У гэтым артыкуле разглядаецца працэс зваркі распыленнем формаў для шкляных бутэлек з трох аспектаў
Першы аспект: працэс зваркі распыленнем шкляных формаў для бутэлек і бляшанак, уключаючы ручную зварку распыленнем, зварку плазменным распыленнем, зварку лазерным распыленнем і г.д.
Звычайны працэс зваркі распыленнем у прэс-форме - зварка плазменным распыленнем - нядаўна зрабіў новыя прарывы за мяжой з тэхналагічнымі мадэрнізацыямі і значна пашыранымі функцыямі, шырока вядомы як "мікраплазменная зварка распыленнем".
Мікраплазменная зварка распыленнем можа дапамагчы кампаніям, якія вырабляюць прэс-формы, значна скараціць інвестыцыі і выдаткі на закупкі, доўгатэрміновае абслугоўванне і выдаткі на выкарыстанне расходных матэрыялаў, а абсталяванне можа распыляць шырокі спектр нарыхтовак. Простая замена галоўкі гарэлкі для зваркі распыленнем можа задаволіць патрэбы розных нарыхтовак у зварцы распыленнем.
2.1 Якое канкрэтнае значэнне «парашок прыпоя са сплаву на аснове нікеля»
Памылкова разглядаць «нікель» як матэрыял для ашалёўкі, на самай справе парашок прыпоя на аснове нікеля - гэта сплаў, які складаецца з нікеля (Ni), хрому (Cr), бору (B) і крэмнію (Si). Гэты сплаў характарызуецца нізкай тэмпературай плаўлення ў межах ад 1020°C да 1050°C.
Асноўным фактарам, які вядзе да шырокага выкарыстання парашкоў прыпоя на аснове нікеля (нікеля, хрому, бору, крэмнію) у якасці плакіруючых матэрыялаў на ўсім рынку, з'яўляецца тое, што парашкі прыпоя на аснове нікеля з рознымі памерамі часціц актыўна прасоўваюцца на рынку. . Акрамя таго, сплавы на аснове нікеля лёгка наносіліся кіслароднай газавай зваркай (OFW) з самых ранніх стадый з-за іх нізкай тэмпературы плаўлення, гладкасці і прастаты кантролю зварачнай лужыны.
Кіслародна-газавая зварка (OFW) складаецца з дзвюх розных стадый: першая стадыя, званая стадыяй нанясення, падчас якой зварачны парашок плавіцца і прыліпае да паверхні нарыхтоўкі; Расплаўлены для ўшчыльнення і памяншэння сітаватасці.
Варта адзначыць той факт, што так званая стадыя пераплаўлення дасягаецца розніцай у тэмпературах плаўлення паміж асноўным металам і нікелевым сплавам, які можа быць ферытным чыгунам з тэмпературай плаўлення ад 1350 да 1400 °C або плаўленнем тэмпература ад 1370 да 1500 °C з вугляродзістай сталі C40 (UNI 7845–78). Менавіта розніца ў тэмпературах плаўлення гарантуе, што сплавы нікеля, хрому, бору і крэмнію не будуць выклікаць пераплаўленне асноўнага металу, калі яны знаходзяцца пры тэмпературы стадыі пераплаўлення.
Тым не менш, нанясенне нікелевага сплаву таксама можа быць дасягнута шляхам нанясення шчыльнай драцяной шарыкі без неабходнасці пераплаўлення: гэта патрабуе дапамогі плазменна-дугавой зваркі (PTA).
2.2 Парашок прыпоя са сплаву на аснове нікеля, які выкарыстоўваецца для ашалёўкі пуансона/стрыжня ў вытворчасці бутэлькавага шкла
Па гэтых прычынах шкляная прамысловасць натуральна абрала сплавы на аснове нікеля для загартаваных пакрыццяў на паверхнях пуансона. Асаджэнне сплаваў на аснове нікеля можа быць дасягнута альбо кіслароднай газавай зваркай (OFW), альбо звышгукавым полымяным напыленнем (HVOF), у той час як працэс пераплаўлення можа быць дасягнуты сістэмамі індукцыйнага нагрэву або кіслароднай газавай зваркай (OFW). . Зноў жа, розніца ў тэмпературах плаўлення паміж асноўным металам і нікелевым сплавам з'яўляецца самай важнай перадумовай, у адваротным выпадку ашалёўка будзе немагчымай.
Сплавы з нікелем, хромам, борам і крэмніем могуць быць атрыманы з выкарыстаннем тэхналогіі плазменнага пераносу дугі (PTA), напрыклад, плазменнай зваркі (PTAW) або зваркі вальфрамам у інертным газе (GTAW), пры ўмове, што заказчык мае цэх для падрыхтоўкі інэртнага газу.
Цвёрдасць сплаваў на аснове нікеля вар'іруецца ў залежнасці ад патрабаванняў працы, але звычайна складае ад 30 HRC да 60 HRC.
2.3 Ва ўмовах высокай тэмпературы ціск сплаваў на аснове нікеля адносна вялікі
Цвёрдасць, згаданая вышэй, адносіцца да цвёрдасці пры пакаёвай тэмпературы. Аднак пры высокай тэмпературы эксплуатацыі цвёрдасць сплаваў на аснове нікеля зніжаецца.
Як было паказана вышэй, хоць цвёрдасць сплаваў на аснове кобальту ніжэй, чым цвёрдасць сплаваў на аснове нікеля пры пакаёвай тэмпературы, цвёрдасць сплаваў на аснове кобальту значна большая, чым цвёрдасць сплаваў на аснове нікелю пры высокіх тэмпературах (напрыклад, пры рабоце формы тэмпература).
Наступны графік паказвае змяненне цвёрдасці парашкоў прыпоя розных сплаваў з павышэннем тэмпературы:
2.4 Якое канкрэтнае значэнне «парашок прыпоя са сплаву на аснове кобальту»?
Разглядаючы кобальт як матэрыял для ашалёўкі, гэта насамрэч сплаў, які складаецца з кобальту (Co), хрому (Cr), вальфраму (W) або кобальту (Co), хрому (Cr) і малібдэна (Mo). Сплавы на аснове кобальту, якія звычайна называюць парашком прыпоя "Стэліт", утрымліваюць карбіды і борыды, якія ствараюць уласную цвёрдасць. Некаторыя сплавы на аснове кобальту ўтрымліваюць 2,5% вугляроду. Галоўнай асаблівасцю сплаваў на аснове кобальту з'яўляецца іх звышцвёрдасць нават пры высокіх тэмпературах.
2.5 Праблемы, якія ўзнікаюць падчас нанясення сплаваў на аснове кобальту на паверхню пуансона/стрыжня:
Асноўная праблема з адкладаннем сплаваў на аснове кобальту звязана з іх высокай тэмпературай плаўлення. Фактычна, тэмпература плаўлення сплаваў на аснове кобальту складае 1375~1400°C, што амаль роўна тэмпературы плаўлення вугляродзістай сталі і чыгуну. Гіпатэтычна, калі б нам прыйшлося выкарыстоўваць газакіслародную зварку (OFW) або гіпергукавое полымя (HVOF), то на этапе «пераплаўлення» асноўны метал таксама расплавіўся б.
Адзіным прыдатным варыянтам нанясення парашка на аснове кобальту на пуансон/стрыжань з'яўляецца наступная плазменная дуга (PTA).
2.6 Пра астуджэнне
Як тлумачылася вышэй, выкарыстанне працэсаў зваркі кіслародным паліўным газам (OFW) і гіпергукавым полымяным распыленнем (HVOF) азначае, што нанесены пласт парашка адначасова плавіцца і склейваецца. На наступнай стадыі пераплаўлення лінейны шво ўшчыльняецца і поры запаўняюцца.
Відаць, што злучэнне паміж паверхняй асноўнага металу і паверхняй ашалёўкі ідэальнае і без перапынкаў. Пуансоны ў тэсце былі на адной і той жа вытворчай лініі (бутэлькі), штампы з выкарыстаннем кіслародна-газавай зваркі (OFW) або звышгукавога полымя (HVOF), штампы з выкарыстаннем плазменнай дугі (PTA), паказаныя на тым жа Пад ціскам астуджаючага паветра , рабочая тэмпература пуансона з плазменнай перадачай (PTA) на 100°C ніжэй.
2.7 Аб механічнай апрацоўцы
Механічная апрацоўка - вельмі важны працэс у вытворчасці пуансона/стрыжня. Як адзначалася вышэй, вельмі нявыгадна наносіць парашок прыпоя (на пуансоны/стрыжні) з моцна паніжанай цвёрдасцю пры высокіх тэмпературах. Адна з прычын звязана з механічнай апрацоўкай; апрацоўка парашка прыпоя са сплаву цвёрдасцю 60HRC даволі складаная, што прымушае кліентаў выбіраць толькі нізкія параметры пры наладзе параметраў такарнага інструмента (хуткасць такарнага інструмента, хуткасць падачы, глыбіня...). Выкарыстанне той жа працэдуры зваркі распыленнем на парашку сплаву 45HRC значна прасцей; параметры такарнага інструмента таксама можна ўсталяваць вышэй, і саму апрацоўку будзе прасцей выканаць.
2.8 Пра вагу нанесенага парашка прыпоя
Працэсы кіслароднай газавай зваркі (OFW) і звышгукавога полымя (HVOF) маюць вельмі высокія паказчыкі страты парашка, якія могуць дасягаць 70 % пры счапленні плакіруючага матэрыялу з нарыхтоўкай. Калі для зваркі струйным распыленнем на самай справе патрабуецца 30 грамаў парашка прыпоя, гэта азначае, што зварачны пісталет павінен распыліць 100 грамаў парашка прыпоя.
Безумоўна, каэфіцыент страт парашка пры тэхналогіі плазменнай дугі (PTA) складае прыкладна ад 3% да 5%. Для таго ж стрыжня для выдзімання зварачным пісталетам трэба распыліць толькі 32 грама парашка прыпоя.
2.9 Пра час нанясення
Час нанясення кіслароднай газавай зваркі (OFW) і звышгукавога полымя (HVOF) аднолькавы. Напрыклад, час нанясення і пераплаўлення аднаго і таго ж выдзімнага стрыжня складае 5 хвілін. Тэхналогія плазменна перанесенай дугі (PTA) таксама патрабуе тых жа 5 хвілін для дасягнення поўнага зацвярдзення паверхні нарыхтоўкі (плазменна перанесеная дуга).
На малюнках ніжэй паказаны вынікі параўнання гэтых двух працэсаў і зваркі плазменнай дугой (PTA).
Параўнанне штампоў для ашалёўкі на аснове нікеля і ашалёўкі на аснове кобальту. Вынікі праведзеных выпрабаванняў на адной і той жа вытворчай лініі паказалі, што пуансоны для ашалёўкі на аснове кобальту праслужылі ў 3 разы даўжэй, чым пуансоны для ашалёўкі на аснове нікеля, а пуансоны для ашалёўкі на аснове кобальту не паказалі ніякай «пагаршэння». Трэці аспект: пытанні і адказы пра інтэрв'ю з г-ном Клаўдыё Корні, італьянскім экспертам па зварцы распыленнем, аб поўнай зварцы распыленнем паражніны
Пытанне 1: Якая таўшчыня зварачнага пласта тэарэтычна патрабуецца для зваркі поўным распыленнем у поласці? Ці ўплывае таўшчыня пласта прыпоя на прадукцыйнасць?
Адказ 1: Я мяркую, што максімальная таўшчыня зварачнага пласта складае 2~2,5 мм, а амплітуда ваганняў - 5 мм; калі заказчык выкарыстоўвае большае значэнне таўшчыні, можа ўзнікнуць праблема «стыку ўнахлест».
Пытанне 2: Чаму б не выкарыстаць большае ваганне OSC=30 мм на прамым участку (рэкамендуецца ўсталяваць 5 мм)? Ці не было б гэта нашмат больш эфектыўна? Ці ёсць у ваганні 5 мм нейкае асаблівае значэнне?
Адказ 2: Я рэкамендую, каб прамы ўчастак таксама выкарыстоўваў ваганне 5 мм для падтрымання належнай тэмпературы формы;
Калі выкарыстоўваецца ваганне 30 мм, неабходна ўсталяваць вельмі нізкую хуткасць распылення, тэмпература нарыхтоўкі будзе вельмі высокай, а разбаўленне асноўнага металу стане занадта высокім, а цвёрдасць страчанага напаўняльніка дасягае 10 HRC. Іншым важным фактарам з'яўляецца выніковая нагрузка на нарыхтоўку (з-за высокай тэмпературы), якая павялічвае верагоднасць расколін.
Пры ваганні шырынёй 5 мм хуткасць лініі вышэй, можна атрымаць найлепшы кантроль, утвараюцца добрыя вуглы, захоўваюцца механічныя ўласцівасці напаўняльнага матэрыялу, а страта складае ўсяго 2-3 HRC.
Q3: Якія патрабаванні да складу парашка прыпоя? Які парашок прыпоя падыходзіць для паражніннай зваркі распыленнем?
A3: Я рэкамендую парашок прыпоя мадэлі 30PSP, калі ўзнікаюць расколіны, выкарыстоўвайце 23PSP на чыгунных формах (выкарыстоўвайце мадэль PP на медных формах).
Q4: У чым прычына выбару каванага чыгуну? У чым праблема выкарыстання шэрага чыгуну?
Адказ 4: У Еўропе мы звычайна выкарыстоўваем чыгун з вузлаватым графітам, таму што чыгун з вузлаватым графітам (дзве ангельскія назвы: чыгун з вузлавым шарыкавым шарыкам і пластычны чыгун), назва атрымана таму, што графіт, які змяшчаецца ў ім, існуе ў сферычнай форме пад мікраскопам; у адрозненне ад слаёвага фармаванага шэрага чыгуну (насамрэч, яго больш дакладна можна назваць «ламінатнага чыгуну»). Такія адрозненні ў кампазіцыі вызначаюць асноўнае адрозненне паміж пластычным чыгунам і шматслойным чыгунам: сферы ствараюць геаметрычнае супраціўленне распаўсюджванню расколін і, такім чынам, набываюць вельмі важную характарыстыку пластычнасці. Больш за тое, сферычная форма графіту пры такой жа колькасці займае меншую плошчу паверхні, наносячы меншы ўрон матэрыялу, атрымліваючы такім чынам перавагу матэрыялу. Узыходзячы да свайго першага прамысловага выкарыстання ў 1948 годзе, пластычны чыгун стаў добрай альтэрнатывай сталі (і іншым чыгунам), забяспечваючы нізкі кошт і высокую прадукцыйнасць.
Дыфузійныя характарыстыкі каванага чыгуну дзякуючы яго характарыстыкам у спалучэнні з лёгкасцю рэзання і характарыстыкамі зменнага супраціву чыгуну, выдатным суадносінам супраціву/вага
добрая обрабатываемость
нізкі кошт
Кошт адзінкі мае добрую ўстойлівасць
Выдатнае спалучэнне ўласцівасцей расцяжэння і падаўжэння
Пытанне 5: Што лепш для трываласці з высокай і нізкай цвёрдасцю?
A5: Увесь дыяпазон складае 35~21 HRC, я рэкамендую выкарыстоўваць парашок прыпоя 30 PSP, каб атрымаць значэнне цвёрдасці, блізкае да 28 HRC.
Цвёрдасць не залежыць непасрэдна ад тэрміну службы формы, асноўная розніца ў тэрміне службы заключаецца ў спосабе «пакрыцця» паверхні формы і выкарыстоўваным матэрыяле.
Ручная зварка, фактычная камбінацыя (зварачны матэрыял і асноўны метал) атрыманай формы не такая добрая, як плазменная PTA, і ў працэсе вытворчасці шкла часта з'яўляюцца драпіны.
Пытанне 6: Як выканаць поўную зварку распыленнем унутранай паражніны? Як выявіць і кантраляваць якасць пласта прыпоя?
Адказ 6: Я рэкамендую ўсталяваць нізкую хуткасць парашка на зваршчыку PTA, не больш за 10 абаротаў у хвіліну; пачынаючы ад вугла пляча, захавайце адлегласць у 5 мм, каб прыварыць паралельныя шарыкі.
Напішыце ў канцы:
У эпоху хуткіх тэхналагічных змен навука і тэхніка рухаюць прагрэс прадпрыемстваў і грамадства; зварка распыленнем адной і той жа нарыхтоўкі можа быць дасягнута рознымі працэсамі. Што тычыцца фабрыкі прэс-формаў, у дадатак да ўліку патрабаванняў сваіх кліентаў, які працэс павінен быць выкарыстаны, яна таксама павінна ўлічваць рэнтабельнасць інвестыцый у абсталяванне, гнуткасць абсталявання, выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і расходныя матэрыялы для наступнага выкарыстання, а таксама тое, ці абсталяванне можа ахопліваць больш шырокі спектр прадуктаў. Мікраплазменная зварка распыленнем, несумненна, з'яўляецца лепшым выбарам для фабрык па вытворчасці прэс-формаў.
Час публікацыі: 17 чэрвеня 2022 г