燒結工藝對鎢銅合金電極性能的影響(二)

在壓坯密度相同的情況下,隨著燒結溫度的升高,鎢骨架的密度也逐漸增大。而製備熔滲性良好的鎢骨架,一方面需要鎢骨架具有一定的硬度和強度,另一方面又要求鎢骨架內部有較好的連通性,這樣才有利於金屬銅的熔滲。鎢粉的單元系燒結又可細分為三個階段,分別為聯結階段、燒結頸的長大階段、閉孔隙球化和縮小階段。因此,要獲得理想的鎢骨架,要儘量把燒結程序控制在第二階段以內,以減少孔隙度,並針對不同粉末粒度採用最佳的燒結溫度。

隨著溫度的升高,鎢銅合金電極在燒結的前兩個階段,密度逐漸增大。鎢粉的原始接觸點或接觸面轉變為晶體結合,即通過形核、長大等原子過程形成燒結頸,然後原子向鎢粒的結合面大量的遷移使得燒結頸擴大,顆粒間距縮小,並形成連續的孔隙網路,同時由於晶粒長大,晶界開始不斷遷移,被晶界掃過的區域孔隙大量消失,從而形成連通的鎢骨架。當溫度從1150℃升高到1250℃,鎢骨架密度由12.15g/cm3升高到12.39g/cm3。然而,此後燒結溫度繼續升高,在鎢骨架燒結的第三階段及後期,其密度變化也較小。此時,多數孔隙被完全分隔開,閉孔數量則大為增加,孔隙形狀趨於球形並不斷縮小,不利於後期熔滲工藝的進行。


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燒結工藝對鎢銅合金電極性能的影響

對於一定密度的壓坯,鎢骨架的燒結無疑是製造鎢銅電極材料的關鍵工序。採用高溫燒結容易除去雜質,從而可保證電導率達到一定的要求。而選擇燒結溫度主要要考慮鎢粉粒度、粒度分佈情況以及壓制密度等因素的影響。如果溫度過低,孔隙度會增大,從而就會使得鎢銅合金電極的硬度和緻密度下降;若溫度過高,則孔隙度較低,含銅量也相對減少,產品密度偏高,電導率和成形性變差。

因此,在通常情況下會將燒結溫度控制在1600℃-2200℃範圍之間。而燒結時間與燒結溫度可以通過一定的調整達到相對匹配的狀態,提高燒結溫度可縮短燒結時間,從而提高了加工效率,而延長燒結時間則可在一定程度上降低燒結的溫度。不過總的來說,鎢銅合金電極燒結性能對燒結溫度錶現比燒結時間更為敏感。以下是不同燒結溫度下保溫1h鎢骨架和熔滲後鎢銅合金電極的各項性能。

鎢銅合金電極








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硬質合金BTA深孔鑽使用中的難點及解決方案Ⅱ

本文第1部分我們提到使用硬質合金BTA深孔鑽進行深孔加工時有一些難點,比如無法直接觀察刀具切削情況,散熱和排屑問題突出,易因振動發生偏斜等等。本部分提出一些解決方案。

上述問題以排屑、導向和冷卻最為重要。這幾個問題解決好了,既可保證鑽孔精度,又能延長刀具壽命、提高加工效率。因此,在深孔加工中可視具體加工要求採取以下工藝措施: 

1、工件端面應與工件軸心線垂直,以保證端面密封可靠; 
2、鑽孔前先預鑽一個與鑽頭直徑相同的淺孔,引鑽時可起到導向定心作用。加工直線度要求較高的小孔時這一步驟尤其必要。 
3、安裝、調試機床時,盡可能保證工件孔中心軸線與鑽杆中心軸線重合。 
4、為保證刀具加工壽命,最好採用自動進給走刀; 
5、 根據工件材質合理選用切削用量,以控制切屑捲曲程度,獲得有利於排屑的C形切屑。加工高強度材質工件時,應適當降低切削速度V。進給量的大小對切屑的形成影響很大,在保證斷屑的前提下,可採用較小進給量。 
6、 為保證排屑、冷卻效果,切削液應保持適當的壓力和流量。加工小直徑深孔時可採用高壓力、小流量;加工大直徑深孔時可採用低壓力、大流量。 
7、 開始鑽削時,應首先打開切削液泵,然後起動車床,走刀切削;鑽孔結束或發生故障時,應首先停止走刀,然後停車,最後關閉切削液泵。 
8、進液器、活動中心支承中的各導向套如有磨損,應及時更換,以免影響鑽孔精度。 

對BTA深孔鑽的長期使用實踐表明,工件材質對深孔鑽削品質及加工效率影響較大,其中27SiMn 材料的可加工性最好,45鋼材料次之;40Cr材料較難加工,不易形成C形切屑,容易造成鑽杆堵塞、鑽頭損壞,因此加工40Cr材料時可預先進行調質處理(HB240~260),以降低加工難度。鑽削加工時應注意觀察刀具各刀刃後角的磨損情況,當後角磨損量超過0.3mm 時,應重新刃磨或更換新鑽頭,如繼續使用,會導致切削力增大,造成鑽杆堵塞,刀具損壞。

硬質合金深孔鑽

(結束。本文分為2部分,這是第2部分,第1部分請參考:http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-information/80081-ti-10288

 

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硬質合金BTA深孔鑽使用中的難點及解決方案Ⅰ

由於深孔加工具主要用於對孔深大於孔徑6倍的孔進行加工。深孔加工的物件特點和工具本身結構特點都與普通孔加工有所不同,具有諸多不利因素,稍不慎重,就會輕者造成孔加工品質低劣,重者導致工具損傷,因此在使用硬質合金BTA深孔鑽時,應注意以下幾個深孔加工難點: 

1、深孔加工無法直接觀察刀具切削情況,因此加工時只能通過聽聲音、看切屑、觀察機床負荷及切削液壓力等方法來判斷排屑及刀具磨損狀況。 
2、深孔加工散熱困難,必須採用有效、可靠的切削熱冷卻方式。 
3、深孔加工排屑困難,如發生切屑阻塞極易損壞刀具,因此必須合理選擇切削用量,保證斷屑可靠、排屑通暢。 
4、深孔加工時孔易發生偏斜,因此在刀具及進液器結構設計時應考慮導向裝置與措施。 
5、深孔加工時鑽杆長、剛性差、易振動,將直接影響加工精度及生產效率,因此合理選擇切削用量十分重要。

硬質合金深孔鑽

(未完待續。本文分為2部分,這是第1部分,第2部分請參考:http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-information/80082-ti-10289

 

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窄間隙鎢電極氬弧焊推廣需解決的問題

業主的認可和設計人員大力支持
目前,對於窄間隙鎢電極氬弧焊新工藝新材料的采用,必須得到業主的認可和大力支持,要求設計方在設計文件明確焊接工藝評定要求和選擇匹配的焊接新材料等,只有這樣才能改變我們長期以來采用的傳統施工工藝。在核電項目建造期間,擬在主管道、車間管道預制、儀表管、非標容器施工采用自動化焊接技術,不但可以保證焊接的質量,提高焊接的效率,還可以降低焊接的成本,保證生產進度,獲得美觀、清潔的焊縫,進一步改善現場施工條件,提高安裝公司核心技術的競爭力。
 
承包商公司領導的重視和支持
對於窄間隙鎢電極氬弧焊新工藝新材料的采用,必須有承包商公司領導的高度重視和大力支持。早期成立專項組,對擬開展自動焊的項目進行確定,投入技術人員進行技術論證,盡早進行自動焊和使用焊接新材料的早期規劃,及時下撥專項資金進行設備選購,盡快開展窄間隙鎢電極氬弧焊相關工藝試驗,然後拿出試驗數據與業主及設計方進行廣泛技術交流,盡快得到他們的認可,得到設計的合法化文件,進一步開展焊接工藝評定和焊接操作工培訓。
 
承包商必須盡快建立窄間隙鎢電極氬弧焊管理體制,提高焊接操作工的待遇,穩定焊接操作工隊伍的建設,充分發揮焊接操作工的主觀能動性,發揮出窄間隙鎢電極氬弧焊的優勢。特別是輔助系統的工藝管道窄間隙鎢電極氬弧焊的推廣,在AP1000核電施工中,還需要各方的積極努力,提高認識,才能得到推廣應用。
 

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窄間隙鎢電極氬弧焊推廣意義

一、推廣窄間隙鎢電極氬弧焊,有利於成本控制
 
1、推廣窄間隙鎢電極氬弧焊對成本的控制,表現在對人工、機械的節省等方面。
 
窄間隙鎢電極氬弧焊,對焊接操作工的個人技能要求較低,自動焊操作工培訓周期相對較短、培訓費用較低。同時,自動焊效率高、勞動強度低、焊接合格率高、質量穩定、可持續焊接,這就大大縮短管道焊接時間,同時避免了重複的預熱及後熱等工作。窄間隙鎢電極氬弧焊通過對人員、器具等的縮減,及對各因索效率的提升,實現了對施工成本的控制。
 
2、推廣窄間隙鎢電極氬弧焊對成本的控制,表現在對材料的節省。
 
使用傳統氬電聯合焊工藝,存在大量焊絲、焊條頭,對某核電廠常規島現場回收焊條頭進行統計,回收焊條頭約占焊條總長度的1/5,甚至有達1/3。回收焊條頭一般作為廢物處理,這就造成了很大的浪費,以某核電站常規島主蒸汽系統一只焊口為例,整只焊口共用焊條52kg,產生焊條頭就達10kg左右。推廣使用窄間隙鎢電極氬弧焊工藝就幾乎不存在焊條、焊絲頭的浪費,這對大口徑厚壁管道焊接而言也是很大的節約。
 
二、推廣窄間隙鎢電極氬弧焊,有利於進度控制
 
在同樣環境條件下,與傳統的手工焊比較,自動焊接工藝方法能夠明顯的提高焊接效率,一般采用自動氬弧焊,焊接效率可以提高2.5~4倍。而推廣使用窄間隙鎢電極氬弧焊,不同於傳統氬電聯合焊使用多層多道焊接工藝,窄間隙鎢電極氬弧焊焊接工藝的坡口可以實現單層單道焊,這就更進一步提升了焊接效率。
 
三、推廣窄間隙鎢電極氬弧焊,有利於質量控制
 
推廣窄間隙鎢電極氬弧焊,工期短、進度快、質量穩定,窄間隙鎢電極氬弧焊遺傳了TIG優點,由於氬氣的保護作用,TIG焊可用於焊接易氧化的非鐵金屬及其合金、不鏽鋼、高溫合金、鈦及鈦合金以及難熔的活性金屬等,其接頭具有良好的韌性,焊縫金屬中的氫含量很低,一般認為TIG焊是焊接質量最可靠的工藝之一。同時,采取自動焊,對焊工個人操作技能要求低,對焊工培養周期短,可以減輕勞動強度,最大限度的減少人為因索對焊接質量的影響。
 
為了在窄小的坡口內實現高質量、穩定的焊接,就必須解決坡口兩側熔合、對焊縫金屬的保護、焊接過程中的焊縫跟蹤以及自動化控制等關鍵技術。窄間隙鎢電極氬弧焊采取合理技術措施,很好的解決了這些問題。
 

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鎢電極氬弧焊接的安全防護措施

一、焊接煙塵和有毒氣體的防護
 
通風措施。鎢電極氬弧焊工作現場要有良好的通風裝置,以排出有害氣體及煙塵除廠房通風外,可在焊接工作量大,焊機集中的地方,安裝幾臺軸流風機向外排風。此外,還可采用局部通風的措施將電弧周圍的有害氣體抽走,例如采用明弧排煙罩、排煙焊槍、輕使小風機等。
 
二、放射性防護
1、磨尖釷鎢棒應各有專用砂輪,砂輪應安裝除塵設備。砂輪機地面上的磨屑經常作濕式掃除,並集中深埋處理。地面、牆壁宜鋪設瓷磚或水磨石,以利清掃汙物。
2、焊接地點應設單室。針鎢棒儲存地點應固定在地下室,並存放在封閉箱內。大量存放應放於鐵箱裏,並安裝通風裝置。
3、手工焊接操作時,必須戴送風式頭盔,或采取其他有效的通風措施。磨尖釷鎢電極時應戴除塵口罩。
4、根據生產條件盡可能采取穩弧排煙罩,並且在操作中小應隨便打開罩體。
5、要合理地選用工藝規範,避免釷鎢電極的過量燒損。
6、接觸釷鎢電極後應以流動水和肥皂水洗手。
 
三、防護高頻的措施
1、為了防備和削弱高頻電磁場的影響,采取的措施有:
2、工件良好接地,焊槍電纜和地線要用金屬編織線屏蔽;
3、適當降低頻率;
4、盡量不要使用高頻振蕩器作為穩弧裝置,減小高頻電作用時間。
 
四、其它個人防護措施
鎢電極氬弧焊時,山於臭氧和紫外線作用強烈,宜穿戴非棉布工作服(如耐酸呢、柞絲綢等)。在容器內焊接又不能采用局部通風的情況下,可以采用送風式頭盔、送風口罩或防毒口罩等個人防護措施。
 

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鎢電極氬弧焊接的有害氣體

在鎢電極氬弧焊接電弧高溫和強烈紫外線的作用下,電弧周圍形成多種有害氣體,其中主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氫等。
 
臭氧是種刺激性有毒氣體,呈淡藍色。濃度較高時,發出腥臭味;高濃度臭氧還略帶酸味。臭氧對人體的主要危害是對呼吸道及肺有強烈刺激作用。往往引起咳嗽、胸悶、食欲不振、疲勞無力、頭暈、全身疼痛等,嚴重時還會引起支氣管炎和肺水腫等。
 
氮氧化物是刺激性有毒氣體。一氧化氮呈紅褐色,具有特殊臭味。
 
氮氧化物對人體的危害主要是對肺組織的刺激作用,其被吸入呼吸道後,在肺泡內逐漸與水作用形成硝酸和亞硝酸,對肺組織產生強烈刺激和腐蝕作用,引起中毒。慢性中毒的主要症狀是神經衰弱,如失眠、頭痛、食欲不振、體重下降。濃度高的氮氧化物能引起急性中毒,其中毒輕者,僅發生急性支氣管炎;重度中毒時,引發咳嗽激烈、呼吸困難、虛脫、全身軟弱無力等症狀。
 
氮氧化物對人體的作用也是可逆的,隨著脫離作業時間的增長,其不良影響逐漸減少或消除。
 
在鎢電極氬弧焊時,如果不采取通風措施,其濃度往往超過衛生標准十幾倍,甚至幾十倍。在焊接過程中,通常臭氧和氮氧化物同時存在,因此它們的毒性更大。一般情況下,兩種有毒氣體同時存在比單一有毒氣體的危害作用高15~20倍。
 

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手工鎢電極氬弧傳統焊與向下焊的對比

手工鎢電極氬弧焊在管材焊接中大都采用傳統焊接技術,即從下向上焊接,在焊接過程中由於操作不當容易造成焊瘤、內凹、夾鎢等缺陷;在施焊現場如果存在環境障礙或焊接位置不適合傳統焊工藝時,就需將向下焊技術應用到手工鎢電極氬弧焊當中。
 
傳統焊與向下焊的對比如下:
 
(1)采用向下焊焊接時,焊接電弧一直指向已焊接部位。熔池冷卻緩慢,有利於改善焊縫金屬組織,提高焊接質量;傳統焊焊接時,焊接電弧指向未焊部位,對未焊部位起到預熱作用,有利於焊絲和母材熔化在一起。
 
(2)向下焊時,焊槍在熔池的前方,便於觀察熔池,熔深大,焊縫背面成形好,減少了內凹、熔合不良等缺陷的產生;由於重力作用,鐵液自然下淌,焊縫兩邊熔合良好,成形美觀。傳統焊時熔深小,焊縫背面不易產生焊瘤,但焊縫兩邊易產生熔合不良。
 
(3)向下焊時鎢電極不易燒損,因而有效地避免了焊縫夾鎢現象產生;而傳統焊鎢電極容易和焊絲粘連一起,造成焊縫夾鎢。
 
(4)向下焊的焊接速度比傳統焊的焊接速度稍微快些,有利於提高工作效率。
 
(5)對2種焊接方法均采用RT射線探傷,均為一級片,內部質量很好。
 
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鎢電極脈沖氬弧焊的優點及適用範圍

鎢電極脈沖氬弧焊是通過調節脈沖電流幅值、基值電流大小、脈沖電流持續時間和基值電流持續時間,以控制熱輸入量,從而控制焊縫及熱影響區的尺寸和質量。鎢電極脈沖氬弧焊的優點及適用範圍是:
 
(1)可以精確控制對焊件的熱輸入和熔池尺寸。提高焊縫抗燒穿和熔池的保持能力,容易獲得均勻的焊縫厚度,特別適用於薄板(薄至0.1mm)全位置焊接和單面焊雙面成形。
 
(2)每個焊點的加熱和冷卻迅速,所以適用於焊接導熱性能和厚度差別大的焊件。
 
(3)脈沖電弧可以用較低的熱輸入而獲得較大的焊縫厚度,故同樣條件下能減小焊接熱影響區和焊件變形,這對薄板、超薄板焊接更為重要。
 
(4)焊接過程中熔池金屬冷凝快,高溫停留時間短,可減少熱敏感材料(如鎳鉻合金、鈦合金等)焊接時產生裂紋的傾向。
 
圖片錨文本
 

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