Zgrzewanie oporowe to niezawodna, tania i skuteczna metoda trwałego łączenia ze sobą dwóch lub więcej elementów metalowych.Podczas gdy zgrzewanie oporowe jest prawdziwym procesem spawania, bez spoiwa, bez gazu spawalniczego.Nie ma nadmiaru metalu do usunięcia po spawaniu.Ta metoda jest odpowiednia do masowej produkcji.Spawy są solidne i prawie niewidoczne.

W przeszłości spawanie oporowe było skutecznie stosowane do łączenia metali o wysokiej wytrzymałości, takich jak stopy żelaza i niklu.Wyższa przewodność elektryczna i cieplna stopów miedzi sprawia, że ​​spawanie jest bardziej złożone, ale konwencjonalny sprzęt spawalniczy często jest w stanie je wykonać. Stop ma dobrą jakość pełnej spoiny.Przy odpowiednich technikach zgrzewania oporowego miedź berylowa może być spawana ze sobą, z innymi stopami miedzi oraz ze stalą.Stopy miedzi o grubości mniejszej niż 1,00 mm są generalnie łatwiejsze do spawania.

Procesy zgrzewania oporowego powszechnie stosowane do spawania elementów z miedzi berylowej, zgrzewania punktowego i zgrzewania garbowego.Grubość przedmiotu obrabianego, materiał stopu, używany sprzęt i wymagany stan powierzchni decydują o przydatności do danego procesu.Inne powszechnie stosowane techniki zgrzewania oporowego, takie jak zgrzewanie płomieniowe, zgrzewanie doczołowe, zgrzewanie liniowe itp., nie są powszechnie stosowane do stopów miedzi i nie będą omawiane.Stopy miedzi są łatwe do lutowania.

Kluczowe znaczenie w zgrzewaniu oporowym to prąd, ciśnienie i czas.Konstrukcja elektrod i dobór materiałów elektrod są bardzo ważne dla zapewnienia jakości spawania.Ponieważ istnieje wiele literatury na temat zgrzewania oporowego stali, kilka przedstawionych tutaj wymagań dotyczących spawania miedzi berylowej odnosi się do tej samej grubości.Zgrzewanie oporowe nie jest nauką ścisłą, a sprzęt i procedury spawalnicze mają ogromny wpływ na jakość spawania.Dlatego, przedstawione tutaj jedynie jako wskazówka, można zastosować serię testów spawania w celu określenia optymalnych warunków spawania dla każdego zastosowania.

Ponieważ większość zanieczyszczeń powierzchni przedmiotu obrabianego ma wysoką rezystancję elektryczną, powierzchnię należy regularnie czyścić.Zanieczyszczone powierzchnie mogą zwiększyć temperaturę roboczą elektrody, skrócić żywotność końcówki elektrody, uczynić powierzchnię bezużyteczną i spowodować odchylenie metalu od obszaru spawania.spowodować fałszywe spawanie lub pozostałości.Na powierzchnię przytwierdzony jest bardzo cienki film olejowy lub konserwujący, który generalnie nie ma problemów ze zgrzewaniem oporowym, a miedź berylowa pokryta galwanicznie na powierzchni ma najmniej problemów w spawaniu.

Miedź berylowa z nadmiarem smarów nietłustych lub spłukujących lub do tłoczenia można czyścić rozpuszczalnikiem.Jeśli powierzchnia jest mocno skorodowana lub utleniona w wyniku lekkiej obróbki cieplnej, należy ją umyć w celu usunięcia tlenku.W przeciwieństwie do dobrze widocznego czerwono-brązowego tlenku miedzi, przezroczysty tlenek berylu na powierzchni taśmy (powstały w wyniku obróbki cieplnej w gazie obojętnym lub redukującym) jest trudny do wykrycia, ale musi zostać usunięty przed spawaniem.

Stop miedzi berylu

Istnieją dwa rodzaje stopów miedzi berylu.Stopy miedzi berylowej o wysokiej wytrzymałości (stopy 165, 15, 190, 290) mają wyższą wytrzymałość niż jakikolwiek inny stop miedzi i są szeroko stosowane w złączach elektrycznych, przełącznikach i sprężynach.Przewodność elektryczna i cieplna tego stopu o wysokiej wytrzymałości wynosi około 20% przewodności czystej miedzi;stopy miedzi berylowej o wysokiej przewodności (stopy 3.10 i 174) mają niższą wytrzymałość, a ich przewodność elektryczna wynosi około 50% przewodności elektrycznej czystej miedzi, stosowanej do złączy zasilających i przekaźników.Stopy miedzi berylowej o wysokiej wytrzymałości są łatwiejsze do spawania oporowego ze względu na ich niższą przewodność elektryczną (lub wyższą rezystywność).

Miedź berylowa uzyskuje wysoką wytrzymałość po obróbce cieplnej, a oba stopy miedzi berylowej mogą być dostarczane w stanie wstępnie ogrzanym lub poddanym obróbce cieplnej.Operacje spawalnicze powinny być generalnie dostarczane w stanie ulepszonym cieplnie.Operacja spawania powinna być generalnie przeprowadzana po obróbce cieplnej.W zgrzewaniu oporowym miedzi berylowej strefa wpływu ciepła jest zwykle bardzo mała i nie jest wymagane posiadanie przedmiotu obrabianego z miedzi berylowej do obróbki cieplnej po spawaniu.Alloy M25 to grafitowy pręt z miedzi berylowej.Ponieważ stop ten zawiera ołów, nie nadaje się do zgrzewania oporowego.

Zgrzewanie punktowe oporowe

Miedź berylowa ma niższą rezystywność, wyższą przewodność cieplną i współczynnik rozszerzalności niż stal.Ogólnie rzecz biorąc, miedź berylowa ma taką samą lub wyższą wytrzymałość niż stal.W przypadku zgrzewania punktowego oporowego (RSW) samej miedzi berylowej lub miedzi berylowej i innych stopów należy stosować wyższy prąd spawania (15%), niższe napięcie (75%) i krótszy czas spawania (50%).Miedź berylowa wytrzymuje wyższe ciśnienie spawania niż inne stopy miedzi, ale problemy mogą być również spowodowane zbyt niskim ciśnieniem.

Aby uzyskać spójne wyniki w przypadku stopów miedzi, sprzęt spawalniczy musi być w stanie precyzyjnie kontrolować czas i prąd, a sprzęt do spawania prądem przemiennym jest preferowany ze względu na niższą temperaturę elektrody i niski koszt.Czasy zgrzewania 4-8 cykli dawały lepsze wyniki.Podczas spawania metali o podobnych współczynnikach rozszerzalności, spawanie pochylone i spawanie nadprądowe mogą kontrolować rozszerzanie się metalu, aby ograniczyć ukryte niebezpieczeństwo pęknięć spawalniczych.Miedź berylowa i inne stopy miedzi są spawane bez przechylania i spawania nadprądowego.Jeśli stosowane jest spawanie pod kątem i nadprądowe, to liczba takich zabiegów zależy od grubości przedmiotu obrabianego.

W punktowym zgrzewaniu oporowym miedzi berylowej i stali berylowej lub innych stopów o wysokiej wytrzymałości lepszą równowagę termiczną można uzyskać stosując elektrody o mniejszych powierzchniach styku po jednej stronie miedzi berylowej.Materiał elektrody stykający się z miedzią berylową powinien mieć wyższą przewodność niż przedmiot obrabiany, odpowiednia jest elektroda z grupy RWMA2.Ogniotrwałe elektrody metalowe (wolfram i molibden) mają bardzo wysokie temperatury topnienia.Nie ma tendencji do przyklejania się do miedzi berylowej.Dostępne są również elektrody 13- i 14-biegunowe.Zaletą metali ogniotrwałych jest ich długa żywotność.Jednak ze względu na twardość takich stopów może dojść do uszkodzenia powierzchni.Chłodzone wodą elektrody pomogą kontrolować temperaturę końcówki i wydłużyć żywotność elektrody.Jednak podczas spawania bardzo cienkich odcinków miedzi berylowej użycie elektrod chłodzonych wodą może spowodować hartowanie metalu.

Jeśli różnica grubości między miedzią berylową a stopem o wysokiej rezystywności jest większa niż 5, należy zastosować spawanie garbowe ze względu na brak praktycznej równowagi termicznej.

Spawanie projekcyjne oporowe

Wiele problemów związanych z miedzią berylową w zgrzewaniu punktowym oporowym można rozwiązać za pomocą zgrzewania oporowego rzutowego (RpW).Ze względu na małą strefę wpływu ciepła można wykonać wiele operacji.Różne metale o różnej grubości są łatwe do spawania.Elektrody o szerszym przekroju i różne kształty elektrod są stosowane w zgrzewaniu oporowym w celu zmniejszenia odkształceń i przywierania.Przewodność elektrody stanowi mniejszy problem niż w przypadku punktowego zgrzewania oporowego.Powszechnie stosowane są elektrody 2, 3 i 4-biegunowe;im twardsza elektroda, tym dłuższa żywotność.

Bardziej miękkie stopy miedzi nie są poddawane spawaniu oporowemu, miedź berylowa jest wystarczająco mocna, aby zapobiec przedwczesnemu pękaniu i zapewnić bardzo kompletne spoiny.Miedź berylowa może być również spawana garbowo przy grubości poniżej 0,25 mm.Podobnie jak w przypadku punktowego zgrzewania oporowego, zwykle stosuje się sprzęt prądu przemiennego.

Podczas lutowania różnych metali wybrzuszenia znajdują się w stopach o wyższej przewodności.Miedź berylowa jest wystarczająco ciągliwa, aby wykrawać lub wytłaczać prawie każdy wypukły kształt.W tym bardzo ostre kształty.Przedmiot obrabiany z miedzi berylowej powinien być uformowany przed obróbką cieplną, aby uniknąć pęknięć.

Podobnie jak punktowe zgrzewanie oporowe, procesy zgrzewania projekcyjnego miedzi berylowej rutynowo wymagają wyższego natężenia prądu.Moc musi być chwilowo zasilana i wystarczająco wysoka, aby spowodować stopienie występu, zanim pęknie.Ciśnienie i czas zgrzewania są dostosowywane w celu kontrolowania pękania uderzeń.Ciśnienie i czas zgrzewania zależą również od geometrii wypukłości.Ciśnienie rozrywające zmniejszy wady spoiny przed i po spawaniu.

Bezpieczne obchodzenie się z miedzią berylową

Podobnie jak wiele materiałów przemysłowych, miedź berylowa stanowi zagrożenie dla zdrowia tylko w przypadku niewłaściwego obchodzenia się z nią.Miedź berylowa jest całkowicie bezpieczna w swojej zwykłej postaci stałej, w gotowych częściach iw większości operacji produkcyjnych.Jednak u niewielkiego odsetka osób wdychanie drobnych cząstek może prowadzić do pogorszenia stanu płuc.Stosowanie prostych technicznych środków kontroli, takich jak odpowietrzanie generujące drobny pył, może zminimalizować zagrożenie.

Ponieważ stopiony materiał spawalniczy jest bardzo mały i nie jest otwarty, nie ma szczególnego niebezpieczeństwa, gdy kontrolowany jest proces zgrzewania oporowego miedzi berylowej.Jeśli po lutowaniu wymagany jest proces czyszczenia mechanicznego, należy to zrobić, wystawiając przedmiot na działanie drobnych cząstek.