuma laukums. sadursavienojums ir diapazonā no 1 ~ 1000 mm². Transformatori, gaisvadu vadi utt.
b. Vara-alumīnija sadurmetināšanas aukstās presēšanas tehnisko parametru izvēles piemērs: atkvēlināšana pirms metināšanas; vara-alumīnija metinājuma taisnais diametrs ø10mm; katra metinājuma izvirzītais garums: varš 10mm, alumīnijs 10mm; izjaukta kalšana 3 reizes; izjaukšanas spiediens 333MPa.
② Vara un alumīnija metināšana:
a) Aukstās presēšanas metināšana vara un alumīnija plastmasas plākšņu, stiepļu, stiepļu plātņu, folijas-stieples, folijas-plāksnes utt. veidā, labākā savienojuma forma ir klēpja savienojums. Aukstā punkta metināšanu var veikt līdzīgi kā pretestības punktmetināšanu.
Lodēšanas savienojuma iedobes forma ir apļveida: d=(1~2)δ; taisnstūris: a=(1~2)δ, b=5~6a.
Vairāku punktu metināšanā sadalījumam jābūt pakāpeniskam, un attālumam starp metināšanas punktu centriem jābūt lielākam par 2 d.
b. Tehnisko parametru izvēles piemērs vara un alumīnija torņa savienojuma aukstā spiediena metināšanai: metinājuma izmērs 40×4mm²; klēpja garums 70mm; lodēšanas savienojumu skaits 6; spiediena punkta diametrs Al ø7, Cu ø8; kopējais ievilkšanas garums Al 30mm, Cu 55mm; Punkta centra attālums ir 10 mm; Spiediens ir 235 MPa.
7). Kondensatora enerģijas uzkrāšanas metināšana
①Kapacitatīvā enerģijas uzkrāšanas metināšana ir īpašs pretestības metināšanas veids, kas pieder pie cietās fāzes metināšanas. Enerģijas uzkrāšanas metināšanas būtība ir iepriekš uzkrāt enerģiju noteiktā formā un pēc tam ļoti īsā laikā izlaist to caur metināšanu, savienojuma vietā acumirklī ģenerējot lielu siltumenerģijas daudzumu un tajā pašā laikā veidojot metinājumu. savienojums zem ātras ekstrūzijas. Vara un alumīnija elektrovadītspēja un siltumvadītspēja ir ļoti laba, un metināšanas laikā ir jāpieņem stingra augstas strāvas un īsa laika specifikācija. Kondensatora enerģijas uzkrāšanas metināšana ir īpaši piemērota maza šķērsgriezuma vara un alumīnija stiepļu metināšanai. Šobrīd tā ir ideāla metode vara un alumīnija stiepļu metināšanai, taču tās procesa parametrus var regulēt šaurā diapazonā, tāpēc pirms metināšanas ir stingri jāievēro metināšanas procesa parametri. Izgatavojiet augstas kvalitātes vara-alumīnija metinātos savienojumus.
②Kondensatora enerģijas uzkrāšanas metināšanas procesa parametru piemēri vara un alumīnija plānām stieplēm: stieples diametrs Alø1.81, Cuø1.56; kapacitāte 8000uF; metināšanas spriegums 190~210V; pagarinājuma garums Al2,5mm, Cu2,0mm; izjaukšanas spiediens 608MPa ; Saspiedes spēks 2650N; Transformatoru attiecība 60:1.
8). Vakuuma difūzijas metināšana
① Vakuuma difūzijas metināšanu galvenokārt izmanto saldēšanas iekārtu un spēka iekārtu vara-alumīnija savienojumu ražošanai. Tās procesa parametri tiek kontrolēti ļoti stingri, un tā kvalitāte ir stabilāka nekā kausēšanas metināšana, cietlodēšana un sadurmetināšana.
② Pirms metināšanas vara-alumīnija metinājuma virsma ir stingri jāpievieno, jānoslīpē, atkārtoti jānopulē un jānotīra, lai lineāls būtu gluds un bez jebkādiem piemaisījumiem. Vara un alumīnija plāksnes ir sakrautas un ievietotas vakuuma kamerā. Faktori, kas ietekmē vara un alumīnija vakuuma difūzijas metināšanu, ir: sildīšanas temperatūra; metināšanas spiediens; turēšanas laiks; vakuuma pakāpe; metināšanas detaļu virsmas kvalitāte utt.
③Vara un alumīnija vakuuma difūzijas metināšanas tehnisko parametru izvēles piemērs: veicot vara un ZAl2 cietā alumīnija sakausējuma ar biezumu 0,2~0,5 mm vakuuma difūzijas metināšanu, karsēšana temperatūra ir 480-500 grādi; turēšanas laiks ir 10min; spiediens ir 4,9 ~ 9,8 MPa; vakuuma pakāpe 1,33 × 10–2 ~ 1 × 10–3 Pa.
9). Lodēšana
① Vidējas un zemas temperatūras lodēšana
A Scratch metināšana: izvēlieties HL501 (Zn58Sn40Cu2), vispārējā komerciālā specifikācija ir lietie stieņi 5 × 20 × 350 mm³, metināšanas metode ir ļoti vienkārša, vara-alumīnija metināšana tiek uzkarsēta līdz aptuveni 300 grādiem, bez plūsmas, mēģiniet nokasīt metināšana , ja lodmetāls nekūst, turpiniet karsēšanu, līdz lodmetāls aizpilda šuvi pēc nokasīšanas.
BM51+M51-F: šāda veida lodēšanas un plūsmas cietlodēšanas temperatūra ir ļoti zema — 179 grādi. Metināšanas laikā lodmetālu nevar tieši uzkarsēt. Vara-alumīnija metinājuma šuve ir jāuzsilda, un metinājuma siltums tiek izmantots, lai izkausētu lodmetālu. Ir pieejami apkures instrumenti. : elektriskais lodāmurs, karstā gaisa pistole, sašķidrinātās gāzes smidzināšanas pistole, petrolejas deglis, benzīna deglis, skābekļa-acetilēna lāpa utt.
Cietlodēšana: cietlodēšanas pildviela (Zn96~98%Pb2~4%), plūsma ir kolofonija (C20H30O2) un bezūdens smidzināšanas esence (attiecība lielāka par 1), metināšanas metode: vara-alumīnija savienojums, kas pārklāts ar kolofonija spirta šķīdumu Ātri iegremdējiet cietlodēšanas materiāls apmēram 440 grādu leņķī cietlodēšanai.
D WE CuAl-Q303: Šis metināšanas materiāls ir vara-alumīnija metināšanas stieple ar kušņu serdi. Lodēšanas temperatūra ir aptuveni 400 grādi. Tam ir savs cietlodēšanas pulveris un organiska nekodīga plūsma. Lodēšanas pulveris kūst kopā ar metāla apšuvumu, un tas ātri salauzīs vara un alumīnija metālu. Virsmas oksīda plēve un metāla virsmas spraigums var novērst atkārtotu oksidēšanos. Metāla virsmu samitrina lodēšanas pulveris, lai ar kapilāru darbību lodēšana varētu aizpildīt visu metināšanas šuvi. Darbība ir vienkārša, un parasti pēc metināšanas nav nepieciešama tīrīšana. .
E Citu metināšanas materiālu ieviešana: WE53+WE53-F ir cieta serdes metināšanas stieple ar plūsmu, un cietlodēšanas temperatūra ir aptuveni 400 grādi; XR-FC22, XR-FC0215, ER15, E9802, FR301 u.c. ir metināšanas stieples ar flux serdeni, kas ir ērtāk lietojamas.
②, augstas temperatūras vakuumlodēšana
lodmetāls: AlSi12
b Sagatavošana pirms metināšanas: iespiediet pavedienveida cietlodēšanas pildvielu 0,5–1 mm biezā aizmugures formas loksnē; notīriet vara, alumīnija metināšanas daļas un cietlodēšanas pildvielu metālus.
C Montāža: izmantojiet nerūsējošā tērauda plāksni, lai saliktu un sastiprinātu alumīnija-lodēšanas-vara secībā, un novietojiet tās slāņos.
D krāsns cietlodēšana: sāciet sūkšanu pēc ieiešanas krāsnī; kad vakuuma pakāpe sasniedz 10-²Pa, iedarbiniet sildīšanas ierīci; sildīšanas ātrums ir 10 ~ 20 grādi / min, turiet 150 grādus 5 minūtes, 350 grādus un 540 grādus 5 minūtes, pēc tam nepārtraukti karsējiet līdz 624 grādiem, saglabājiet temperatūru 6 minūtes un pēc tam atdzesējiet; atdzesē līdz zem 600 grādiem, izslēdziet sildīšanas ierīci, atdzesējiet līdz zem 450 grādiem, piepildiet ar slāpekli, lai paātrinātu dzesēšanas ātrumu, un pēc tam, kad temperatūra ir zemāka par 100 grādiem, atveriet krāsns durvis.
10). Citas metināšanas metodes
Papildus iepriekšminētajām vara un alumīnija metināšanas metodēm var izmantot arī sprādzienbīstamu metināšanu, ultraskaņas metināšanu utt.
