溶接や電気用途の電極に理想的な材料があるのはなぜでしょうか?この記事では、クロムジルコニウム銅、ベリリウム銅、酸化アルミニウム銅、タングステン、モリブデンなど、さまざまな電極材料の特性について掘り下げています。導電性、硬度、耐摩耗性など、電極材料のユニークな特性が、その性能やさまざまな産業用途への適合性にどのように影響するかを解説しています。本書を読めば、性能とコストのバランスを取りながら、特定の溶接ニーズに最適な材料を選択する方法が理解できる。
クロムジルコニウム銅(CuCrZr)は、優れた物理化学的特性と費用対効果により、抵抗溶接電極に最も一般的に使用されている材料です。
1) クロムジルコニウム銅電極は、溶接電極の4つの性能指標において良好なバランスを達成している:
優れた導電性により、溶接回路のインピーダンスを最小限に抑え、高品質な溶接を実現します。
高温機械特性 - より高い軟化温度は、高温溶接条件下での電極材料の性能と寿命を保証する。
耐摩耗性 - 電極が摩耗しにくいため、電極の寿命が延び、コストを削減できます。
より高い硬度と強度 - 電極ヘッドが一定の圧力下で容易に変形しないことを保証します。 溶接品質.
2) 電極は工業生産の消耗品であり、大量に使用される。したがって、その価格とコストは重要な考慮事項である。
その優れた性能を考えると、クロムジルコニウム銅電極は比較的安価で、生産ニーズを満たすことができる。
3) クロムジルコニウム銅電極は以下の用途に適している。 スポット溶接 および炭素鋼板、ステンレス鋼板、塗装鋼板のプロジェクション溶接。
クロムジルコニウム銅材料は、電極キャップ、電極リンク、電極ヘッド、電極ハンドル、特殊な電極の製造に適しています。 プロジェクション溶接 電極、溶接ホイール、導電性ノズル、その他の電極部品。
ジルコニウム銅に比べ、ベリリウム銅(BeCu)電極材料は、より高い硬度(HRB95~104に達する)、強度(最大800Mpa/n/mm)を誇っています。2)、軟化温度(650℃まで)が高い。しかし、電気伝導度は著しく低く、あまり好ましくない。
ベリリウム銅(BeCu)電極材は、かなりの圧力がかかる板金部品や、以下のような硬い材料の溶接に適しています。 シーム溶接 溶接シーム溶接に使用されるホイール。
また、その優れた弾性と熱伝導性により、クランク電極のコネクティングロッドやロボットに使用されるトランスなどの一部の高強度電極部品にも使用される。スタッド溶接用の溶接コレットの製造に非常に適しています。
高コストにもかかわらず、ベリリウム銅(BeCu)電極はしばしば特殊電極材料に分類される。
分散強化銅としても知られる酸化アルミニウム銅(CuAl2O3)は、より高い強度(最大600Mpa/n/mm)を示す。2ジルコニウム銅と比較)。
優れた高温機械特性(軟化温度は900℃に達する)と良好な導電性(導電率80~85IACS%)を示し、並外れた耐摩耗性と長寿命も併せ持つ。
酸化アルミニウム銅(CuAl2O3)は、その優れた強度、軟化温度、導電性により卓越した電極材料として機能します。ジルコニウム銅電極のように電極と被加工物の間に付着物を生じさせないため、亜鉛メッキ板の溶接に使用すると特に優れています。
これにより、頻繁に研磨する必要がなくなり、亜鉛メッキ板の溶接の課題に効果的に対処できるため、効率が向上し、生産コストが削減される。
酸化アルミニウム銅電極は優れた溶接性能を持つが、現在の製造コストは著しく高く、普及を妨げている。
しかし、亜鉛メッキ鋼板の優れた溶接特性とこれらの鋼板の広範な使用は、有望な市場見通しを示している。
酸化アルミニウム銅電極は、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム製品、炭素鋼板、ステンレス鋼板などの溶接に使用されます。
タングステン電極
タングステン電極材料には、純タングステン、高密度タングステン合金、タングステンと銅の合金などがあります。
高密度タングステン合金は、タングステンにニッケル - 鉄またはニッケル - 銅の少量の焼結によって作成され、タングステン - 銅複合材料(タングステン - 銅)は10-40%(重量比)の銅が含まれています。
モリブデン電極
タングステン・モリブデン電極は、高硬度、高融点、優れた高温性能を示し、銅、アルミニウム、ニッケルなどの非鉄金属の溶接に適している。 メタルシート.
CuCrZr物理化学特性表
a) CuCrZr 化学組成と物理的性質
b) 1) CuCrZr(クロム・ジルコニウム・銅)成形法
真空溶解 熱間鍛造 (押出)- 固体溶解 - 冷間鍛造(引抜き) - 時効処理
上記の工程と厳格な品質管理により、材料の優れた導電性、高強度、良好な耐摩耗性を保証します。生産された電極ヘッド、電極キャップ、特殊形状の電極は、冷間押出工程と精密機械加工を採用し、製品の密度をさらに高めています。改善された製品性能は、より優れており、耐久性があり、安定した溶接品質を保証します。
2) 化学組成
エレメント | Cr | Zr | Si | Mg | 銅 |
コンテンツ(%) | 0.7-1.0 | 0.08-0.2 | 微量 | 微量 | バランス |
3) 物理的特性
素材形状 | 丸棒 | ブロック/ディスク |
比重 (p) (g/cm)3) | 8.9 | 8.9 |
硬度(HRB) | 80-85 | 78-82 |
導電率(IACS%) | 80-85 | 75-80 |
軟化温度 (℃) | 550 | 550 |
伸長率(%) | 15 | 15 |
引張強さ (MPa/n/mm)2) | 420 | 420 |
c) Al2O3CuとBeCuの化学組成と物理的性質
1) 化学組成
要素の内容(%) | A1203 | 銅 |
A1203Cu | 0.8-1.0 | バランス |
要素の内容(%) | である。 | ニー | 銅 |
BeCu | 0.4-0.5 | 1.0-1.5 | バランス |
3) 物理的特性
素材形状 | A1203Cu | BeCu |
比重 (P) (g/cm)3) | 8.9 | 8.9 |
硬度(HRB) | 73-83 | ≥ 95 |
導電率(IACS%) | 80-85 | ≥ 50 |
軟化温度 (℃) | 900 | 650 |
伸長率(%) | 5-10 | 8-16 |
引張強さ (MPa/n/mm)2) | 460-580 | 600-700 |
指示する:
1) 合金の化学成分分析は、ZBH62-003.1-H62003.8のガイドラインに従って行われる。
2) 合金の硬度はGB230に従って測定され、各試料は3点で試験され、平均値が取られる。
3) 導電率は、渦電流導電率計(渦電流比較法)を用いて測定する。各試料は3点で試験し、平均値をとる。直径15mm未満のサンプルについては、GB3048.2の規定に従って測定することができる。
4) 軟化温度試験では、試料を550℃に加熱された炉に入れる(炉のドアを閉めた後、この温度に戻し、2時間保持した後)。 急冷).試料室の周囲温度の値(3点の平均値)を測定し、元の硬度と比較して15%以上硬度が低下しないようにする。