Uporovno varjenje je zanesljiva, poceni in učinkovita metoda trajnega spajanja dveh ali več kovinskih kosov.Medtem ko je uporovno varjenje pravi postopek varjenja, brez dodajne kovine, brez varilnega plina.Po varjenju ni odvečne kovine, ki bi jo bilo treba odstraniti.Ta metoda je primerna za množično proizvodnjo.Zvari so trdni in komaj opazni.

V preteklosti se je uporovno varjenje učinkovito uporabljalo za spajanje visokoodpornih kovin, kot so železove in nikljeve zlitine.Višja električna in toplotna prevodnost bakrovih zlitin naredi varjenje bolj zapleteno, vendar lahko običajna varilna oprema to pogosto naredi. Zlitina ima kakovosten polni zvar.Z ustreznimi tehnikami uporovnega varjenja lahko berilijev baker varimo samega sebe, na druge bakrove zlitine in na jeklo.Bakrove zlitine, manjše od 1,00 mm, je na splošno lažje variti.

Postopki uporovnega varjenja, ki se običajno uporabljajo za varjenje komponent iz berilijevega bakra, točkovno varjenje in projekcijsko varjenje.Debelina obdelovanca, material zlitine, uporabljena oprema in zahtevano stanje površine določajo primernost za posamezni postopek.Druge pogosto uporabljene tehnike uporovnega varjenja, kot so plamensko varjenje, sočelno varjenje, šivno varjenje itd., se pogosto ne uporabljajo za bakrove zlitine in o njih ne bomo razpravljali.Bakrove zlitine je enostavno spajkati.

Ključi pri uporovnem varjenju so tok, tlak in čas.Zasnova elektrod in izbor elektrodnih materialov sta zelo pomembna za zagotavljanje kakovosti varjenja.Ker obstaja veliko literature o uporovnem varjenju jekla, se več zahtev za varjenje berilijevega bakra, predstavljenih tukaj, nanaša na isto debelino.Uporovno varjenje je komaj natančna znanost, varilna oprema in postopki pa močno vplivajo na kakovost varjenja.Zato se lahko za določitev optimalnih varilnih pogojev za vsako aplikacijo uporabi niz testov varjenja, ki so tukaj predstavljeni le kot vodilo.

Ker ima večina površinskih kontaminantov visoko električno upornost, je treba površino redno čistiti.Kontaminirane površine lahko zvišajo delovno temperaturo elektrode, skrajšajo življenjsko dobo konice elektrode, naredijo površino neuporabno in povzročijo odstopanje kovine od območja zvara.povzroči lažno varjenje ali ostanke.Na površino je pritrjen zelo tanek oljni film ali konzervans, ki praviloma nima težav pri uporovnem varjenju, najmanj težav pri varjenju pa ima na površino galvaniziran berilijev baker.

Berilijev baker s presežkom nemastnih maziv ali maziv za izpiranje ali žigosanje je mogoče očistiti s topilom.Če je površina močno zarjavela ali je površina oksidirana zaradi rahle toplotne obdelave, jo je treba oprati, da odstranite oksid.Za razliko od zelo vidnega rdečkasto rjavega bakrovega oksida je prozorni berilijev oksid na površini traku (ki nastane s toplotno obdelavo v inertnem ali redukcijskem plinu) težko zaznati, vendar ga je prav tako treba odstraniti pred varjenjem.

Berilijeva bakrova zlitina

Obstajata dve vrsti berilijevih bakrovih zlitin.Visoko trdne berilijeve bakrove zlitine (zlitine 165, 15, 190, 290) imajo večjo trdnost kot katera koli bakrova zlitina in se pogosto uporabljajo v električnih konektorjih, stikalih in vzmeteh.Električna in toplotna prevodnost te zlitine visoke trdnosti je približno 20 % prevodnosti čistega bakra;visokoprevodne berilijeve bakrove zlitine (zlitine 3.10 in 174) imajo nižjo trdnost, njihova električna prevodnost pa je približno 50 % prevodnosti čistega bakra, ki se uporablja za napajalne konektorje in releje.Visoko trdne berilijeve bakrove zlitine je lažje uporovno variti zaradi njihove nižje električne prevodnosti (ali večje upornosti).

Berilijev baker pridobi visoko trdnost po toplotni obdelavi, obe zlitini berilijevega bakra pa sta lahko dobavljeni v predhodno segretem ali toplotno obdelanem stanju.Varjenje je treba na splošno izvajati v toplotno obdelanem stanju.Varjenje je treba na splošno izvesti po toplotni obdelavi.Pri uporovnem varjenju berilijevega bakra je toplotno prizadeto območje običajno zelo majhno in ni treba imeti obdelovanca iz berilijevega bakra za toplotno obdelavo po varjenju.Alloy M25 je izdelek iz bakrene palice iz berilija.Ker ta zlitina vsebuje svinec, ni primerna za uporovno varjenje.

Uporovno točkovno varjenje

Berilijev baker ima nižjo upornost, večjo toplotno prevodnost in koeficient razteznosti kot jeklo.Na splošno ima berilijev baker enako ali večjo trdnost kot jeklo.Pri uporabi uporovnega točkovnega varjenja (RSW) samega berilijevega bakra ali berilijevega bakra in drugih zlitin uporabite višji varilni tok (15 %), nižjo napetost (75 %) in krajši čas varjenja (50 %).Berilijev baker prenese višje varilne pritiske kot druge bakrove zlitine, a težave lahko povzročajo tudi prenizki tlaki.

Za doseganje doslednih rezultatov pri bakrovih zlitinah mora biti varilna oprema sposobna natančno nadzorovati čas in tok, pri čemer je prednostna oprema za varjenje z izmeničnim tokom zaradi nižje temperature elektrode in nizkih stroškov.Časi varjenja 4-8 ciklov so dali boljše rezultate.Pri varjenju kovin s podobnimi razteznimi koeficienti lahko z nagibnim varjenjem in nadtokovnim varjenjem nadzirate raztezanje kovine, da omejite skrito nevarnost varilnih razpok.Berilijev baker in druge bakrove zlitine varimo brez nagibnega in nadtokovnega varjenja.Če se uporablja nagnjeno varjenje in varjenje nad tokom, je število krat odvisno od debeline obdelovanca.

Pri uporovnem točkovnem varjenju berilijevega bakra in jekla ali drugih visokoodpornih zlitin je mogoče doseči boljše toplotno ravnovesje z uporabo elektrod z manjšimi kontaktnimi površinami na eni strani berilijevega bakra.Material elektrode v stiku z berilijevim bakrom mora imeti večjo prevodnost kot obdelovanec, primerna je elektroda skupine RWMA2.Ognjevarne kovinske elektrode (volfram in molibden) imajo zelo visoka tališča.Ni težnje, da bi se držal berilijevega bakra.Na voljo so tudi 13 in 14 polne elektrode.Prednost ognjevzdržnih kovin je njihova dolga življenjska doba.Vendar pa so zaradi trdote takšnih zlitin možne površinske poškodbe.Vodno hlajene elektrode bodo pomagale nadzorovati temperaturo konice in podaljšale življenjsko dobo elektrod.Vendar pa lahko pri varjenju zelo tankih delov berilijevega bakra uporaba vodno hlajenih elektrod povzroči kaljenje kovine.

Če je razlika v debelini med berilijevim bakrom in zlitino z visoko upornostjo večja od 5, je treba uporabiti projekcijsko varjenje zaradi pomanjkanja praktičnega toplotnega ravnovesja.

Uporovno projekcijsko varjenje

Številne težave berilijevega bakra pri uporovnem točkovnem varjenju je mogoče rešiti z uporovnim štrlečim varjenjem (RpW).Zaradi majhnega območja toplotnega vpliva je mogoče izvesti več operacij.Različne kovine različnih debelin je enostavno variti.Elektrode s širšim prerezom in različne oblike elektrod se uporabljajo pri uporovnem projekcijskem varjenju za zmanjšanje deformacij in lepljenja.Prevodnost elektrode je manjši problem kot pri uporovnem točkovnem varjenju.Običajno se uporabljajo 2-, 3- in 4-polne elektrode;trša kot je elektroda, daljša je življenjska doba.

Mehkejše bakrove zlitine niso podvržene uporovnemu projekcijskemu varjenju, berilijev baker je dovolj močan, da prepreči prezgodnje razpoke pri udarcih in zagotovi zelo popoln zvar.Berilijev baker je mogoče štrleče variti tudi pri debelinah pod 0,25 mm.Kot pri uporovnem točkovnem varjenju se običajno uporablja oprema z izmeničnim tokom.

Pri spajkanju različnih kovin se izbokline nahajajo v bolj prevodnih zlitinah.Berilijev baker je dovolj kovljiv, da preluknja ali iztisne skoraj vse konveksne oblike.Vključno z zelo ostrimi oblikami.Obdelovanec iz berilijevega bakra je treba oblikovati pred toplotno obdelavo, da preprečite razpoke.

Podobno kot uporovno točkovno varjenje tudi postopki uporovnega varjenja z berilijevim bakrom rutinsko zahtevajo višjo amperažo.Moč mora biti trenutno pod napetostjo in dovolj visoka, da povzroči, da se štrlina stopi, preden poči.Tlak in čas varjenja sta prilagojena za nadzor lomljenja izboklin.Tlak in čas varjenja sta odvisna tudi od geometrije izbokline.Porušitveni tlak bo zmanjšal napake zvara pred in po varjenju.

Varno ravnanje z berilijevim bakrom

Tako kot mnogi industrijski materiali je tudi berilijev baker nevaren za zdravje le, če se z njim ravna nepravilno.Berilijev baker je popolnoma varen v svoji običajni trdni obliki, v končnih delih in v večini proizvodnih operacij.Vendar pa lahko pri majhnem odstotku posameznikov vdihavanje drobnih delcev povzroči slabše stanje pljuč.Z uporabo preprostih tehničnih nadzorov, kot so odzračevalne operacije, ki ustvarjajo droben prah, lahko zmanjšate nevarnost.

Ker je varilna talina zelo majhna in ni odprta, ni posebne nevarnosti pri nadzoru uporovnega varjenja z berilijevim bakrom.Če je po spajkanju potreben postopek mehanskega čiščenja, ga je treba izvesti tako, da se delo izpostavi okolju drobnih delcev.