diagrama de stare din aluminiu - cupru indică faptul că, în acest sistem, există un număr de stabil la compuși chimici temperatura camerei: Θ fază (AI2 Cu), η fază (AICu), ε2 faze de, δ fază (AI2 Cu3), γ2 faze de (AlCu2), faza γ (AI4CU9), caracterizate prin duritate mare si plasticitate redusa. La temperatura camerei, cuprul are o solubilitate relativ scăzută în aluminiu, în ciuda asemănării în structura cristalină a acestor metale.
Alte pagini, după subiect
Sudarea aluminiului și cuprului
În comparație cu combinația de aluminiu cu alte metale (de exemplu, nichel, fier), interacțiunea dintre aluminiu și cupru este caracterizată de viteze mari de creștere ale straturilor intermedalide intermediare și de o perioadă scurtă de timp. Dependența de temperatură a celei din urmă are forma
Cinetica creșterii fazelor intermediare este descrisă prin ecuație
y = 9,1 * 10 5 exp (100 / RT) τ - 3,46 * 10 2 exp (30 / RT).
Această dependență este în acord cu datele experimentale.
Prezența unei perioade latente face posibilă obținerea unei conexiuni de înaltă calitate direct între aluminiu și cupru, astfel de metode de sudura sub presiune care utilizează temperaturi relativ scăzute pentru o scurtă durată a expunerii. modele selectate de apariție și creșterea straturilor intermetalice duce la faptul că, pentru fiecare formă există o gamă destul de îngustă de valori ale parametrilor de proces ale condițiilor de sudare și condițiile de funcționare temperaturnovremennyh compus bimetalică. Lucrarea bimetal Al + Cu este permisă la o temperatură care nu depășește 400 ° C, pentru a evita creșterea intensivă a stratului de difuzie și deteriorarea bruscă a proprietăților mecanice. Atunci când este încălzit peste temperaturile indicate în compusul L96 + aluminiu ca creșterea și pentru a crește expunerea eșantionului este formarea δ faze, care difuzează în aramă, prin care se γ2 fază și soluția-α solid. Saturarea fazei δ pe cealaltă parte a aluminiului conduce la formarea fazei Θ.
Tendința de formare a compușilor chimici este principalul factor complicator în sudarea aluminiului cu cupru. Particularitățile combinării proprietăților fizice ale cuprului și aluminiului sunt de așa natură încât, în majoritatea cazurilor, acestea nu cauzează complicații suplimentare. Astfel, o diferență de 1,5 ori a coeficienților de dilatare termică nu conduce la pericolul de distrugere a îmbinării, deoarece ambele materiale sunt foarte plastice. Atunci când temperatura se schimbă, ambele materiale prezintă aceleași tendințe de modificare a proprietăților mecanice, la temperaturi scăzute păstrează plasticitate ridicată. Coeficientul de difuzivitate termică și cupru cu creșterea temperaturii în intervalul de la 0 la 600 o C este oarecum redus, ca și pentru creșteri de aluminiu de aproape 2 ori în intervalul 150 și 600 o C. La 500 ° C, coeficientul de conductivitate termică este aliniat și cu creșterea în continuare a valorii temperaturii acest parametru devine mai mare pentru aluminiu.
Oxizii de cupru sunt mai puțin rezistenți chimic. Presiunea de vapori a disociației pentru Cu20 la 727 ° C este de 1,8. 10 -1 Pa, pentru CuO la 900 ° C este egal cu 1,18. 10 -3 Pa, pentru AI2O3 la 727 o C 1.5. 10 -15 Pa. Grosimea filmului de oxid pe cupru este de 1,5-2 ori mai mare decât cea a aluminiului. În aer, când este încălzit, CuO tinde să treacă la Cu2O.
Sudarea aluminiului și cuprului se realizează prin diferite metode de sudare prin presiune și topire.
Sistemele de sudură prin presiune se realizează prin metode de sudare la rece, laminare, frecare, ultrasunete, difuzie, puls magnetic, explozie.
svarkaalyuminiya rece și cupru este folosit în principal pentru piese topice placate cu cupru aluminiu (piese conductoare de transformatoare, bare colectoare conduce curent la Electrolizoare) prin sudare, îmbinări cap la cap care primesc fire, anvelope și alte elemente ale compacte secțiunile transversale. Materialul semifabricatelor este cupru și aluminiu din punct de vedere tehnic pur.
Metoda de laminare la rece produce foi bimetalice, fâșii (laminare cu carton și role). Gradul de reducere în timpul sudării prin rulare 60. 75%.
În legătură cu necesitatea de a crea un flux direcțional de metal în zona de conectare, acest procedeu specific impune anumite restricții asupra raportului între grosimea semifabricatelor inițiale. În această privință, este dificil sau imposibil să se obțină un material de tablă cu o grosime> 4 mm și o grosime mică a stratului de acoperire. Pentru industria electrică, se obține un laminat cu o grosime minimă de acoperire de cupru de 0,1. 0.8mm.
La acoperirea locală a pieselor de cupru din aluminiu prin sudură la rece la rece, adâncimea de îndoire a pumnului este de 2 până la 3 ori mai mare decât grosimea cuprului placat. În acest caz, nu există restricții speciale privind grosimea pieselor din aluminiu. Dezavantajul metodei este prezența danturii de pe sculă pe suprafața piesei.
Nu există nicio limitare fundamentală a dimensiunilor secțiunii transversale pentru sudarea cap la cap, pe lângă capabilitățile echipamentului însuși. Slăbiți cu adevărat elementele cu o secțiune transversală de până la 1000 mm 2. Tehnica de preparare și sudare nu diferă de modelele tehnologice generale de sudare la rece.
Cu această metodă de sudare, formarea compușilor intermetalici este exclusă, deoarece procesul se desfășoară fără încălzire preliminară.
O gamă mai largă de grosimi și materiale de semifabricate pentru fabricarea foilor laminate poate fi obținută prin laminare la cald. Semifabricatele sunt încălzite la 450 ° C. Pentru a proteja metalul (cupru) de oxidare folosind un proces în două etape: precomprimarea în prima trecere la 65. 80% din reducerea totală a reduce contactul cu suprafața de lucru a aerului țagle de cupru; rularea unei pungi încălzite în vid, plicuri sub vid, argon.
Metoda de laminare la cald este larg răspândită, atunci când doar un semifabricat din aluminiu este expus la încălzire, iar plăcile de cupru răcite cu răcire sunt suprapuse imediat înainte de operația de concasare. Această metodă reduce starea de oxidare. Comprimarea se efectuează în două etape: la prima trecere 40. 45%. Reducerea totală este de 75%.
Oțelul laminat la cald este din aluminiu placat cu o grosime de 1,5 strat de cupru. 2,5 mm. Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice (creșterea rezistenței la tracțiune> 100 MPa și un unghi de îndoire de până la 110,180 °), foile multistrat sunt supuse tratamentului termic la o temperatură de 250 270 ° C timp de 2,8 ore.
Rezultate pozitive au fost obținute prin utilizarea unui strat de barieră din otel austenitic (12X18H10T) evită fragilizarea și reține alyumomednogo rezistență foaie chiar și după încălzire la 500 ° C
La sudarea cu fricțiune și nomenclatorul ultrasonic al aluminiului sudat și a aliajelor de cupru este mai largă. Caracteristica principală inerentă acestor metode este că, datorită specificității lor, evacuarea produselor de interacțiune nedorite de materiale (intermetalide) continuă din zona de legătură. La sudarea frecarii cuprului cu aliaj AMc, pe sectiunile subtiri se observa o zona intermetalida discontinua (1,5 μm) discontinua.
Sudarea prin frecare impune restricții asupra configurației secțiunii transversale a pieselor de prelucrat.
Pentru a obține compus de înaltă calitate a condițiilor necesare sunt perpendiculare pe suprafața de capăt a axului piesei și îndepărtarea preliminară a durificării prin recoacere, detartrarea și degresare suprafețe frecare. Baliza de aluminiu este plasată într-o matrice sedimentară, care permite compensarea diferențelor în ceea ce privește proprietățile de plastic ale materialelor care urmează să fie sudate. Ciclul de presiune este pas cu pas. Forjarea oferă oportunități suplimentare de distrugere și de evacuare parțială din planul comun al stratului intermediar intermetalic. Pentru diametrele preformelor 20. 30 mm, presiunea în timpul încălzirii și, respectiv, a curenților este de 30, 40 și 110, 200 MPa. Pescajul total este de 14 mm. Compusul rezultat este distrus în aluminiu în timpul încercărilor.
La sudarea cu ultrasunete, îmbinarea este îmbinată cu puncte sau cu o cusătura continuă. Datorită specificului procesului, grosimea piesei de lucru, de la care sunt alimentate oscilațiile, este limitată la aproximativ 1,2. 1,5 mm datorită pierderilor de histereză în grosimea materialului.
Suflanta prin difuzie a cuprului cu aluminiu și unele dintre aliajele sale dă compuși benigeni cu limitarea maximă posibilă a temperaturii de încălzire, a timpului de sudare și a substraturilor și straturilor de barieră. Zincul, argintul, nichelul pot fi folosite ca material pentru astfel de straturi.
În timpul sudurii prin explozie datorită interacțiunii pe termen scurt a materialelor la temperaturi ridicate, intermetalidele nu au timp să se formeze sau numărul lor este nesemnificativ. Sudurile au proprietăți mecanice ridicate. Rezistența legăturii este mai mare decât rezistența materialului de bază ca rezultat al lucrului la rece și o lungime mai mare a suprafeței de lipire datorită valorii acestuia. Procesul face posibilă obținerea îmbinărilor suprapuse în diferite variante în aproape orice zonă. Se impun restricții asupra grosimii maxime a piesei de prelucrat din cauza pericolului distrugerii acesteia în timpul formării unei a doua inflexiuni în procesul de deformare sub influența produselor de descompunere ale explozivilor. Limitările privind grosimea minimă a țaglei sunt asociate cu apariția instabilității în procesul de detonare, cu o scădere excesivă a grosimii stratului exploziv.
Suflanta magnetică cu puls de aluminiu și cupru are o sudură similară cu explozia în genul de formare a compusului, ceea ce face posibilă obținerea de compuși benigeni cu o cantitate minimă de fază intermetalică. Articulațiile telescopice sunt sudate cel mai ușor. Grosimea și diametrul semifabricatelor sunt limitate de capacitățile echipamentului (în principal băncile de condensatoare, durabilitatea inductorului). Semifabricate sudate sudate cu diametrul de până la 40 mm, cu o grosime a peretelui de aproximativ 1.0. 0,2 mm.
Acoperirea de cupru electrolitic pe marginea stratului de staniu sau compus de zinc permite obtinerea bun la sudarea metalelor de grosime redusă (3. 8 mm), din moment ce acționează stratul de acoperire ca o barieră, în plus față creează un front de undă în mișcare a stratului de metal topit, ceea ce facilitează umectarea suprafeței topiturii de aluminiu.
Există o experiență mai complexă de acoperire: aplicarea electrolitica pe țagla de cupru de aproximativ 50 microni strat de nichel gros și apoi aluminizare aluminiu în topitură (T = 810 820 ° C, timp de 10 până la 20). Este posibil să acoperiți suprafața de cupru cu lipit de staniu sau plumb-staniu prin cositorire.
Alierea sudurii cu siliciu cu sudare cu argon este efectuată printr-un metal de umplere (tip AK5).
Utilizarea unor regimuri de sudare mai stricte decât cele necesare pentru sudarea aluminiului contribuie la o calitate satisfăcătoare a legăturii. Deoarece viteza de sudare scade, trecerea cuprului în cusătura crește, timpul de reținere al zonei de contact a materialelor crește la temperatura de creștere intensă a compușilor intermetalici. Se recomandă selectarea energiei liniare din raportul: q / V = (18,8, 20,9) δ, unde δ este grosimea materialului de sudat.
Deplasarea electrodului către cuprul mai conducător de căldură ar trebui să fie (0,5-0,6) δ.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: