1. Prezentare generală
Motivul sudării cuprului și aluminiului este de a reduce costurile și de a reduce greutatea, deoarece densitatea aluminiului este de aproximativ 1/3 din cea a cuprului, iar prețul este de aproximativ 1/5 din cea a cuprului, deci se folosește aluminiu în locul cuprului. în multe ocazii, în special Este industria energetică și a apărut și sudarea cupru-aluminiu.
Cu toate acestea, suprafața cuprului și aluminiului este foarte ușor de oxidat, în special pelicula de oxid de aluminiu este foarte fermă, rezistentă la temperaturi ridicate (punct de topire până la 2050 grade C) și are o rezistență mare. Dacă mașina este conectată, contactul de contact este instabil în timpul funcționării cu energie electrică și apare adesea fum. , fenomen de explozie, ușor de provocat consecințe grave precum incendiul.
În general, sudarea cupru-aluminiu poate fi sudare prin fuziune, sudare sub presiune și lipire.
2, dificultățile sudării cupru-aluminiu
1. Sudarea cuprului și aluminiului aparține sudării cu metale diferite (neferoase), care este mult mai dificilă decât sudarea cupru-cupr și aluminiu-aluminiu.
2. Atât cuprul, cât și aluminiul se oxidează ușor, iar în timpul procesului de sudare se formează oxizi cu punct de topire ridicat, ceea ce face dificilă fuzionarea completă a metalului de sudură, ceea ce aduce dificultăți la sudare.
3. Îmbinarea sudată din cupru și aluminiu este fragilă și predispusă la fisuri. În timpul sudării prin fuziune a cuprului și aluminiului, eutectici precum CuAl2 se formează cu ușurință în sudarea din apropierea părții de cupru, care este distribuită lângă limita granulelor și este predispusă la fisuri intergranulare. .
4. Punctul de topire al cuprului și al aluminiului este foarte diferit. În sudarea prin fuziune, cuprul rămâne solid atunci când aluminiul este topit. Când cuprul este topit, aluminiul s-a topit foarte mult, ceea ce crește dificultatea sudării.
5. Cusătura de sudură este predispusă la porozitate. Datorită bunei conductivitati termice a cuprului și aluminiului, metalul din bazinul topit se cristalizează rapid în timpul sudării, iar gazul de reacție metalurgică la temperatură ridicată nu are timp să scape, astfel încât sunt generați pori.
3. Introducerea metodei de sudare a cuprului și aluminiului
1). sudare TIG
① Pregătirea înainte de sudare: a Curăţaţi suprafaţa sudurilor din cupru şi aluminiu. b. Teșiți piesele lipite și determinați forma canelurii conform principiului creșterii cât mai mult posibil a ariei de sudare a părții de cupru și a conținutului de cupru din sudare. În general, se utilizează o canelură în formă de U, iar partea din aluminiu poate să nu fie canelată. c materialele de sudare sunt Ag65Cu20Zn15, Q203, ER4043. d Un set de aparat de sudură WES315 și echipamente de oxigen-acetilenă.
②Operația de sudare: a. Asamblați și fixați sudurile din cupru și aluminiu pentru a preveni deformarea și deplasarea în timpul încălzirii și sudării. b Lipiți mai întâi un strat de lipit cu argint înalt (aproximativ 1 mm) pe partea de cupru cu flacără de oxigen-acetilenă.
c Utilizați sârmă de sudură aluminiu-siliciu pentru sudarea cu arc cu argon în timp ce este fierbinte; în timpul procesului de sudare, centrul arcului de tungsten este deviat către partea sudurii de aluminiu (acesta este diferit de arcul direct de argon de tungsten din cupru și aluminiu!);
Ideologia călăuzitoare a procesului său de sudare: una este de a minimiza conținutul de cupru din sudare, iar cealaltă este de a încerca să lipiți pe partea de cupru și să sudați pe partea de aluminiu.
d Unghiul de înclinare dintre pistolul de sudură și piesa de prelucrat este de obicei 75~85º, 90º la pornirea arcului și apoi mențineți unghiul normal de înclinare (polarizat față de partea de aluminiu).
e Lungimea arcului de tungsten este în general de aproximativ 5 mm, iar cu cât sudura este mai subțire, cu atât lungimea arcului este mai scurtă.
f Puneți firul de sudură din aluminiu umplut pe marginea bazinului topit, iar unghiul dintre piesa de sudură și sudura este mai mic de 15º. Capătul firului nu trebuie să fie în contact cu bazinul topit, dar ar trebui să fie întotdeauna în intervalul de protecție cu argon. Nu ridicați firul de sudură de aluminiu foarte sus sau la un unghi de înclinare. prea mare.
g Firul de sudură din aluminiu de umplutură trebuie preîncălzit necesar pe partea arcului și apoi introdus în centrul arcului pentru a fuziona cu matricea pentru a evita secțiuni mari ale firului de sudură de aluminiu.
h Dacă electrodul de tungsten se lipește de materialul de sudură, nu vă grăbiți să ridicați pistolul de sudură în acest moment, trebuie mai întâi să eliberați comutatorul de comandă și apoi să agitați ușor pistolul de sudură pentru a separa electrodul de tungsten de sudură, în caz contrar, tungstenul electrodul va fi ușor spart.
i Când există defecte, cum ar fi cratere, fisuri și prăbușiri la capătul capului de sudare cu arc cu argon, cantitatea de umplere a sârmei de sudare trebuie mărită în mod corespunzător la capătul capului de sudare cu arc cu argon, iar tehnologia de sudare cu arc cu argon ar trebui fi îmbunătățit pe timp de pace.
③ Măcinați conform cerințelor tehnice după sudare.
2). Sudarea cu arc scufundat
① În general, partea de cupru este teșită (de obicei în formă de U), iar partea de aluminiu nu este teșită.
② În timpul sudării cu arc scufundat, arcul ar trebui să fie îndreptat către partea de aluminiu, iar distanța optimă de compensare este de 5~7mm.
③ Elemente precum Si, Zn, Ag, Sn trebuie adăugate în mod corespunzător la sudare.
④Exemplu de parametri de sudare: grosimea plăcii de cupru și aluminiu este de 10mm; când diametrul drept de sudare a aluminiului este de ø2,5 și materialul este SAl2, curentul de sudare este de 400 ~ 420 A, tensiunea de sudare este de 38 ~ 39 V și viteza de sudare este de 0,58 cm/s.
3). Sudare electronică rapidă
Pentru a evita sudarea directă cu fascicul de electroni, faza θ a structurii eutectice CuAl2 se formează în îmbinare după sudare și se adaugă o cantitate mare de η și faze pentru a face metalul sudat dur și fragil. Ag este de obicei folosit ca strat intermediar de aliaj. Se formează o soluție solidă solubilă reciprocă, astfel încât se obține o îmbinare bună prin sudarea cu o grosime de aproximativ 1 mm Ag ca strat intermediar.
4). Sudare cap la cap a cuprului și aluminiului
①Pregătirea înainte de sudare: a. Prelucrarea sudurilor din cupru-aluminiu trebuie să fie precisă și dreaptă. b Curăţaţi murdăria şi oxizii de suprafaţă. c. Tratament de recoacere a pieselor de sudură din cupru și aluminiu (piese de cupru la 600 ~ 650 de grade, conservare a căldurii timp de 40 ~ 60 min, răcire în apă. Piese din aluminiu la 400 ~ 450 de grade, conservare a căldurii timp de 40 ~ 60 de minute, răcire cu aer) pentru a reduce duritatea, crește plasticitatea și îmbunătățește calitatea îmbinărilor sudate.
②Sudura cap la cap poate extruda compuși intermetalici fragili din îmbinare, provocând deformarea plastică mare a suprafeței de contact și obținerea unei îmbinări mai bune, care este una dintre metodele importante de sudare a cupru-aluminiu.
③Exemplu de selectare a parametrilor mașinii de sudură cap la cap (folosind tip LQ{{{0}}): suprafața de sudare cap a pieselor de sudură din cupru și aluminiu 6×60mm²; lungime extensie Cu29mm, Al17mm; presiunea dispozitivului de fixare 0,44MPa; presiune de răsturnare 0.29MPa; timp de tragere 4,1s; traieste timp suparator 1/50s; unghi came 270º.
5). Sudarea prin frecare
①Sudura prin frecare la temperaturi joase (metoda curentă de sudare prin frecare curentă):
a Este de a controla temperatura suprafeței de frecare sub temperatura punctului eutectic cupru-aluminiu de 548 de grade, adică pentru a finaliza sudarea cu frecare cupru-aluminiu în intervalul de temperatură de 460 ~ 480 de grade. Acest interval de temperatură este cel mai bun interval și se poate obține o sudare satisfăcătoare cupru-aluminiu. conector. Aparține sudării sub presiune semiîncălzită, iar presiunea de răsturnare necesară pe unitatea de suprafață este mai mică decât cea a sudării sub presiune la rece, dar mai mare decât cea a sudării cap la cap cu fulger.
b Exemplu de selectare a parametrilor tehnici de sudare prin frecare la temperatură joasă: diametrul sudură din cupru și aluminiu ø10; viteza 450r/min; timp de frecare 6s; presiune de răsturnare 392MPa; timp de întreținere 2s; 12,6 cm/min; presudare prepresiune 490~588N; presiune de frecare 166~196MPa.
②Sudura prin frecare la temperatură înaltă: a În timpul sudării prin frecare la temperatură înaltă, viteza liniară de rotație poate atinge 0.58m/s, iar temperatura suprafeței de contact poate atinge punctul de topire al aluminiului (660 de grade), care depășește complet temperatura eutecticului cupru-aluminiu (548 de grade). La această temperatură, atomii de cupru și de aluminiu suferă o reacție de difuzie între ei, care poate forma o îmbinare sudată bună.
b Pregătirea înainte de sudare: Procesați suprafața din cupru într-un unghi conic de 90º; suduri de cupru și aluminiu de foc; curăţaţi după recoacere.
c. Exemplu de selectare a parametrilor tehnici de sudare prin frecare la temperatură înaltă: diametrul sudură cupru-aluminiu ø10mm; viteza de rotatie r/min; viteza liniară a inelului exterior 0,71 m/s; susține presiunea de frecare 147MPa; Unghiul arborelui din cupru 60º.
6). Sudarea sub presiune la rece
Esența sudurii la presiune la rece este de a utiliza piesa de prelucrat care urmează să fie sudată la temperatura camerei pentru a produce deformare plastică, de a extruda filmul de oxid pe suprafața de contact a piesei de prelucrat din sudare, astfel încât atomii de metal dintre interfețe să atingă distanța de Atractia interatomica, insotita de difuzie interatomica, creeaza o legatura puternica intre atomi. Potrivit în principal pentru sudarea cuprului și aluminiului a secțiunilor mici și medii.
①Sudura cap la cap a cuprului și aluminiului:
o sudura cap la cap cu presare la rece se efectuează la temperatura camerei fără nicio sursă externă de încălzire, structura metalică nu suferă recristalizare și recoacere de înmuiere, rezistența îmbinării nu este mai mică decât cea a metalului de bază și aria secțiunii transversale a articulația cap la cap este în intervalul 1 ~ 1000 mm². Transformatoare, fire aeriene etc.
b. Exemplu de selectare a parametrilor tehnici pentru sudarea prin presare cap la cap a cupru-aluminiu: recoacere înainte de sudare; diametru drept al sudurii cupru-aluminiu ø10mm; lungimea proeminentă a fiecărei părți sudate: cupru 10mm, aluminiu 10mm; forjare supărătoare de 3 ori; presiune de deplasare 333MPa.
②Sudarea prin suprapunere a cuprului și aluminiului:
a) Sudarea prin presare la rece sub formă de placă-placă, sârmă-sârmă, sârmă-plată, folie-sârmă, folie-placă etc. a materialelor plastice din cupru și aluminiu, cea mai bună formă de îmbinare este îmbinarea prin suprapunere. Sudarea în puncte la rece poate fi efectuată într-un mod similar cu sudarea în puncte cu rezistență.
Forma indentatorului îmbinării de lipit este circulară: d=(1~2)δ; dreptunghi: a=(1~2)δ, b=5~6a.
În sudarea în mai multe puncte, distribuția ar trebui să fie eșalonată, iar distanța dintre centrele punctelor de sudură ar trebui să fie mai mare de 2d.
b. Exemplu de selecție a parametrilor tehnici pentru sudarea sub presiune la rece a conexiunii turnului din cupru și aluminiu: dimensiunea sudură 40×4mm²; lungime tura 70mm; numărul îmbinărilor de lipit 6; diametrul punctului de presiune Al ø7, Cu ø8; lungime totală a indentorului Al 30mm, Cu 55mm; Distanța centrului punctului este de 10 mm; presiunea este de 235 MPa.
7). Sudarea acumulatorului de energie a condensatorului
①Sudura cu stocare capacitivă a energiei este o formă specială de sudare prin rezistență, care aparține sudării în fază solidă. Esența sudurii de stocare a energiei este de a stoca în prealabil energia într-o anumită formă, apoi eliberați-o prin sudură într-un timp foarte scurt, generând instantaneu o cantitate mare de energie termică la îmbinare și, în același timp, formând o sudură. îmbinare sub extrudare rapidă. Conductivitatea electrică și conductibilitatea termică a cuprului și aluminiului sunt foarte bune, iar specificațiile puternice de curent ridicat și timp scurt trebuie adoptate la sudare. Sudarea de stocare a energiei condensatorului este potrivită în special pentru sudarea firelor de cupru și aluminiu cu secțiune transversală mică. Este o metodă ideală pentru sudarea firelor de cupru și aluminiu în prezent, dar parametrii săi de proces pot fi ajustați într-un interval restrâns, așa că este necesar să se respecte cu strictețe parametrii procesului de sudare înainte de sudare. Produceți îmbinări sudate cupru-aluminiu de înaltă calitate.
②Exemplu de selecție a parametrilor procesului de sudare pentru stocarea energiei condensatorului pentru fire subțiri de cupru și aluminiu: diametrul firului Alø1.81, Cuø1.56; capacitate 8000uF; tensiune de sudare 190~210V; lungime extensie Al2.5mm, Cu2.0mm; presiune de răsturnare 608MPa; Forta de prindere 2650N; Raport transformator 60:1.
8). Sudarea prin difuzie în vid
①Sudura prin difuzie în vid este utilizată în principal pentru fabricarea îmbinărilor cupru-aluminiu ale echipamentelor frigorifice și ale echipamentelor de alimentare. Parametrii săi de proces sunt controlați foarte strict, iar calitatea sa este mai stabilă decât sudarea prin fuziune, lipirea și sudarea cap la cap.
②Înainte de sudare, suprafața sudurii cupru-aluminiu trebuie adăugată strict, șlefuită, relustruită și curățată, astfel încât rigla să fie netedă și fără impurități. Plăcile de cupru și aluminiu sunt stivuite și introduse în camera de vid. Factorii care afectează sudarea prin difuzie în vid a cuprului și aluminiului sunt: temperatura de încălzire; presiunea de sudare; timp de reținere; gradul de vid; calitatea suprafeței pieselor de sudură etc.
③Exemplu de selecție a parametrilor tehnici ai sudării prin difuzie în vid a cuprului și aluminiului: atunci când se efectuează sudarea prin difuzie în vid a cuprului și a aliajului de aluminiu dur ZAl2 cu o grosime de 0.2~0.5mm, încălzirea temperatura este de 480 ~ 500 de grade; timpul de reținere este de 10 min; presiunea este de 4,9 ~ 9,8 MPa; gradul de vid 1,33×10－²~1×10－³Pa.
9). Lipirea
① Brazare la temperatură medie și joasă
O sudare prin zgârietură: alegeți HL501 (Zn58Sn40Cu2), specificația comercială generală este bara turnată 5 × 20 × 350 mm³, metoda de sudare este foarte simplă, sudura cupru-aluminiu este încălzită la aproximativ 300 de grade, fără nici un flux, încercați să răzuiți sudura, dacă lipitura nu se topește, continuați încălzirea până când lipitura umple cusătura după răzuire.
BM51+M51-F: temperatura de lipire a acestui tip de lipit și flux este foarte scăzută la 179 de grade . Lipitura nu poate fi încălzită direct în timpul sudării. Sudura de cupru-aluminiu trebuie încălzită, iar căldura sudurii este folosită pentru a topi lipirea. Sunt disponibile instrumente de încălzire. : Fier de lipit electric, pistol cu aer cald, pistol cu gaz lichefiat, pistol cu kerosen, pistol pe benzină, pistol cu oxigen-acetilenă etc.
Lipire prin scufundare C: metal de umplutură lipire (Zn96~98%Pb2~4%), fluxul este colofoniu (C20H30O2) și esență de stropire anhidră (raport mai mare de 1), metoda de sudare: îmbinare cupru-aluminiu acoperită cu soluție de alcool de colofoniu Scufundați rapid în material de lipit la aproximativ 440 de grade pentru lipire.
D WE CuAl-Q303: Acest material de sudură este un fir de sudură din cupru-aluminiu cu miez de flux. Temperatura de brazare este de aproximativ 400 de grade. Are propria sa pulbere de lipire și flux organic non-coroziv. Pulberea de lipire se topește cu placarea metalică și va sparge rapid cuprul și aluminiul. Filmul de oxid de suprafață și tensiunea superficială a metalului pot preveni reoxidarea. Suprafața metalică este umezită de pulberea de lipit, astfel încât lipirea să poată umple întregul cordon de sudură prin acțiune capilară. Operația este simplă și, în general, nu este necesară curățarea după sudare. .
E Introducerea altor materiale de sudură: WE53+WE{53-F este un fir de sudare cu miez solid cu flux, iar temperatura de lipire este de aproximativ 400 de grade; XR-FC22, XR-FC0215, ER15, E9802, FR301 etc. sunt fire de sudare cu miez de flux, care sunt mai convenabile de utilizat.
②, lipire în vid la temperatură înaltă
o lipire: AlSi12
b Pregătirea înainte de sudare: Apăsați metalul de umplutură de lipire filamentos într-o foaie de 0,5~1mm grosime în formă de spate; curățați piesele de sudură din cupru, aluminiu și metalele de umplutură pentru lipire.
C Asamblare: Folosiți o placă de oțel inoxidabil pentru a asambla și a fixa în ordinea aluminiu-lipit-cupru și așezați-le în straturi.
Lipirea cuptorului D: începeți aspirarea după intrarea în cuptor; când gradul de vid atinge 10-²Pa, porniți dispozitivul de încălzire; viteza de încălzire este de 10 ~ 20 de grade / min, păstrați la 150 de grade timp de 5 minute, 350 de grade și 540 de grade pentru 5 minute fiecare, apoi încălziți continuu până la 624 de grade, mențineți temperatura timp de 6 minute și apoi răciți; se răcește la sub 600 de grade, se oprește dispozitivul de încălzire, se răcește sub 450 de grade, se umple cu azot pentru a accelera viteza de răcire și apoi se deschide ușa cuptorului după răcire sub 100 de grade.
10). Alte metode de sudare
În plus față de metodele de sudare de mai sus a cuprului și aluminiului, pot fi utilizate și sudarea explozivă, sudarea cu ultrasunete etc.
