铜合金焊接头

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铜合金的技巧

高性能,持久的焊接头

随着我们的高电导和导热铜合金尖端增加MIG尖端寿命

接触头是任何GMAW焊接系统中最小和相对便宜的组件之一;然而,它可能是灾难性故障的来源,导致生产停机和增加成本。

在大多数情况下,由于尖端故障导致的经济失败超过了这些部件的采集成本的多次。因此,生产焊接制造商正在持续寻求能够在越来越严格的生产条件和通过放置期望中表现出期望的提示。

接触尖端的主要功能是在通过其中心孔的情况下一致地将焊接电流转移到填充丝并与孔表面电接触。毫不奇怪,导电性是必不可少的,与银合金接触尖端的高性能成比例。

联系技巧可能会以多种不同的方式失败,而失败的根本原因往往与外部因素有关[图1]。

失败可以从那些导致某种类型的弧发起失败(例如烧坏,坏开始或电弧不稳定)到导致的那些导致错误的焊接沉积[图1和2]。

两者都是影响机器人和所有焊接制造商的故障。在这里,工具中心点(TCP)的可重复性对于避免昂贵的机器人重新编程至关重要。

TCP误差的重要贡献者之一被称为“键洞”(图1);在升高温度下尖端孔内的移动线的连续摩擦最终磨损孔出口。在钣金机器人焊接应用中,这可能导致焊接缺陷,例如缺乏融合或燃烧。

铜一直是多十年的首选材料,主要是因为在银后,它在所有金属中显示第二个最佳导电性(图2)。

然而,由于其面对中心的立方体(F.C.C.)结晶结构,纯铜是天然延展性的。

幸运的是,通过包括冷加工,固溶体,沉淀硬化和分散强化,可以加强铜可以加强铜。

在北美用于接触头的最流行和廉价的铜合金是CDA C12200 (P脱氧铜)。

诸如C18100(Cu-Cr-Zr),C18200(Cu-Cr),C17510(Cu-Be)的沉淀硬化合金对于高性能尖端是常见的,因为通常它们往往具有比C12200更高的物理磨损性能。

不幸的是,作为大多数强化机制,沉淀硬化损害了铜的导电性。混合了这些合金的工厂经验;在一些应用中,他们似乎工作,而在其他应用中没有明显的区别与C12200铜。

目前还不清楚是什么精确的微观机制在接触尖端产生磨损。

一些研究[图3]表明孔出口处的相对较小的区域持续大部分磨损。

在该区域,电流密度和温度足够高,以促进电气侵蚀[3,4],磨损和氧化现象,从而加速磨损。

这些现象中的许多现象与从尖端孔到移动线的电子转移的有效性有关。

这种有效性在很大程度上取决于孔的接触电阻。显然,导电性似乎在联系人提示的寿命上发挥着基本作用。在这种方向上,已经研究了通过使用高电导率铜的耐力增加接触尖端耐久性的研究。

如今,最常用的铜合金显示出低于85%的IACS的电导率;例如,合金C17510(铍铜)的电导率可以低至45%IACS。这种新的铜银合金,Cuagsp,显示出98%IACS的电导率。远远高于任何市售合金(图3/4)。

在标准的含银蛋白上膨胀,Cuagsp的组成已被调整,以在当今市场上提供最经济高度和高导电的铜尖材料。

这种合金目前被用于生产高耐久性的触头,不会显示电弧不稳定性或其他电气或热问题,这些问题是上述沉淀硬化铜常见的。

优化性能似乎与低维修温度和电阻相结合的高效电导率和电弧转移,这两者都大大减小了侵蚀,电弧不稳定性和较差的弧形起动特性。

图4.

铜合金设计 作品% 软化温度 电导率%IACS 硬度Hv. 导热系数 电阻 美国不
铬锆 Cu min 99+ Cr.65 Zr.08 500℃ 75 170 335 23. CRZR.
磷脱氧 Cu min 99.9 P 0.015- 0.040 300°C 85 115. 335 20. 设计马力C12200

  • 图1:由于尖端磨损过度的钥匙孔
  • 图2:电导率纯净房间温度的金属[5]
  • 图3:电导率Cuagsp.与常用的接触尖端合金以及超纯Copper相比,[6]相比。
  • 图4:可用接触尖合金的比较特性

参考文献
1.李建平,“气体保护焊的接触头寿命”,《焊接学报》,1998,12,pp 29-35
2. J. Villafuerte,“双层铜铜铜尖端和电极盖”,焊接。J,2003年11月,卷。82,11号
3. Yamada T.,Takana O.,Weld。J.,Vol 66,No9,1987,35-42
4. H.,Polrolniczak H.,Schreiber S.:Schweissen und Schneiden,Vol.47,No.5。1995年5月.PP.356,358,360-362,365(文本和标题的英文翻译PP.e88-E90)
5.e·a·布兰德斯,g·b·布鲁克;史密斯金属参考书,第7版,Butterworth-Heinemann, 1992,第19-1页
6.铜开发协会:标准手册,1985年

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