სპილენძისა და მისი შენადნობების შედუღება: მეთოდები, ტექნოლოგიები და აღჭურვილობა

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

სპილენძი და მისი შენადნობები გამოიყენება ეკონომიკის სხვადასხვა სექტორში. ეს ლითონი მოთხოვნადია მისი ფიზიკოქიმიური თვისებების გამო, რაც ასევე ართულებს მისი სტრუქტურის დამუშავებას. კერძოდ, სპილენძის შედუღება განსაკუთრებულ პირობებს მოითხოვს, თუმცა პროცესი ეფუძნება საკმაოდ გავრცელებულ თერმული დამუშავების ტექნოლოგიებს.

სპილენძის ბლანკების სპეციფიკური შედუღება

სხვა მრავალი ლითონისა და შენადნობისგან განსხვავებით, სპილენძის პროდუქტები ხასიათდება მაღალი თბოგამტარობით, რაც აუცილებელს ხდის შედუღების რკალის თერმული სიმძლავრის გაზრდას. ამავდროულად საჭიროა სამუშაო ადგილიდან სიმეტრიული სითბოს მოცილება, რაც მინიმუმამდე ამცირებს დეფექტების რისკს. სპილენძის კიდევ ერთი მინუსი არის სითხე. ეს ქონება ხდება დაბრკოლება ჭერის და ვერტიკალური ნაკერების ფორმირებაში. დიდი შედუღების აუზებით, ასეთი ოპერაციები საერთოდ არ არის შესაძლებელი. სამუშაოების მცირე მოცულობაც კი მოითხოვს სპეციალური პირობების ორგანიზებას გრაფიტის საფუძველზე შემზღუდავი ლაინერების გამოყენებითდა აზბესტი.

მეტალის დაჟანგვის ტენდენცია ასევე მოითხოვს სპეციალური დანამატების გამოყენებას, როგორიცაა სილიციუმი, მანგანუმი და ფოსფორის გელები ზოგიერთ რეჟიმში ცეცხლგამძლე ოქსიდების წარმოქმნით. სპილენძის შედუღების თავისებურებები მოიცავს აირების შეწოვას - მაგალითად, წყალბადის და ჟანგბადს. თუ არ აირჩევთ თერმული ზემოქმედების ოპტიმალურ რეჟიმს, მაშინ ნაკერი უხარისხო აღმოჩნდება. დიდი ფორები და ბზარები დარჩება მის სტრუქტურაში გაზთან აქტიური ურთიერთქმედების გამო.

სპილენძის ურთიერთქმედება მინარევებისაგან

აუცილებელია გავითვალისწინოთ სპილენძის ურთიერთქმედების ბუნება სხვადასხვა მინარევებთან და ზოგადად ქიმიურ ელემენტებთან, იმ მიზეზით, რომ ამ ლითონის შედუღების პროცესში ხშირად გამოიყენება ელექტროდები და მავთულები სხვადასხვა მასალისგან. მაგალითად, ალუმინს შეუძლია დაითხოვოს სპილენძის დნობა, გაზარდოს მისი ანტიკოროზიული თვისებები და შეამციროს ჟანგვის უნარი. ბერილიუმი - ზრდის მექანიკურ წინააღმდეგობას, მაგრამ ამცირებს ელექტროგამტარობას. თუმცა, კონკრეტული ეფექტები ასევე დამოკიდებული იქნება დამცავი გარემოს ბუნებაზე და ტემპერატურულ რეჟიმზე. ამრიგად, სპილენძის შედუღება 1050 °C-ზე ხელს შეუწყობს რკინის კომპონენტის შეყვანას სამუშაო ნაწილის სტრუქტურაში კოეფიციენტით დაახლოებით 3,5%. მაგრამ დაახლოებით 650 ° C რეჟიმში, ეს მაჩვენებელი შემცირდება 0,15% -მდე. ამავდროულად, რკინა, როგორც ასეთი, მკვეთრად ამცირებს სპილენძის კოროზიის წინააღმდეგობას, ელექტრულ და თბოგამტარობას, მაგრამ ზრდის მის სიმტკიცეს. ლითონებიდან, რომლებიც გავლენას არ ახდენენ ასეთ სამუშაო ნაწილებზე, შეიძლება გამოირჩეოდეს ტყვია და ვერცხლი.

სპილენძის შედუღების ძირითადი მეთოდები

შედუღების ყველა გავრცელებული მეთოდი, მექანიკური და ავტომატური ჩათვლით, დასაშვებია სხვადასხვა კონფიგურაციებში. ამა თუ იმ მეთოდის არჩევანი განისაზღვრება კავშირის მოთხოვნებით და სამუშაო ნაწილის მახასიათებლებით. ყველაზე პროდუქტიულ პროცესებს შორისაა ელექტრო წიდა და წყალქვეშა შედუღება. თუ დაგეგმილია მაღალი ხარისხის ნაკერის მიღება ერთ ოპერაციაში, მაშინ მიზანშეწონილია მივმართოთ გაზის ტექნოლოგიას. სპილენძისა და მისი შენადნობების შედუღების ეს მიდგომა დაბალი ტემპერატურის გრადიენტებზე ქმნის ხელსაყრელ პირობებს სამუშაო ნაწილის დეოქსიდაციისა და შენადნობისთვის. შედეგად, ნაკერი დადებითად არის შეცვლილი და გამძლე. სუფთა სპილენძისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას რკალის შედუღების ტექნიკა ვოლფრამის ელექტროდებითა და დამცავი გაზებით. მაგრამ, ყველაზე ხშირად ისინი მუშაობენ სპილენძის წარმოებულებთან.

რა აღჭურვილობა გამოიყენება?

სპილენძის წინასწარი პროდუქტების დამუშავება შესაძლებელია ბრუნვის, დაფქვისა და ფრეზის მანქანებზე, რათა შეიქმნას განზომილებიანი ბლანკები შედუღებისთვის. ინდუსტრია ასევე იყენებს პლაზმური რკალის ჭრის ტექნიკას, რომელიც იძლევა თითქმის სრულყოფილი ჭრის კიდეებით ჭრის საშუალებას. სპილენძის პირდაპირი შედუღება ხორციელდება არგონ-რკალის დანადგარებით, ნახევრად ავტომატური მოწყობილობებით, აგრეთვე ინვერტორული მოწყობილობებით. აღჭურვილობის ამჟამინდელი სიძლიერე შეიძლება განსხვავდებოდეს 120-დან 240 ა-მდე, სამუშაო ნაწილის ზომის მიხედვით. ელექტროდების სისქე ჩვეულებრივ 2,5-4 მმ-ია - ისევ და ისევ, ეს დამოკიდებულია სამუშაოს სირთულესა და მოცულობაზე.

სპილენძის არგონის შედუღება

ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული მეთოდი. კერძოდ, გამოყენებულია არგონ-რკალის შედუღების აღნიშნული ტექნიკა, რომელიც გულისხმობს ვოლფრამის ელექტროდების გამოყენებას. გათბობის დროს სპილენძი ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, ქმნის დიოქსიდის ფენას სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე. ამ ეტაპზე, სამუშაო ნაწილი ხდება ელასტიური და მოითხოვს არასახარჯო ელექტროდის შეერთებას. მაგალითად, MMZ-2 ბრენდის წნელები უზრუნველყოფს შედუღების ოპტიმალურ ხარისხს არგონით სპილენძის შედუღებისას დამცავი მედიით. თუ სამუშაო ნაწილის ძლიერი შეღწევის ამოცანა არ არის დაყენებული, მაშინ შეიძლება გამოყენებულ იქნას აზოტის გარემოში შედუღების მსუბუქი ვერსია. ეს არის თერმული მოქმედების კარგი მეთოდი დაბალ ძაბვაზე, მაგრამ შედუღების ხარისხის თვალსაზრისით კიდევ უფრო დიდი ეფექტის მიღწევა შესაძლებელია კომბინირებული გაზების გამოყენებით. მაგალითად, გამოცდილი შემდუღებლები ხშირად იყენებენ ნარევებს, რომლებიც შეიცავს 75% არგონს.

გაზის შედუღება

ამ შემთხვევაში გამოიყენება ჟანგბად-აცეტილენის გარემო, რის გამოც ალის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად იზრდება. სამუშაო პროცესში გამოიყენება გაზის სანთური. ეს მანქანა კარგია თავისი ფუნქციონირებით, მაგრამ მისი შეზღუდული რეგულირების ვარიანტები არ გაძლევთ საშუალებას დააზუსტოთ შედუღების აუზის პარამეტრები.

ხშირად გამოიყენება და გაყოფილი თერმული ზემოქმედების მეთოდი ორი სანთურის შეერთებით. ერთი ემსახურება სამუშაო ადგილის დათბობას, ხოლო მეორე - უშუალოდ სამიზნე სამუშაო ნაწილის გაზით შედუღებას. ეს მიდგომა რეკომენდირებულია 10 მმ სქელი ფურცლებისთვის. თუ მეორე სანთელი არ არის,შემდეგ შეგიძლიათ შეასრულოთ ორმხრივი გათბობა მომავალი ნაკერის ხაზის გასწვრივ. ეფექტი არც თუ ისე ხარისხიანია, მაგრამ მთავარი ამოცანა შესრულებულია.

საშუალებას აძლევს გაზის შედუღების ტექნიკას და ნაკადის ინექციას მივიღოთ სახსრების სუფთა სტრუქტურა. კერძოდ, გამოიყენება აირისებრი ნაკადები, როგორიცაა ბორის მეთილის ეთერის აზეოტროპული ხსნარები მეთილით. ასეთი ნარევების აქტიური ორთქლები იგზავნება სანთურში, ცვლის შედუღების აუზის მახასიათებლებს. ამ დროს ალი იღებს მომწვანო ელფერს.

ნახშირბადის ელექტროდის შედუღების მახასიათებლები

რკალის შედუღების მეთოდი, რომელიც ოპტიმალურია სპილენძის შენადნობებისთვის. მის მთავარ განმასხვავებელ მახასიათებელს შეიძლება ეწოდოს ერგონომიკა და მრავალფეროვნება - ყოველ შემთხვევაში, ყველაფერში, რომელიც დაკავშირებულია ოპერატორის მიერ ფიზიკური მოქმედებების შესრულების მექანიკასთან. მაგალითად, შემდუღებელს შეუძლია განახორციელოს მანიპულაციები პირდაპირ ჰაერში, დამხმარე დამცავი აღჭურვილობის მინიმალური ნაკრების გამოყენებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ნახშირბადის ელექტროდები გათბობის პროცესში გამოყოფენ საკმარის თერმულ ენერგიას, რომელზედაც შედუღებულია დაბალი სიმძლავრის სპილენძი. პროცესი არაეფექტური აღმოჩნდება, მაგრამ კავშირი იძენს ყველა საჭირო მექანიკურ თვისებას.

მექანიკური რკალის შედუღება

ამ შედუღების მეთოდის ტექნოლოგია მოიცავს დაფარული ელექტროდების გამოყენებას. ეს ნიშნავს, რომ კავშირი მიიღებს ღირსეულ სიმტკიცის მახასიათებლებს, თუმცა, პროდუქტის სტრუქტურის შემადგენლობა საბოლოოდ განსხვავდება პირველადი სამუშაო ნაწილისგან. სპეციფიკური მოდიფიკაციის პარამეტრები განისაზღვრება შენადნობის დეოქსიდიზატორების თვისებებით,რომლებიც იმყოფება ელექტროდის საფარში. მაგალითად, აქტიურ შემადგენლობაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი კომპონენტები, როგორიცაა დაბალი ნახშირბადის ფერომანგანუმი, ფტორსპარი, ალუმინის ფხვნილი და ა.შ.. ეს სპილენძის შედუღების ტექნოლოგია და საფარების დამოუკიდებელი წარმოება იძლევა საშუალებას. როგორც წესი, ამისთვის გამოიყენება მშრალი ნარევი, რომელსაც თხევად მინაში ზელავენ. ასეთი საფარი ნაკერს უფრო მკვრივს ხდის, მაგრამ სტრუქტურის ელექტრული გამტარობა მნიშვნელოვნად მცირდება. შედუღების ზოგადი პროცესი დაფარული ელექტროდებით ხასიათდება მაღალი შპრიცით, რაც არასასურველია სპილენძისთვის.

წყალქვეშა შედუღება

თავად ნაკადი სპილენძთან შესადუღებლად საჭიროა როგორც რკალის სტაბილიზატორი და, რაც მთავარია, როგორც დამცავი ბარიერი ატმოსფერული ჰაერის უარყოფითი ზემოქმედებისგან. პროცესი ორგანიზებულია არამოხმარებადი გრაფიტის ან ნახშირბადის ელექტროდების გამოყენებით, ასევე კერამიკული ნაკადის ქვეშ მოხმარებული ღეროებით. თუ ნახშირბადის სახარჯო მასალები გამოიყენება, მაშინ სპილენძის შედუღების ელექტროდები იკვეთება, რათა ჩამოყალიბდეს ბრტყელი წვერი სპატულის სახით. ტომბაკის ან სპილენძის შემავსებელი მასალა ასევე მიეწოდება სამუშაო ადგილს გვერდიდან - ეს აუცილებელია ნაკერის სტრუქტურის დეოქსიდიზაციისთვის.

ოპერაცია ტარდება მუდმივ დენზე გათბობით. რამდენიმე დამცავი ბარიერი ინარჩუნებს სამუშაო ნაწილის ძირითად სტრუქტურას, თუმცა ყველაზე ხშირად გამოცდილი შემდუღებლები ცდილობენ გააუმჯობესონ მასალის შემადგენლობა შენადნობის მავთულით. კიდევ ერთხელ, არასასურველი დნობის ნაკადების თავიდან ასაცილებლად, რეკომენდებულია თავდაპირველად გრაფიტის სუბსტრატის მიწოდება,რომელიც ასევე იმოქმედებს როგორც ნაკადის ფორმა. ამ მეთოდისთვის ოპტიმალური სამუშაო ტემპერატურაა 300-400 °C.

დაცული რკალის შედუღება

შედუღების ღონისძიებები ინვერტორების და სხვა ნახევრად ავტომატური მოწყობილობების შეერთებით ტარდება აირისებრ საშუალებებში მავთულის მიწოდებით. ამ შემთხვევაში, არგონისა და აზოტის გარდა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰელიუმი, ისევე როგორც გაზის ნარევების სხვადასხვა კომბინაციები. ამ ტექნიკის უპირატესობებში შედის სქელი სამუშაო ნაწილების ეფექტური შეღწევის შესაძლებლობა სამუშაო ნაწილის მექანიკური თვისებების მაღალი ხარისხით შენარჩუნებით.

ძლიერი თერმული ეფექტი აიხსნება მაღალეფექტური პლაზმური ნაკადებით წვის აირისებრ გარემოში, მაგრამ ეს პარამეტრები ასევე განისაზღვრება კონკრეტული ინვერტორული მოდელის მახასიათებლებით. ამავდროულად, სპილენძის არგონ-რკალის შედუღების ტექნიკა უფრო სასურველია სამუშაო ნაწილებთან მიმართებაში 1-2 მმ სისქით. რაც შეეხება აირისებრი გარემოს დამცავ ფუნქციას, მასზე სრულად დაყრდნობა შეუძლებელია. რჩება ოქსიდების, ფორიანობის და მავთულის დანამატების უარყოფითი ზემოქმედების რისკი. მეორეს მხრივ, არგონის გარემო ეფექტურად იცავს სამუშაო ნაწილს ჰაერში ჟანგბადის ზემოქმედებისგან.

დასკვნა

სპილენძს აქვს მრავალი თვისება, რაც განასხვავებს მას სხვა ლითონებისგან. მაგრამ მისი შენადნობების ზოგად ჯგუფშიც კი ბევრი განსხვავებაა, რაც თითოეულ შემთხვევაში მოითხოვს ინდივიდუალური მიდგომის ძიებას ნაკერის ფორმირების ოპტიმალური ტექნოლოგიის არჩევისთვის. მაგალითად, გაზის შედუღება შესაფერისია იმ შემთხვევებში, როდესაც თქვენ უნდა მიიღოთ ძლიერი კავშირი დიდ სამუშაო ნაწილზე. თუმცა ახალწვეულებიეს მეთოდი არ არის რეკომენდებული სანთურებთან და გაზის ბალონებთან მუშაობის უსაფრთხოების მაღალი მოთხოვნების გამო. მაღალი სიზუსტის მცირე ფორმატის შედუღების ოპერაციები ევალება მოსახერხებელ და პროდუქტიულ ნახევრად ავტომატურ მანქანებს. გამოუცდელ ოპერატორს ასევე შეუძლია გაუმკლავდეს ასეთ აღჭურვილობას, სრულად აკონტროლებს სამუშაო პროცესის პარამეტრებს. არ დაივიწყოთ აირისებრი მედიის მნიშვნელობა. ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ როგორც სამუშაო ნაწილის იზოლატორი შედუღების დროს, არამედ როგორც მასალის ზოგიერთი ტექნიკური და ფიზიკური თვისებების გასაუმჯობესებლად. იგივე ეხება ელექტროდებს, რომლებსაც შეუძლიათ დადებითი შენადნობის ეფექტი.