ความสามารถในการเชื่อม การดัดงอ และความสามารถในการประทับตราของทองแดงบริสุทธิ์

โดยทั่วไปทองแดงบริสุทธิ์ถือว่ามีความสามารถในการเชื่อมที่ดี แต่การเชื่อมไม่ง่ายเหมือนเหล็กกล้าคาร์บอน และกระบวนการเชื่อมก็มีลักษณะเฉพาะบางประการที่ต้องให้ความสนใจ เหตุผลหลักที่ส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อมของทองแดงบริสุทธิ์นั้นอยู่ที่คุณสมบัติทางกายภาพ ประการแรก ทองแดงบริสุทธิ์มีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนประมาณ 5 เท่า ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ความร้อนที่เกิดจากส่วนเชื่อมจะถูกนำไปยังโลหะฐานอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดพื้นที่รับความร้อนขนาดใหญ่- เกิดความยากลำบากในการสร้างบ่อหลอมเหลวที่มั่นคง และเกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เช่น การหลอมละลายที่ไม่สมบูรณ์และการเจาะทะลุที่ไม่สมบูรณ์ หากพารามิเตอร์การเชื่อมไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม

ประการที่สอง ทองแดงบริสุทธิ์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและอัตราการหดตัวสูง หลังจากการเชื่อม ความเครียดจากการเชื่อมขนาดใหญ่และการเสียรูปมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวในการเชื่อมหรือโลหะฐานได้ นอกจากนี้ เมื่อทองแดงบริสุทธิ์ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 300 องศา) ทองแดงจะออกซิไดซ์กับออกซิเจนในอากาศได้ง่ายจนเกิดเป็นคอปเปอร์ออกไซด์ (CuO และ Cu₂O) ซึ่งมีความเปราะบางสูง และจะลดความแข็งแรงและความเหนียวของการเชื่อม นำไปสู่ข้อบกพร่องในการเชื่อม เช่น การรวมตะกรัน

อย่างไรก็ตาม ด้วยการเลือกวิธีการและพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสม จึงสามารถเชื่อมทองแดงบริสุทธิ์ได้ดี วิธีการเชื่อมทั่วไปสำหรับทองแดงบริสุทธิ์ ได้แก่ การเชื่อมอาร์กทังสเตนด้วยแก๊ส (TIG) การเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (MIG) การบัดกรีแข็ง และการเชื่อมด้วยความต้านทาน หนึ่งในนั้น การเชื่อม TIG เป็นวิธีการเชื่อมทองแดงบริสุทธิ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถควบคุมสระหลอมเหลว ลดการเกิดออกซิเดชัน และได้รอยเชื่อมคุณภาพสูง-อย่างมีประสิทธิภาพ ก่อนการเชื่อม จำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวชิ้นงานอย่างละเอียดเพื่อขจัดออกไซด์ คราบน้ำมัน และสิ่งสกปรกอื่นๆ และอุ่นชิ้นงานอย่างเหมาะสม (ปกติคือ 150-300 องศา) เพื่อลดความแตกต่างของอุณหภูมิและความเครียดในการเชื่อม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม โดยทั่วไปแล้ว ทองแดงบริสุทธิ์นั้นง่ายต่อการเชื่อมโดยใช้เทคนิคและกระบวนการที่เหมาะสม

ทองแดงบริสุทธิ์มีความเหนียวและความเหนียวที่ดีเยี่ยม ซึ่งทำให้งอได้ง่ายมาก ความเหนียวหมายถึงความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปพลาสติกโดยไม่แตกหักเนื่องจากแรงภายนอก และความเหนียวของทองแดงบริสุทธิ์ก็เป็นหนึ่งในอันดับต้นๆ ของวัสดุโลหะ การยืดตัวหลังจากการแตกหักสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 30% และมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกได้ดีแม้ในอุณหภูมิห้อง ซึ่งสามารถโค้งงอเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ตามความต้องการที่แท้จริงโดยไม่แตกร้าวหรือแตกหัก

เมื่อดัดทองแดงบริสุทธิ์ แทบไม่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับอุปกรณ์และกระบวนการดัดงอ สามารถดัดงอได้ด้วยตนเองด้วยเครื่องมือง่ายๆ เช่น คีมและเครื่องดัดงอ หรือด้วยอุปกรณ์ดัดแบบมืออาชีพสำหรับการผลิตขนาดใหญ่- รัศมีการโค้งงอของทองแดงบริสุทธิ์มีขนาดค่อนข้างเล็ก และแม้แต่การโค้งงอในรัศมีน้อย-ก็สามารถบรรลุได้โดยไม่เกิดความเสียหายต่อวัสดุอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น ในการผลิตท่อทองแดง ลวดทองแดง และแผ่นทองแดง ทองแดงบริสุทธิ์สามารถโค้งงอเป็นรูปตัว U- รูปตัว L- และโครงสร้างที่ซับซ้อนอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการติดตั้งและใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

ควรสังเกตว่าแม้ว่าทองแดงบริสุทธิ์จะงอได้ง่าย แต่การดัดงอมากเกินไปหรือการดัดงอซ้ำ ๆ อาจทำให้วัสดุแข็งตัวได้ การแข็งตัวของงานจะทำให้ส่วนของวัสดุแข็งและเปราะซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวเมื่อดัดงออีกครั้ง ในกรณีนี้ สามารถดำเนินการอบชุบด้วยความร้อน (เช่น การอบอ่อน) เพื่อขจัดการชุบแข็งของงาน คืนความเหนียวของทองแดงบริสุทธิ์ และรับประกันความก้าวหน้าของกระบวนการดัดได้อย่างราบรื่น โดยรวมแล้ว ความเหนียวที่ยอดเยี่ยมของทองแดงบริสุทธิ์ทำให้โค้งงอได้ง่ายมาก และเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพการดัดงอดีเยี่ยม

ความสามารถในการประทับตราหมายถึงความสามารถของวัสดุที่จะแปรรูปเป็นชิ้นส่วนต่างๆ ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนผ่านกระบวนการปั๊ม เช่น การปั๊มขึ้นรูป การดึง การดัด และการขึ้นรูปภายใต้แรงกด ทองแดงบริสุทธิ์มีความสามารถในการประทับตราได้ดี ซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากความเป็นพลาสติกที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงของผลผลิตต่ำ และการยืดตัวสูง ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการปั๊มต่างๆ

ในกระบวนการปั๊มทองแดงบริสุทธิ์ ทองแดงสามารถผ่านการเสียรูปพลาสติกขนาดใหญ่ได้โดยไม่แตกหัก และสามารถแปรรูปเป็นชิ้นส่วนที่มีผนังบาง- ชิ้นส่วนโค้งที่ซับซ้อน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้ด้วยความแม่นยำสูง ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า แผ่นทองแดงบริสุทธิ์มักถูกประทับตราไว้ที่หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ขั้วต่อ และส่วนอื่นๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ทองแดงบริสุทธิ์ใช้ในการประทับตราเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อน้ำมันเชื้อเพลิง และส่วนประกอบอื่นๆ ความสามารถในการประทับตราที่ดีของทองแดงบริสุทธิ์ยังสะท้อนให้เห็นในแรงปั๊มขนาดเล็ก ซึ่งสามารถลดการสึกหรอของแม่พิมพ์ปั๊มและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต

เช่นเดียวกับกระบวนการดัดงอ ทองแดงบริสุทธิ์อาจทำให้เกิดการแข็งตัวในระหว่างการปั๊ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการขึ้นรูปลึกและกระบวนการอื่นๆ ที่มีการเสียรูปมาก การชุบแข็งชิ้นงานจะเพิ่มความแข็งของวัสดุ ลดความเป็นพลาสติก และส่งผลต่อกระบวนการปั๊มขึ้นรูปในภายหลัง ดังนั้นในการผลิตจริง การหลอมขั้นกลางมักจะดำเนินการระหว่างกระบวนการปั๊มหลายครั้งเพื่อกำจัดการแข็งตัวของงาน คืนสถานะพลาสติกของทองแดงบริสุทธิ์ และรับประกันความก้าวหน้าของการปั๊มอย่างราบรื่น นอกจากนี้ พื้นผิวของทองแดงบริสุทธิ์ยังเรียบ ซึ่งสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างวัสดุและแม่พิมพ์ในระหว่างการปั๊ม หลีกเลี่ยงรอยขีดข่วนบนพื้นผิว และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนปั๊ม

โดยสรุป ทองแดงบริสุทธิ์มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีในแง่ของการเชื่อม การดัดงอ และความสามารถในการประทับตรา ความสามารถในการดัดงอและประทับตราได้ดีเยี่ยมเนื่องจากมีความเหนียวและพลาสติกที่ดีเยี่ยม และง่ายต่อการแปรรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ผ่านกระบวนการง่ายๆ แม้ว่าความสามารถในการเชื่อมจะได้รับผลกระทบจากการนำความร้อนสูงและการเกิดออกซิเดชันได้ง่าย แต่ก็สามารถเชื่อมได้อย่างง่ายดายโดยการเลือกวิธีการเชื่อมที่เหมาะสมและการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการ ดังนั้นทองแดงบริสุทธิ์จึงเป็นวัสดุที่เชื่อม โค้งงอ และประทับตราได้ง่าย อีกทั้งมีความสามารถในการขึ้นรูปเป็นเลิศ ประกอบกับการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ