ความสามารถในการเชื่อมของทองแดงบริสุทธิ์และวิธีการเชื่อมที่เหมาะสม

ความสามารถในการเชื่อมของทองแดงบริสุทธิ์ส่วนใหญ่ถูกจำกัดโดยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีดังต่อไปนี้:

การนำความร้อนสูง: ทองแดงบริสุทธิ์มีการนำความร้อนได้เร็วมาก ซึ่งทำให้สูญเสียความร้อนจำนวนมากระหว่างการเชื่อมได้ง่าย ส่งผลให้เกิดความยากลำบากในการสร้างสระหลอมเหลว ฟิวชั่นไม่สมบูรณ์ การเจาะไม่สมบูรณ์ และประสิทธิภาพการเชื่อมต่ำ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง: จะขยายตัวอย่างมากเมื่อถูกความร้อนและหดตัวอย่างรุนแรงเมื่อเย็นลง ซึ่งทำให้เกิดการเสียรูปในการเชื่อมขนาดใหญ่และความเค้นตกค้าง และยังนำไปสู่รอยแตกจากการเชื่อมอีกด้วย

แนวโน้มที่จะทำให้เกิดความพรุน: ไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ละลายในทองแดงจะตกตะกอนในรูปของรูพรุนในระหว่างการแข็งตัว และรูพรุนของไฮโดรเจนเป็นข้อบกพร่องที่พบบ่อยที่สุดในการเชื่อมทองแดง

ฟิล์มออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ: คอปเปอร์ออกไซด์ (Cu₂O) ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวที่อุณหภูมิสูง ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงและยากต่อการกำจัด จะช่วยลดความเป็นพลาสติกและความเหนียวของการเชื่อม และทำให้เกิดการเปราะของขอบเกรนได้ง่าย

ความแข็งแรงต่ำที่อุณหภูมิสูง: ทองแดงบริสุทธิ์จะอ่อนตัวลงอย่างเห็นได้ชัดที่อุณหภูมิสูง และรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ก็มีแนวโน้มที่จะพังทลายและแตกร้าวจากความร้อน

ดังนั้น ทองแดงบริสุทธิ์จึงไม่สามารถเชื่อมด้วยการยิงแบบเปิด-ง่ายๆ ได้ จำเป็นต้องมีการอุ่นเครื่อง การป้องกันที่แข็งแกร่ง และการป้อนความร้อนที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ข้อต่อที่ผ่านการรับรอง

ตามความหนาของชิ้นส่วนทองแดงบริสุทธิ์ โครงสร้าง ประสิทธิภาพการผลิต และข้อกำหนดการบริการ โดยทั่วไปจะใช้วิธีการเชื่อมต่อไปนี้:

การเชื่อม TIG เป็นวิธีการเชื่อมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและน่าเชื่อถือที่สุดสำหรับทองแดงบริสุทธิ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับแผ่นบาง ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ และโครงสร้างขนาดเล็ก

ข้อดี: ส่วนโค้งมีความเสถียร ความร้อนมีความเข้มข้น การเชื่อมมีความสวยงาม การกระเด็นเล็กน้อย และการเชื่อมมีความบริสุทธิ์

การป้องกัน: โดยทั่วไปแล้วอาร์กอน (Ar) จะถูกใช้เป็นก๊าซป้องกันเพื่อแยกอากาศอย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันการเกิดออกซิเดชันและความพรุน

การใช้งาน: เหมาะสำหรับแผ่นทองแดงบริสุทธิ์ ท่อ อุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ฯลฯ

ประเด็นสำคัญ: จำเป็นต้องมีการอุ่นล่วงหน้าอย่างเหมาะสมสำหรับแผ่นหนาปานกลาง- สามารถเลือกการเชื่อมต่อขั้วบวก AC หรือ DC ตามความหนาได้

การเชื่อม MIG เหมาะสำหรับชิ้นงานทองแดงบริสุทธิ์ขนาดกลางและหนาที่มีประสิทธิภาพการเชื่อมสูง

ข้อดี: ประสิทธิภาพการสะสมสูง การเจาะลึก เหมาะสำหรับงานเชื่อมยาวและการผลิตจำนวนมาก

ลวดเชื่อม: โดยทั่วไปจะใช้ลวดเชื่อมทองแดงบริสุทธิ์หรือลวดเชื่อมทองแดงซิลิกอนเพื่อปรับปรุงความลื่นไหลและความต้านทานการแตกร้าว

การป้องกัน: ใช้อาร์กอนหรืออาร์กอน 100%-ผสมฮีเลียมเพื่อเพิ่มการป้องกันและความเข้มข้นของความร้อน

การใช้งาน: ใช้ในชิ้นส่วนโครงสร้างทองแดงขนาดใหญ่ แผ่นทองแดงหนา บัสบาร์ไฟฟ้า ฯลฯ

การเชื่อมอาร์กพลาสม่ามีความหนาแน่นของพลังงานและความสามารถในการเจาะทะลุมากกว่าการเชื่อม TIG

ข้อดี: สามารถเชื่อม-ด้านเดียวและการขึ้นรูปสองด้าน-สำหรับแผ่นทองแดงที่มีความหนาบางจุด โดยมีการเสียรูปเล็กน้อยและมีความแข็งแรงของข้อต่อสูง

การใช้งาน: เหมาะสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างทองแดงบริสุทธิ์ที่มีความหนาปานกลาง-ที่ต้องการคุณภาพและประสิทธิภาพสูง

การบัดกรีแข็งเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง- ชิ้นส่วนขนาดเล็ก และการเชื่อมต่อโลหะที่ไม่เหมือนกันซึ่งเกี่ยวข้องกับทองแดงบริสุทธิ์

คุณสมบัติ: อุณหภูมิการเชื่อมต่ำ โลหะฐานไม่ละลาย การเสียรูปเล็กน้อย เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่ซับซ้อน

โลหะตัวเติมประสาน: โลหะตัวเติมประสานทองแดงฟอสฟอรัส, โลหะตัวเติมประสานทองแดงเงิน ฯลฯ

การใช้งาน: การเชื่อมต่อท่อทองแดง หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า แกนแลกเปลี่ยนความร้อน ทองแดงและเหล็กกล้า การเชื่อมต่อทองแดงและอะลูมิเนียมที่ไม่เหมือนกัน

นี่เป็นวิธีการเชื่อมด้วยลำแสงพลังงานสูง-ที่มีความแม่นยำสูงและการเสียรูปต่ำ

ข้อดี: การเจาะลึก โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-แคบ การเชื่อมผิดรูปเล็กน้อย เหมาะสำหรับส่วนประกอบทองแดงบริสุทธิ์-ที่มีความแม่นยำสูงและ-ประสิทธิภาพสูง

การใช้งาน: ใช้ในการบินและอวกาศ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์- เครื่องมือวัดความแม่นยำ และสาขาอื่นๆ

โดยสรุป ทองแดงบริสุทธิ์เป็นวัสดุ-ต่อ-การเชื่อมที่ยากและมีความสามารถในการเชื่อมต่ำภายใต้สภาวะทั่วไป แต่รอยเชื่อมที่ผ่านการรับรองสามารถหาได้จากการเลือกกระบวนการที่เหมาะสมและการควบคุมพารามิเตอร์ที่เข้มงวด ในบรรดาวิธีการเชื่อมหลายๆ วิธี การเชื่อม TIG เป็นวิธีการที่หลากหลายที่สุดและมักใช้กับทองแดงบริสุทธิ์ การเชื่อม MIG เหมาะสำหรับแผ่นหนาปานกลาง-และโอกาสที่มีประสิทธิภาพสูง- การบัดกรีเหมาะสำหรับชิ้นส่วนบางและการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน และการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรือลำแสงอิเล็กตรอนใช้สำหรับโอกาสที่มีความแม่นยำสูง-