Kim loại phụ được sử dụng để làm gì?

Kim loại phụ là các vật liệu tiêu thụ thiết yếu trong các quá trình hàn và hàn, được thiết kế để tan chảy và cầu chì với các kim loại cơ bản để tạo ra các khớp mạnh, bền. Họ đóng một vai trò quan trọng trong việc thu hẹp khoảng cách, củng cố các kết nối và đảm bảo khả năng tương thích giữa các vật liệu khó có thể tham gia. Việc sử dụng các ngành công nghiệp nhịp từ xây dựng đến hàng không vũ trụ, với các ứng dụng phù hợp với các kim loại cụ thể, loại chung và yêu cầu hiệu suất.
1. Tham gia các mảnh kim loại riêng biệt
Mục đích chính của kim loại phụ là liên kết hai hoặc nhiều phôi kim loại riêng biệt. Ngay cả khi các bộ phận được trang bị chặt chẽ, các khoảng trống tự nhiên hoặc các cạnh không bằng phẳng khiến các kim loại cơ sở không thể tạo thành một liên kết mạnh mẽ, liên tục. Kim loại phụ:
• Khoảng cách cầu: chảy vào không gian giữa các phôi trong quá trình tan chảy, đảm bảo mối hàn hoặc braze lấp đầy khớp hoàn toàn.
• Tạo một liên kết luyện kim: tan chảy và trộn với các kim loại cơ bản, tạo thành một cấu trúc thống nhất thay vì kết nối cơ học đơn giản.
• Bồi thường cho mất vật liệu: Thay thế kim loại tan chảy khỏi vật liệu cơ sở trong quá trình hàn, ngăn ngừa các khớp yếu, nông.
Ví dụ: Hàn dầm thép trong một tòa nhà chọc trời sử dụng dây phụ (như ER70S-6) để kết nối các dầm, đảm bảo khớp có thể hỗ trợ trọng lượng của tòa nhà.
2. Tăng cường sức mạnh hàn và độ bền
Kim loại phụ được điều chế để tăng cường các tính chất cơ học của khớp, thường làm cho nó mạnh hơn chính các kim loại cơ sở:
• Sức mạnh phù hợp: Đối với các ứng dụng cấu trúc (ví dụ: cầu, máy móc), chất độn được chọn để phù hợp hoặc vượt quá cường độ kéo của kim loại cơ bản. Chẳng hạn, các chất độn thép như E7018 cung cấp các mối hàn với cường độ kéo tối thiểu là 70.000 psi, phù hợp cho các khớp tải- cao.
• Cải thiện độ dẻo dai: Chất độn với các chất phụ gia như niken hoặc mangan chống lại vết nứt dưới tác động hoặc rung động, quan trọng đối với các bộ phận ô tô hoặc thiết bị công nghiệp.
• Tăng cường khả năng chống ăn mòn: Chất độn chuyên dụng (ví dụ: 308L cho thép không gỉ, ER5183 cho nhôm) chứa crom, niken hoặc magiê để bảo vệ các mối hàn khỏi rỉ sét, nước mặn hoặc hóa chất.
Ví dụ: Marine - Thuyền nhôm cấp Lớp sử dụng chất làm đầy ER5183, bổ sung magiê để chống ăn mòn nước mặn trong khi duy trì sức mạnh.
3. Kích hoạt hàn các kim loại không giống nhau
Tham gia các kim loại khác nhau (ví dụ, thép đến đồng, nhôm đến đồng thau) là một thách thức vì sự tan chảy trực tiếp thường tạo ra các hợp chất intermetallic giòn. Kim loại phụ hoạt động như một chất trung gian tương thích:
• Ngăn chặn độ giòn: Công thức liên kết với cả hai kim loại cơ bản mà không hình thành các hợp chất yếu. Ví dụ, bạc - chất độn đồng nối các ống đồng vào các phụ kiện thép trong hệ thống ống nước, tránh ăn mòn và nứt.
• Quản lý mở rộng nhiệt: Giảm thiểu ứng suất từ ​​tốc độ mở rộng khác nhau (ví dụ, giữa nhôm và thép) bằng cách sử dụng các chất độn có tính chất mở rộng trung gian.
Ví dụ: Các nhà sản xuất hàng không vũ trụ sử dụng niken - Các chất làm đầy dựa trên để tham gia các thành phần Titanium và Thép không gỉ, đảm bảo khớp chịu được thay đổi nhiệt độ cực cao.
4. Sửa chữa các bộ phận kim loại bị hư hỏng hoặc bị mòn
Kim loại phụ là không thể thiếu để khôi phục các thành phần bị hư hỏng, kéo dài tuổi thọ của chúng mà không thay thế đầy đủ:
• Làm đầy các vết nứt và lỗ hổng: Làm tan chảy các khuyết tật để xây dựng lại vật liệu, như trong việc sửa chữa một khối động cơ gang bị nứt bằng niken - chất độn sắt.
• Xây dựng lại các bề mặt bị mòn: Thêm vật liệu để khôi phục kích thước trên các bộ phận như bánh răng, trục hoặc cạnh công cụ, sử dụng chất độn cứng (ví dụ: crom - hợp kim cacbua) cho khả năng chống mài mòn.
• Các bộ phận được gia công sai: Các lỗi chính xác trong sản xuất (ví dụ, trên - Các lỗ khoan) bằng cách thêm chất độn và gia công lại vào các thông số kỹ thuật.
Ví dụ: Một lưỡi cày nông nghiệp mòn có thể được sửa chữa bằng một thanh phụ cứng, xây dựng lại cạnh của nó để chống lại sự mài mòn của đất.
5. Hỗ trợ các quy trình hàn cụ thể
Các kỹ thuật hàn khác nhau dựa trên kim loại phụ phù hợp với hoạt động của chúng:
• Hàn MIG: Sử dụng chất độn dây rắn liên tục (ví dụ: ER4043 cho nhôm) hoạt động như cả điện cực và chất độn, cho phép cao - tốc độ, hàn tự động.
• Hàn TIG: Sử dụng các thanh phụ riêng (ví dụ, 304L cho thép không gỉ) được đưa thủ công vào nhóm hàn, cho phép kiểm soát chính xác công việc phức tạp.
• Hàn dính: Sử dụng thông lượng - Các điện cực được phủ (ví dụ: E6010 cho các đường ống thép) trong đó lõi là chất độn và thông lượng che chắn mối hàn khỏi ô nhiễm.
• BRAZING: Sử dụng các chất làm đầy nóng chảy thấp hơn - (ví dụ: đồng - phốt pho cho các ống đồng) liên kết với các kim loại cơ bản mà không làm tan chảy chúng, lý tưởng cho nhiệt - các bộ phận nhạy cảm.
Ví dụ: Các cửa hàng cơ thể ô tô sử dụng dây phụ MIG để hàn các tấm thép mỏng một cách nhanh chóng, trong khi các thợ kim hoàn sử dụng thanh làm đầy TIG để nối vàng hoặc bạc chính xác.
6. Đảm bảo chất lượng hàn và tính nhất quán
Kim loại phụ giúp ngăn ngừa các khiếm khuyết hàn thông thường làm suy yếu các khớp:
• Giảm độ xốp: Các yếu tố khử oxy (ví dụ: nhôm trong chất độn thép) loại bỏ khí khỏi bể hàn, tránh sự hình thành bong bóng.
• Ngăn chặn vết nứt nóng: Các yếu tố hợp kim như silicon (trong chất làm đầy nhôm) điều chỉnh tốc độ hóa rắn, giảm các vết nứt khi mối hàn nguội đi.
• Cải thiện tính lưu động: Các chất phụ gia như silicon tăng cường lưu lượng kim loại nóng chảy, đảm bảo chất độn đạt đến tất cả các khu vực của khớp để hợp nhất đầy đủ.
Ví dụ: Hàm lượng silicon cao ER4043 của Aluminum Filler đảm bảo dòng chảy trơn tru, ngăn ngừa LAP lạnh (phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh) trong các tấm nhôm mỏng.
Phần kết luận
Kim loại phụ là các công cụ linh hoạt cho phép các khớp kim loại mạnh, đáng tin cậy và tương thích trên vô số ứng dụng. Từ việc tham gia thép kết cấu đến sửa chữa các thành phần tinh tế, chúng thu hẹp khoảng cách, tăng cường sức mạnh và giải quyết các thách thức của hàn các kim loại không giống nhau hoặc bị hư hỏng. Bằng cách khớp với chất độn với nhu cầu kim loại, quy trình và hiệu suất cơ sở, máy hàn đảm bảo các khớp không chỉ hoạt động mà còn được chế tạo để tồn tại.