I. Der Unterschied zwischen Messing und Kupfer Messing ist eine gelb gefärbte Legierung aus Kupfer und Zink. Gewöhnliches Messing besteht nur aus diesen beiden Elementen, während Sondermessing aus mehr als zwei Elementen wie Blei, Zinn, Mangan, Nickel, Eisen und Silizium besteht. Messing mit einem Kupfergehalt von 62% bis [...]
Messing
Messing ist eine gelb gefärbte Legierung aus Kupfer und Zink. Gewöhnliches Messing besteht nur aus diesen beiden Elementen, während Spezialmessing aus mehr als zwei Elementen wie Blei, Zinn, Mangan, Nickel, Eisen und Silizium besteht.
Messing mit einem Kupfergehalt von 62% bis 68% hat einen Schmelzpunkt von 934 bis 967 Grad. Es ist bekannt für seine hohe Verschleißfestigkeit und seine guten mechanischen Eigenschaften, wodurch es sich für die Herstellung von Druckgeräten eignet.
Sondermessing ist auch für seine hohe Festigkeit, Härte und chemische Korrosionsbeständigkeit bekannt. Dies macht es zu einer beliebten Wahl für die Herstellung von nahtlosen Rohren, die in Anwendungen wie Wärmetauschern, Kondensatoren, Niedertemperatur-Rohrleitungen und U-Boot-Transportrohren verwendet werden können.
Neben Rohren kann Messing auch zur Herstellung von FeinblechStangen, Gussstücke und andere Produkte. Aufgrund seiner starken Plastizität und seines hohen Kupfergehalts ist Messing ein idealer Werkstoff für die Herstellung von Druckgeräten.
Rotes Kupfer
Rotes Kupfer ist eine Kupferart, die ihren Namen von ihrer rötlich-violetten Farbe hat. Es wird auch als industrielles Reinkupfer bezeichnet und besteht ausschließlich aus Kupfer.
Rotes Kupfer hat einen Schmelzpunkt von 1083 °C und unterliegt keiner isomeren Umwandlung. Seine relative Dichte beträgt 8,9 und ist damit fünfmal höher als die von Magnesium. Außerdem ist es etwa 15% schwerer als gewöhnlicher Stahl.
Wenn sich auf seiner Oberfläche eine Oxidschicht bildet, nimmt Rotkupfer einen rötlich-violetten Farbton an, weshalb es auch als Rotkupfer bezeichnet wird. Dieses Kupfer enthält auch eine gewisse Menge an Sauerstoff und wird manchmal als sauerstoffhaltiges Kupfer bezeichnet.
Zu den Verfahren zum Schweißen von Messing gehören Gasschweißen, Lichtbogenschweißen, Lichtbogenhandschweißen und Argon-Lichtbogenschweißen.
Das Gasschweißen ist die am weitesten verbreitete Methode zum Schweißen von Messing, da die niedrige Temperatur der Gasschweißflamme die Verdampfung von Zink in Messing im Vergleich zum elektrischen Schweißen reduziert. Schweißverfahren.
Die üblicherweise für Messing verwendeten Schweißdrähte Gasschweißen sind Draht 221, Draht 222 und Draht 224. Diese Drähte enthalten Elemente wie Silizium, Zinn und Eisen, die dazu beitragen, die Verdampfung und den Verbrennungsverlust von Zink während des Schweißvorgangs zu verhindern und zu verringern, wodurch die Qualität der Schweißnaht gewährleistet und die Bildung von Poren verhindert wird.
Beim Gasschweißen von Messing werden in der Regel zwei Arten von Flussmitteln verwendet: festes Pulver und Gasflussmittel. Das Gasflussmittel besteht aus Methylborat und Methanol, wie z. B. das Gasmittel 301. Dieses Flussmittel trägt dazu bei, die Qualität der Schweißnaht zu verbessern und Verunreinigungen zu vermeiden.
Neben Kupfer 227 und Kupfer 237 können auch selbst hergestellte Elektroden verwendet werden für Messingschweißen. Beim Lichtbogenschweißen von Messing wird empfohlen, eine Gleichstromversorgung zu verwenden, bei der die positive Elektrode mit dem Werkstück und die negative Elektrode mit der Elektrode verbunden ist.
Vor dem Schweißen ist es wichtig, die Oberfläche des Werkstücks gründlich zu reinigen. Der Rillenwinkel sollte zwischen 60 und 70 Grad liegen, um eine einwandfreie Schweißnaht zu gewährleisten.
Um die Qualität der Schweißung zu verbessern, sollte das Werkstück auf eine Temperatur zwischen 150 und 250 °C vorgewärmt werden. Beim Schweißen wird empfohlen, einen kurzen Lichtbogen und eine lineare Bewegung ohne Quer- oder Hin- und Herschwingen zu verwenden. Die Website Schweißgeschwindigkeit sollte für optimale Ergebnisse hoch sein.
Es ist wichtig zu beachten, dass Messingschweißteile, die mit korrosiven Medien wie Seewasser und Ammoniak in Berührung kommen, nach dem Schweißen geglüht werden sollten, um die Schweißspannungen abzubauen.
Standard-Messingschweißdrähte wie Draht 221, Draht 222 und Draht 224 können für das Argon-Lichtbogenhandschweißen von Messing verwendet werden. Alternativ können auch Füllmaterialien mit der gleichen Zusammensetzung wie das Grundmetall verwendet werden.
Für dieses Verfahren können sowohl Gleichstrom-Positivverbindungen als auch Wechselstromschweißungen verwendet werden. Beim Wechselstromschweißen ist die Verdampfung von Zink geringer als beim Gleichstrom-Positivschweißen.
In den meisten Fällen ist ein Vorwärmen vor dem Schweißen nicht erforderlich. Wenn jedoch ein erheblicher Unterschied in der Blechdicke besteht, kann ein Vorwärmen erforderlich sein.
Es wird empfohlen, so schnell wie möglich zu schweißen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Nach dem Schweißen sollte die Schweißnaht auf eine Temperatur von 300 bis 400°C erwärmt werden, um Glühen um eventuelle Schweißspannungen abzubauen und Risse während des Gebrauchs zu vermeiden.
Für das Messing-Kohlenstoff-Lichtbogenschweißen können Draht 221, Draht 222 und Draht 224 entsprechend der Zusammensetzung des Grundmetalls ausgewählt werden. Alternativ dazu kann auch selbst hergestellter Messingschweißdraht verwendet werden.
Das Gasflussmittel 301 kann als Flussmittel beim Schweißen verwendet werden.
Es wird empfohlen, mit kurzem Lichtbogen zu schweißen, um die Verdampfung und den Verbrennungsverlust von Zink zu minimieren.
Rotkupfer, das auch als industrielles Reinkupfer bezeichnet wird, kann mit verschiedenen Verfahren geschweißt werden, z. B. mit Gasschweißen, manuellem Kohlelichtbogenschweißen, manuellem Lichtbogenschweißen, manuellem Argonlichtbogenschweißen und automatischem Schweißen für größere Strukturen.
Stumpfstöße sind die bevorzugte Methode zum Schweißen von Rotkupfer, Überlappstöße und T-Stöße werden nur bei Bedarf verwendet. Es gibt zwei Möglichkeiten für Schweißdrähte beim Gasschweißen: Schweißdrähte, die desoxidierende Elemente enthalten, wie z. B. die Drähte 201 und 202, oder eine Kombination aus allgemeinem Kupferdraht und Grundwerkstoff unter Verwendung des Gasmittels 301 als Flussmittel. Beim Gasschweißen von Rotkupfer sollte eine neutrale Flamme verwendet werden.
Beim Lichtbogenhandschweißen, Rotkupfer Schweißdraht Kupfer 107 wird mit einem Schweißkern aus rotem Kupfer (T2, T3) verwendet. Vor dem Schweißen ist es wichtig, die Kanten der Schweißnaht zu reinigen. Schweißnaht.
Wenn die Dicke des Werkstücks mehr als 4 mm beträgt, ist ein Vorwärmen mit einer Temperatur von etwa 400 bis 500 °C erforderlich. Zum Schweißen sollte die Kupferelektrode 107 verwendet werden, und es sollte eine Gleichstromversorgung mit umgekehrtem Anschluss verwendet werden.
Beim Schweißen sollte ein kurzer Lichtbogen verwendet werden und der Schweißdraht sollte sich nicht seitlich bewegen. Eine lineare Hin- und Herbewegung des Schweißdrahtes kann die Ausbildung der Schweißnaht verbessern. Bei langen Schweißnähten sollte das schrittweise Gegenschweißverfahren angewendet werden. Die Schweißgeschwindigkeit sollte so schnell wie möglich sein.
Beim Schweißen mehrerer Lagen ist es wichtig, die Schlacke zwischen den Lagen zu entfernen. Das Schweißen sollte in einem gut belüfteten Bereich erfolgen, um Kupfervergiftungen zu vermeiden. Nach dem Schweißen sollte die Schweißnaht mit einem Hammer geglättet werden, um Spannungen abzubauen und die Qualität der Schweißnaht zu verbessern.
Weiterführende Lektüre: Wie wählt man den richtigen Schweißdraht?
Beim Argon-Lichtbogenhandschweißen von Rotkupfer können Schweißdrähte wie Draht 201 (spezieller Rotkupfer-Schweißdraht), Draht 202 und T2-Rotkupferdraht verwendet werden. Vor dem Schweißen ist es wichtig, die Schweißkanten des Werkstücks und die Oberfläche des Schweißdrahts von Oxidschicht, Öl oder anderen Verunreinigungen zu reinigen, um Fehler wie Poren und Schlackeneinschlüsse zu vermeiden. Dies kann durch mechanische oder chemische Reinigungsmethoden erfolgen.
Die Größe der in das Werkstück eingebrachten Rille hängt von dessen Dicke ab. Bei einer Dicke von weniger als 3 mm ist keine Nut erforderlich. Bei einer Dicke von 3 bis 10 mm sollte eine V-Nut mit einem Winkel von 60 bis 70 Grad geöffnet werden. Bei einer Dicke von mehr als 10 mm sollte eine X-Nut mit einem Winkel von 60 bis 70 Grad angebracht werden. Es wird allgemein empfohlen, stumpfe Kanten zu vermeiden, um ein unvollständiges Eindringen zu verhindern. Das Spiel für Stoßverbindungen sollte zwischen 0,5 und 1,5 mm betragen, je nach Blechdicke und Nutgröße.
Die Gleichstrom-Positivschaltung wird in der Regel für das manuelle Argon-Lichtbogenschweißen von Rotkupfer verwendet, wobei die Wolframelektrode an die positive Elektrode angeschlossen wird. Um Poren zu vermeiden und eine zuverlässige Verschmelzung und Durchdringung der Schweißwurzel zu gewährleisten, ist es notwendig, die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen, den Argonverbrauch zu verringern und das Werkstück vorzuwärmen. Die Website Vorwärmtemperatur sollte bei Werkstücken mit einer Dicke von weniger als 3 mm zwischen 150 und 300 °C und bei Werkstücken mit einer Dicke von mehr als 3 mm zwischen 350 und 500 °C liegen. Die Vorwärmtemperatur sollte nicht zu hoch sein, da dies die mechanischen Eigenschaften des Materials beeinträchtigen kann. geschweißte Verbindung.
Das Kohle-Lichtbogenschweißen kann auch für Rotkupfer verwendet werden. Als Schweißelektroden können Kohleelektroden und Graphitelektroden verwendet werden, und der verwendete Schweißdraht ist der gleiche wie beim Gasschweißen. Der Grundwerkstoff kann auch geschnitten werden, und als Flussmittel kann Gasflussmittel 301 verwendet werden.
Bei der Installation einer Anlage musste ein Unternehmen sechs Kupferrohre (Modell T2) mit den Abmessungen Φ180mm×10mm schweißen. Für diese Aufgabe wurde das Wolfram-Inertgas-Handschweißen mit großem Erfolg eingesetzt. Der Schweißprozess verlief in folgenden Schritten:
1. Vorbereitung auf das Schweißen
1.1 Das verwendete Schweißgerät war ein WSE-350 AC/DC WIG-Schweißen Maschine mit positiver DC-Polarität. Die gewählte Schweißmaterial war Kupferschweißdraht (Draht 201) mit einem Durchmesser von 3 mm. Die Reinheit des Argongases betrug ≥99,96%.
1.2 Die Schrägen wurden lückenlos ausgerichtet.
1.3 Der Schweißbereich des Kupferrohrs und des Kupferdrahts wurde frei von Öl, Oxidationsschichten, Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen gehalten und wies einen metallischen Glanz auf.
1.4 Parameter der Schweißung: Es wurde eine Φ3mm-Cerium-Wolfram-Elektrode zusammen mit einer Φ14mm-Düse verwendet. Der Schweißstrom wurde auf 160~180A eingestellt, und der Argon-Gasfluss betrug 15L/min.
1.5 Vorwärmen: Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und des Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer sowie seiner Sprödigkeit bei Erwärmung wurden die Fase des Kupferrohrs und der 60-mm-Bereich auf beiden Seiten vor dem Schweißen vorgewärmt. Diese Vorwärmung erfolgte mit einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme, die eine Temperatur von etwa 500 °C erreichte. Die Temperatur wurde mit einem Punktkontaktthermometer gemessen.
1.6 Zwei Bereiche des Rohrs wurden geheftet (der Umfang des Rohrs wurde in drei gleiche Teile geteilt, von denen zwei geheftet wurden und einer den Ausgangspunkt der Schweißnaht bildete). Die Heftschweißnähte hatten eine erforderliche Länge von ≥10 mm und eine geeignete Schweißnahthöhe von 3 mm.
2. Verfahren zum Schweißen
Der Schweißvorgang wurde in zwei Lagen durchgeführt: eine Wurzellage und eine Decklage. Alle Schweißungen erfolgten in der Rotationsschweißposition, d. h. zwischen 10 und 11:30 Uhr auf einem Ziffernblatt, mit einer zufälligen Aufwärtsdrehung während des Schweißens.
2.1 Wurzellauf: Der Wurzellauf wurde mit einer linksgerichteten Schweißtechnik. Während des Schweißens wurden Maßnahmen ergriffen, um die Bildung von Gaseinschlüssen, Schlackeneinschlüssen, Schweißspritzern und unvollständigem Einbrand zu verhindern. Der Winkel zwischen dem Schweißdraht und der Rohroberfläche wurde so klein wie möglich gehalten, um die Wirksamkeit der Argonabschirmung zu verbessern, wie in Abbildung 7 dargestellt.
Achten Sie auf eine gleichmäßige Bewegung der Schweißzange und eine angemessene Regelung der Schweißbadtemperatur. Sie sollte weder zu hoch noch zu niedrig sein, damit der Schweißprozess reibungslos abläuft. Es ist von entscheidender Bedeutung, den Fluss des geschmolzenen Kupfers im Schweißbad genau zu überwachen und das Timing von Schmelzen und Einbrand zu beherrschen.
Wenn das geschmolzene Metall im Schweißbad leicht zu sinken beginnt, deutet dies auf ein Eindringen hin (bei grundsätzlich guter Wurzelbildung).
Führen Sie den Schweißdraht mit einer "unterbrochenen" Drahtvorschubmethode ein, d. h. der Kupferschweißdraht wird abwechselnd vorgeschoben und zurückgezogen. Der Draht sollte "zügig" vorschieben und "sauber" zurückziehen und diesen Zustand beibehalten, während er gleichmäßig vorwärts schweißt. Wenn die Schweißgeschwindigkeit etwas zu langsam ist oder das Eindringen ungleichmäßig ist, kann es zu unvollständigem Eindringen oder Durchbrennen kommen, was zu Schweißknötchen führt. Das Zünden des Lichtbogens, die Verbindung und die Arbeitsweise sind die gleichen wie beim zuvor erwähnten Argon-Lichtbogenschweißen.
2.2 Schweißen der Decklage: Die Schweißpistole schwingt nach links und rechts, und der Schweißdraht wird mit der Bewegung der Schweißpistole zugeführt. Wenn sich der Lichtbogen zu beiden Seiten der Nut bewegt, halten Sie leicht inne und fügen Sie Schweißdraht hinzu, um die Nut zu füllen und 1,5 bis 2 mm über die Rohroberfläche zu ragen. Die Schweißpistole und der Schweißdraht sollten angemessen zusammenarbeiten und gleichmäßig schwingen, um die Konsistenz der Schweißbadform zu kontrollieren und eine Schweißnaht von ausgezeichneter Qualität innen und außen zu erzeugen.
1) Beim Schweißen ist "Wolframberührung" (d.h. die Wolframelektrode berührt den Schweißdraht oder das Schweißbad) strengstens verboten. Wenn es beim Schweißen zu einer "Wolframberührung" kommt, gelangt eine große Menge an Metallstaub und Dämpfen in das Schweißbad, was zu zahlreichen wabenförmigen Poren oder Rissen in der Schweißnaht führt. Wenn "Wolframberührung" auftritt, unterbrechen Sie das Schweißen, schleifen Sie die Stelle sauber und ersetzen Sie die Wolframelektrode oder schleifen Sie die Wolframspitze nach, bis das Metall frei von Kupferflecken ist.
2) Achten Sie auf festen Kontakt der sich überlappenden Linien und vermeiden Sie Kratzer auf der Rohroberfläche.
3) Nachdem die Schweißnaht leicht abgekühlt ist, drehen Sie das Rohr und polstern es fest.
4) Kontrollieren Sie die Zwischenlagentemperatur. Wenn Schweißen Fusion schwierig wird, zeigt es eine niedrige Temperatur. Erhitzen Sie vor dem erneuten Schweißen auf über 500℃, um eine unvollständige Verschmelzung oder schlechte Verschmelzungsfehler zu vermeiden.
5) Sorgen Sie für eine gute Verschmelzung, eine etwas höhere Schweißgeschwindigkeit und eine geeignete Drahtzuführung. Achten Sie auf das gleichzeitige Schmelzen des Grundmetalls und des Schweißdrahtes, um eine unvollständige Verschmelzung oder schlechte Schmelzfehler zu vermeiden.
6) Beim Erlöschen des Lichtbogens sollte die Schweißpistole nicht sofort angehoben werden. Verwenden Sie weiterhin die Nachströmung Schutzgas die Funktion, das Schweißbad zu schützen, um die Bildung von Poren zu verhindern.
Nach der Inspektion, wenn keine Defekte wie Poren, Risse oder Schlackeneinschlüsse vorhanden sind, erwärmen Sie den Schweißbereich der geschweißten Rohrverbindung auf 600~700℃, und schrecken Sie ihn dann mit Leitungswasser ab, um die Plastizität des Schweißbereichs zu erhöhen.
Die Wassersperre im Kühlbecken des Hochofens besteht aus δ=2mm dünnen violetten Kupferblechen, die miteinander verschweißt sind. Das Schweißen ist aufgrund der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit von Kupfer eine Herausforderung.
Entweder reicht die Temperatur nicht aus, um ein Schmelzbad zu bilden, was zu nicht oder nur unzureichend aufgeschmolzenem Metall in der Schweißnaht führt, oder die Temperatur ist zu hoch, was dazu führt, dass ein großer Bereich der Schweißzone schmilzt, was zu Schweißfehler wie Durchbrennen oder Schweißklumpen. Das Schweißen von dünnen violetten Kupferblechen ist ein ziemlich "kniffliges" Problem.
Das Problem kann durch die Verwendung von "Messing" effektiv gelöst werden. HartlötenSchweißverfahren". Die Vorbereitungen vor dem Schweißen und der Ablauf des Schweißvorgangs sind wie folgt:
1) Dekontaminieren Sie 60 mm auf jeder Seite des Schweißnaht und polieren Sie es mit einer Stahldrahtbürste, um den Metallglanz freizulegen.
2) Die Werkstücke werden ohne Nut gepaart, und der Paarungsspalt sollte weniger als 1 mm betragen.
3) Verwenden Sie Ф3mm Silizium-Messing-Schweißdraht (Draht 224) mit Schweißflussmittel 301.
4) Nivellieren Sie den zu schweißenden Bereich (die Unterlage ist aus flachem Stahlplattedie dicker sein sollten, um eine thermische Verformung zu verhindern).
5) Vorwärmen. Zwei Schweißer verwenden mittlere Schweißbrenner und neutrale Flammen, um den Schweißbereich gleichzeitig zu erwärmen und eine Temperatur von 500-600 °C zu erreichen. Eine Person schweißt, während die andere die Schweißstelle weiter erwärmt, um den stabilen Verlauf des Schweißprozesses zu gewährleisten.
6) Das Vorwärmschweißgerät arbeitet mit einer neutralen Flamme, das Schweißgerät mit einer leicht oxidierenden Flamme.
7) Punktschweißen und das formale Schweißen sollte kontinuierlich durchgeführt werden, mit einem Punktschweißabstand von 60~80mm. Der Punktschweißpunkt sollte kleiner sein.
8) Achten Sie genau auf die Temperaturveränderungen im Schweißbereich während des Erhitzens und Schweißens, um zu verhindern, dass die Temperatur zu hoch oder zu niedrig ist. In der Regel, visuell beurteilen durch dunkelrot (550~600℃).
9) Die Bewegung der Schweißdüse sollte gleichmäßig sein und sich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit vorwärts bewegen. Der Flammenkern (weißer Punkt) sollte 5~8mm über dem Schmelzbad sein. Der Umriss der Flamme sollte immer das Schmelzbad bedecken, um den Kontakt mit der Luft zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass sich die Messingflüssigkeit natürlich und gleichmäßig zu beiden Seiten der Schweißnaht ausbreitet und in den Spalt eindringt.
10) Um die kristalline Struktur der Schweißnaht zu verdichten und ihre Festigkeit und Zähigkeit zu verbessern, klopfen Sie nach dem Schweißen mit einem kleinen Hammer auf die Schweißnaht.
11) Führen Sie nach dem Schweißen eine Dichtheitsprüfung durch.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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