Ця стаття представляє процес зварювання розпиленням форм для скляних банок з трьох аспектів
Перший аспект: процес зварювання розпиленням скляних форм для пляшок і банок, включаючи ручне зварювання розпиленням, зварювання плазмовим розпиленням, лазерне зварювання розпиленням тощо.
Звичайний процес розпилювального зварювання прес-форм – зварювання плазмовим розпиленням – нещодавно зробив новий прорив за кордоном завдяки технологічним оновленням і значно розширеним функціям, широко відомий як «мікроплазмове зварювання розпиленням».
Мікроплазмове зварювання розпиленням може допомогти компаніям, що виготовляють прес-форми, значно скоротити витрати на інвестиції та закупівлі, довгострокове технічне обслуговування та витрати на використання витратних матеріалів, а обладнання може розпилювати широкий діапазон заготовок. Проста заміна головки пальника для зварювання розпиленням може задовольнити потреби у зварюванні розпиленням різних заготовок.
2.1 Яке конкретне значення «порошок припою зі сплаву на основі нікелю»
Неправильно розглядати «нікель» як матеріал для облицювання, насправді порошок припою на основі нікелю — це сплав, що складається з нікелю (Ni), хрому (Cr), бору (B) і кремнію (Si). Цей сплав характеризується низькою температурою плавлення від 1020°C до 1050°C.
Основним фактором, який призвів до широкого використання порошкових припоїв на основі нікелю (нікелю, хрому, бору, кремнію) як плакувальних матеріалів на всьому ринку, є те, що порошки припоїв на основі нікелю з різними розмірами частинок активно просуваються на ринку. . Крім того, сплави на основі нікелю легко наплавлялися газокисневим зварюванням (OFW) із самих ранніх стадій завдяки їхній низькій температурі плавлення, гладкості та легкості контролю зварювальної ванни.
Кисневе газове зварювання (OFW) складається з двох окремих етапів: перший етап, який називається етапом осадження, під час якого зварювальний порошок плавиться та прилипає до поверхні заготовки; Розплавлений для ущільнення та зменшення пористості.
Необхідно згадати той факт, що так звана стадія переплавлення досягається різницею в температурах плавлення основного металу та нікелевого сплаву, який може бути феритним чавуном з температурою плавлення від 1350 до 1400 °C або плавленням від 1370 до 1500 °C з вуглецевої сталі C40 (UNI 7845–78). Саме різниця в температурах плавлення гарантує, що сплави нікелю, хрому, бору та кремнію не спричинять переплавлення основного металу, коли вони знаходяться при температурі стадії переплавлення.
Однак осадження нікелевого сплаву також може бути досягнуто шляхом осадження щільного дроту без необхідності процесу переплавлення: для цього потрібна допомога зварювання плазмовою дугою (PTA).
2.2 Порошок припою зі сплаву на основі нікелю, який використовується для плакування пуансона/сердечника в промисловості пляшкового скла
З цих причин скляна промисловість природно вибрала сплави на основі нікелю для зміцнених покриттів на поверхнях пуансонів. Осадження сплавів на основі нікелю можна здійснити або зварюванням у кисневому газі (OFW), або надзвуковим полум’яним напиленням (HVOF), тоді як процес переплавлення може бути досягнуто системами індукційного нагріву або зварюванням у кисневому газі (OFW). . Знову ж таки, різниця в температурі плавлення між основним металом і нікелевим сплавом є найважливішою передумовою, інакше плакування буде неможливим.
Сплави нікелю, хрому, бору та кремнію можна отримати за допомогою технології плазмової передачі дуги (PTA), такої як плазмове зварювання (PTAW) або зварювання вольфрамовим інертним газом (GTAW), за умови, що клієнт має майстерню для підготовки інертного газу.
Твердість сплавів на основі нікелю змінюється залежно від вимог роботи, але зазвичай становить від 30 HRC до 60 HRC.
2.3 У високотемпературному середовищі тиск сплавів на основі нікелю відносно великий
Зазначена вище твердість відноситься до твердості при кімнатній температурі. Однак при високій температурі робочого середовища твердість сплавів на основі нікелю знижується.
Як показано вище, хоча твердість сплавів на основі кобальту нижча, ніж твердість сплавів на основі нікелю при кімнатній температурі, твердість сплавів на основі кобальту набагато вища, ніж твердість сплавів на основі нікелю при високих температурах (таких як робоча форма температура).
На наступному графіку показано зміну твердості порошків припою різних сплавів із підвищенням температури:
2.4 Яке конкретне значення «порошок припою зі сплаву на основі кобальту»?
Розглядаючи кобальт як матеріал для покриття, він насправді є сплавом, що складається з кобальту (Co), хрому (Cr), вольфраму (W) або кобальту (Co), хрому (Cr) і молібдену (Mo). Сплави на основі кобальту, які зазвичай називають порошком припою «стеліт», містять карбіди та бориди, які формують власну твердість. Деякі сплави на основі кобальту містять 2,5% вуглецю. Головною особливістю сплавів на основі кобальту є їх надтвердість навіть при високих температурах.
2.5 Проблеми, що виникають під час нанесення сплавів на основі кобальту на поверхню пуансона/сердця:
Основна проблема осадження сплавів на основі кобальту пов'язана з їх високою температурою плавлення. Насправді температура плавлення сплавів на основі кобальту становить 1375–1400 °C, що майже дорівнює температурі плавлення вуглецевої сталі та чавуну. Гіпотетично, якби нам довелося використовувати газокисневе зварювання (OFW) або гіперзвукове полум’яне напилення (HVOF), то на етапі «переплавлення» основний метал також розплавився б.
Єдиним життєздатним варіантом нанесення порошку на основі кобальту на пуансон/сердечник є: Перенесена плазмова дуга (PTA).
2.6 Про охолодження
Як пояснювалося вище, використання процесів киснево-газового зварювання (OFW) і гіперзвукового полум’яного розпилення (HVOF) означає, що нанесений шар порошку одночасно розплавляється та приклеюється. На наступній стадії переплавлення лінійний шов ущільнюється і пори заповнюються.
Можна побачити, що з’єднання між поверхнею основного металу та поверхнею облицювання ідеальне та без перерв. Пуансони під час тестування були на тій самій виробничій лінії (пляшка), штампи з використанням зварювання в кисневому газі (OFW) або надзвукового полум’яного напилення (HVOF), штампи з використанням плазмової дуги (PTA), показані на тому самому Під тиском охолоджуючого повітря , робоча температура пуансона з плазмопереносною дугою (PTA) на 100°C нижча.
2.7 Про механічну обробку
Механічна обробка є дуже важливим процесом у виробництві пуансонів/сердців. Як зазначено вище, дуже невигідно наносити порошок припою (на пуансони/сердечники) із значно зниженою твердістю при високих температурах. Однією з причин є механічна обробка; обробка порошкового припою з твердістю 60HRC досить складна, що змушує клієнтів вибирати лише низькі параметри під час налаштування параметрів токарного інструменту (швидкість токарного інструменту, швидкість подачі, глибина…). Використання такої ж процедури зварювання розпиленням порошкового сплаву 45HRC значно легше; параметри токарного інструменту також можна встановити вище, і саму обробку буде легше виконати.
2.8 Про вагу наплавленого порошку припою
Процеси газокисневого зварювання (OFW) і надзвукового полум’яного напилення (HVOF) мають дуже високі показники втрат порошку, які можуть досягати 70% при зчепленні матеріалу покриття з деталлю. Якщо для зварювання розпиленням серцевини насправді потрібно 30 грамів порошку припою, це означає, що зварювальний пістолет повинен розпилити 100 грамів порошку припою.
На сьогодні швидкість втрат порошку за технологією плазмової дуги (PTA) становить приблизно від 3% до 5%. Для такого ж видувного сердечника зварювальному пістолету потрібно розпорошити лише 32 грами порошку припою.
2.9 Про час осадження
Тривалість наплавлення при газокисневому зварюванні (OFW) і надзвуковому полум’яному напиленні (HVOF) однакова. Наприклад, час осадження та переплавлення одного і того ж видувного сердечника становить 5 хвилин. Технологія Plasma Transferred Arc (PTA) також вимагає тих самих 5 хвилин для досягнення повного затвердіння поверхні заготовки (плазмова дуга).
На малюнках нижче показано результати порівняння між цими двома процесами та зварюванням плазмовою дугою (PTA).
Порівняння пуансонів для наплавлення на основі нікелю та на основі кобальту. Результати поточних випробувань на тій самій виробничій лінії показали, що пуансони для плакування на основі кобальту прослужили в 3 рази довше, ніж пуансони для плакування на основі нікелю, і пуансони для плакування на основі кобальту не показали жодної «деградації». Третій аспект: Питання та відповіді про інтерв’ю з паном Клаудіо Корні, італійським експертом із зварювання розпиленням, про повне зварювання розпиленням порожнини
Запитання 1: Яка товщина зварювального шару теоретично необхідна для зварювання розпиленням у порожнині? Чи впливає товщина шару припою на продуктивність?
Відповідь 1: я пропоную, щоб максимальна товщина зварювального шару становила 2~2,5 мм, а амплітуда коливань була встановлена на 5 мм; якщо замовник використовує більше значення товщини, може виникнути проблема «з’єднання внахлест».
Питання 2: Чому б не використовувати більший поворот OSC=30 мм на прямій ділянці (рекомендовано встановити 5 мм)? Хіба це не було б набагато ефективніше? Чи є якесь особливе значення для 5-мм розмаху?
Відповідь 2: Я рекомендую, щоб пряма частина також використовувала коливання 5 мм для підтримки належної температури на формі;
Якщо використовується 30-міліметровий поворот, потрібно встановити дуже низьку швидкість розпилення, температура заготовки буде дуже високою, а розрідження основного металу стає занадто високим, а твердість втраченого наповнювача досягає 10 HRC. Ще один важливий фактор — це подальше навантаження на заготовку (через високу температуру), що збільшує ймовірність розтріскування.
З коливанням ширини 5 мм швидкість лінії є швидшою, можна отримати найкращий контроль, формуються гарні кути, зберігаються механічні властивості наповнювального матеріалу, а втрати становлять лише 2–3 HRC.
Q3: Які вимоги до складу порошкового припою? Який порошок припою підходить для зварювання розпиленням у порожнину?
A3: Я рекомендую порошок припою моделі 30PSP, у разі появи тріщин використовуйте 23PSP для чавунних форм (використовуйте модель PP для мідних форм).
Q4: Яка причина вибору ковкого чавуну? У чому проблема використання сірого чавуну?
Відповідь 4: У Європі ми зазвичай використовуємо чавун з шаровидним шаром, оскільки чавун з шаровидним шаром (дві англійські назви: Nodular cast iron і Ductile cast iron), назва отримана тому, що графіт, який він містить, існує під мікроскопом у сферичній формі; на відміну від шарів Листоформований сірий чавун (насправді, його точніше можна назвати «шаруватий чавун»). Такі композиційні відмінності визначають головну відмінність між ковким чавуном і шаруватим чавуном: сфери створюють геометричний опір поширенню тріщин і таким чином набувають дуже важливу характеристику пластичності. Крім того, сферична форма графіту, якщо врахувати ту саму кількість, займає меншу площу поверхні, завдаючи менше пошкоджень матеріалу, отже, отримуючи перевагу матеріалу. Починаючи з свого першого промислового використання в 1948 році, ковкий чавун став хорошою альтернативою сталі (та іншим чавунам), що забезпечує низьку вартість і високу продуктивність.
Дифузійні характеристики ковкого чавуну завдяки його характеристикам у поєднанні з характеристиками легкого різання та змінного опору чавуну, відмінне співвідношення опору/ваги
хороша оброблюваність
низька вартість
Вартість одиниці має хорошу стійкість
Чудове поєднання властивостей розтягування та подовження
Запитання 5: Що краще для довговічності з високою та низькою твердістю?
A5: Весь діапазон становить 35~21 HRC, я рекомендую використовувати порошок припою 30 PSP, щоб отримати значення твердості, близького до 28 HRC.
Твердість не залежить безпосередньо від терміну служби прес-форми, головною відмінністю в терміні служби є спосіб «покриття» поверхні форми та використовуваний матеріал.
Ручне зварювання, фактична комбінація (зварювальний матеріал і основний метал) отриманої форми не така хороша, як у плазми PTA, і в процесі виробництва скла часто з’являються подряпини.
Питання 6: Як виконати повне зварювання розпиленням внутрішньої порожнини? Як визначити і контролювати якість шару припою?
Відповідь 6: Я рекомендую встановити низьку швидкість порошку на зварювальному апараті PTA, не більше 10 об/хв; починаючи від кута плеча, зберігайте відстань у 5 мм для зварювання паралельних кульок.
Напишіть в кінці:
В епоху швидких технологічних змін наука й технології рушійно впливають на розвиток підприємств і суспільства; зварювання розпиленням однієї і тієї ж заготовки можна досягти різними процесами. Що стосується фабрики прес-форм, окрім розгляду вимог своїх клієнтів, який процес слід використовувати, вона також повинна брати до уваги ефективність інвестицій у обладнання, гнучкість обладнання, витрати на обслуговування та витратні матеріали для подальшого використання, а також чи обладнання може охоплювати більш широкий асортимент продукції. Мікроплазмове зварювання розпиленням, безсумнівно, є кращим вибором для фабрик, що виготовляють прес-форми.
Час публікації: 17 червня 2022 р