O que torna certos materiais ideais para eletrodos em aplicações elétricas e de soldagem? Este artigo analisa as propriedades de vários materiais de eletrodo, como cobre cromo-zircônio, cobre-berílio, cobre-óxido de alumínio, tungstênio e molibdênio. Ele explica como suas características exclusivas - como condutividade, dureza e resistência ao desgaste - afetam seu desempenho e adequação para diferentes usos industriais. Com a leitura, você entenderá como selecionar o melhor material para necessidades específicas de soldagem, equilibrando desempenho e custo.
O cobre cromo zircônio (CuCrZr) é o material mais comumente usado para eletrodos de solda por resistência, determinado por suas excelentes propriedades físico-químicas e custo-benefício.
1) O eletrodo de cobre-zircônio-cromo atinge um bom equilíbrio em quatro indicadores de desempenho para eletrodos de soldagem:
A excelente condutividade garante que a impedância do circuito de soldagem seja minimizada, resultando em uma soldagem de alta qualidade.
Propriedades mecânicas em alta temperatura - uma temperatura de amolecimento mais alta garante o desempenho e a vida útil do material do eletrodo em condições de soldagem em alta temperatura.
Resistência ao desgaste - o eletrodo não se desgasta facilmente, aumentando sua vida útil e reduzindo os custos.
Maior dureza e resistência - assegura que a cabeça do eletrodo não se deforme facilmente sob certas pressões, garantindo qualidade da soldagem.
2) Os eletrodos são itens de consumo na produção industrial e são usados em grandes quantidades. Portanto, seu preço e custo são considerações importantes.
Devido ao seu desempenho superior, os eletrodos de cobre-zircônio-cromo são relativamente baratos e podem atender às necessidades de produção.
3) Os eletrodos de cobre com cromo e zircônio são adequados para soldagem por pontos e soldagem por projeção de chapas de aço carbono, chapas de aço inoxidável e chapas revestidas.
O material de cobre cromo e zircônio é adequado para a fabricação de tampas de eletrodos, elos de eletrodos, cabeças de eletrodos, alças de eletrodos, cabos especiais soldagem por projeção eletrodos, rodas de solda, bicos condutores e outras peças de eletrodos.
Em comparação com o cobre-zircônio, o material do eletrodo de cobre-berílio (BeCu) apresenta maior dureza (atingindo HRB95~104), resistência (até 800Mpa/n/mm2) e temperatura de amolecimento (até 650 ℃). Entretanto, sua condutividade elétrica é significativamente menor, o que é menos desejável.
O material do eletrodo de cobre-berílio (BeCu) é adequado para soldar peças de chapa metálica que estejam sob pressão considerável, bem como materiais mais duros, como o soldagem de costura rodas usadas para soldagem de cordão de solda.
Também é usado para alguns componentes de eletrodos de alta resistência, como bielas de eletrodos de manivela e transformadores usados por robôs, devido à sua excelente elasticidade e condutividade térmica. É muito adequado para a fabricação de pinças de soldagem para soldagem de pinos.
Apesar de seu alto custo, o eletrodo de cobre-berílio (BeCu) é frequentemente classificado como um material de eletrodo especial.
O cobre com óxido de alumínio (CuAl2O3), também conhecido como cobre reforçado por dispersão, apresenta maior resistência (até 600Mpa/n/mm)2) em comparação com o cobre-zircônio.
Apresenta excelentes propriedades mecânicas em alta temperatura (a temperatura de amolecimento chega a 900°C) e boa condutividade elétrica (taxa de condutividade de 80~85IACS%), além de excepcional resistência ao desgaste e longevidade.
Óxido de alumínio Cobre (CuAl2O3) é um material de eletrodo excepcional, que se destaca por sua resistência, temperatura de amolecimento e condutividade superiores. Ele é particularmente excelente quando usado para soldar chapas galvanizadas, pois não produz aderência entre o eletrodo e a peça de trabalho como os eletrodos de cobre-zircônio.
Isso elimina a necessidade de esmerilhamento frequente, solucionando de forma eficaz o desafio de soldar chapas galvanizadas, aumentando assim a eficiência e reduzindo os custos de produção.
Embora os eletrodos de óxido de alumínio e cobre ofereçam um excelente desempenho de soldagem, seu custo de produção atual é significativamente alto, o que impede seu uso generalizado.
Entretanto, suas excelentes propriedades de soldagem para chapas galvanizadas e o uso generalizado dessas chapas apresentam uma perspectiva de mercado promissora.
Os eletrodos de óxido de alumínio e cobre são usados para soldar peças feitas de chapas de aço galvanizado, produtos de alumínio, chapas de aço carbono e chapas de aço inoxidável.
Eletrodo de tungstênio
Os materiais do eletrodo de tungstênio incluem tungstênio puro, ligas de tungstênio de alta densidade e ligas de tungstênio-cobre.
As ligas de tungstênio de alta densidade são criadas pela sinterização de uma pequena quantidade de níquel-ferro ou níquel-cobre em tungstênio, enquanto os materiais compostos de tungstênio-cobre (Tungstênio-cobre) contêm 10-40% (em peso) de cobre.
Eletrodo de molibdênio
Os eletrodos de tungstênio-molibdênio apresentam alta dureza, alto ponto de fusão e desempenho superior em altas temperaturas, o que os torna adequados para a soldagem de metais não ferrosos, como cobre, alumínio e níquel - como na conexão entre a fita trançada de cobre de um switch e uma chapa metálica.
Tabela de propriedades físico-químicas do CuCrZr
a) Composição química e propriedades físicas do CuCrZr
b) 1) Processo de moldagem CuCrZr (Cromo Zircônio Cobre)
Fusão a vácuo Forjamento a quente (Extrusão) - Derretimento sólido - Forjamento a frio (puxamento) - Tratamento de envelhecimento
O processo acima, em combinação com um rigoroso controle de qualidade, garante a excelente condutividade elétrica, a alta resistência e a boa resistência ao desgaste do material. As cabeças de eletrodo, as tampas de eletrodo e os eletrodos de formato especial produzidos empregam um processo de extrusão a frio e usinagem de precisão, aumentando ainda mais a densidade do produto. O desempenho aprimorado do produto é mais excelente, durável e garante uma qualidade de soldagem estável.
2) Composição química
Elemento | Cr | Zr | Si | Mg | Cu |
Conteúdo (%) | 0.7-1.0 | 0.08-0.2 | Quantidade de traços | Quantidade de traços | Equilíbrio |
3) Propriedades físicas
Forma do material | Haste redonda | Blocos/discos |
Gravidade específica (p) (g/cm)3) | 8.9 | 8.9 |
Dureza (HRB) | 80-85 | 78-82 |
Condutividade (IACS%) | 80-85 | 75-80 |
Temperatura de amolecimento (℃) | 550 | 550 |
Taxa de alongamento (%) | 15 | 15 |
Resistência à tração (MPa/n/mm)2) | 420 | 420 |
c) Composição química e propriedades físicas de Al2O3Cu e BeCu
1) Composição química
Conteúdo do elemento (%) | A1203 | Cu |
A1203Cu | 0.8-1.0 | Equilíbrio |
Conteúdo do elemento (%) | Ser | Ni | Cu |
BeCu | 0.4-0.5 | 1.0-1.5 | Equilíbrio |
3) Propriedades físicas
Forma do material | A1203Cu | BeCu |
Gravidade específica (P) (g/cm)3) | 8.9 | 8.9 |
Dureza (HRB) | 73-83 | ≥ 95 |
Condutividade (IACS%) | 80-85 | ≥ 50 |
Temperatura de amolecimento (℃) | 900 | 650 |
Taxa de alongamento (%) | 5-10 | 8-16 |
Resistência à tração (MPa/n/mm)2) | 460-580 | 600-700 |
Instruções:
1) A análise da composição química da liga é realizada de acordo com as diretrizes da ZBH62-003.1-H62003.8.
2) A dureza da liga é determinada de acordo com GB230, com cada amostra testada em três pontos e o valor médio obtido.
3) A condutividade é medida com um medidor de condutividade por corrente de Foucault (método de comparação por corrente de Foucault). Cada amostra é testada em três pontos, e o valor médio é obtido. Para amostras com diâmetro inferior a 15 mm, as medições podem ser feitas de acordo com as disposições da GB3048.2.
4) Para o teste de temperatura de amolecimento, a amostra é colocada em um forno que é aquecido a 550°C (depois de fechar a porta do forno, é necessário retornar a essa temperatura e mantê-la por 2 horas antes de começar a amolecer). resfriamento por têmpera). O valor da temperatura ambiente da câmara de amostra é medido (média de três pontos) e sua dureza, em comparação com a dureza original, não deve diminuir em mais de 15%.