Introdución do proceso de soldadura por pulverización de moldes de botellas de vidro

Este documento presenta o proceso de soldadura por pulverización dos moldes de latas de botellas de vidro desde tres aspectos

O primeiro aspecto: o proceso de soldadura por pulverización de moldes de vidro de botellas e latas, incluíndo soldadura por pulverización manual, soldadura por pulverización de plasma, soldadura por pulverización con láser, etc.

O proceso común de soldadura por pulverización de moldes: a soldadura por pulverización de plasma, fixo recentemente novos avances no estranxeiro, con actualizacións tecnolóxicas e funcións significativamente melloradas, comunmente coñecidas como "soldadura por pulverización de microplasma".

A soldadura por pulverización de microplasma pode axudar ás empresas de moldes a reducir en gran medida os custos de investimento e adquisición, o mantemento a longo prazo e os custos de uso de consumibles, e o equipo pode pulverizar unha gran variedade de pezas de traballo. Só substituír a cabeza do facho de soldadura por pulverización pode satisfacer as necesidades de soldadura por pulverización de diferentes pezas de traballo.

2.1 Cal é o significado específico de "po de soldadura de aliaxe a base de níquel"

É un malentendido considerar o "níquel" como un material de revestimento, de feito, o po de soldadura de aliaxe a base de níquel é unha aliaxe composta de níquel (Ni), cromo (Cr), boro (B) e silicio (Si). Esta aliaxe caracterízase polo seu baixo punto de fusión, que oscila entre 1.020 °C e 1.050 °C.

O principal factor que leva ao uso xeneralizado de aliaxes en po de soldadura a base de níquel (níquel, cromo, boro, silicio) como materiais de revestimento en todo o mercado é que os po de soldadura de aliaxes a base de níquel con diferentes tamaños de partículas foron promovidos vigorosamente no mercado. . Ademais, as aliaxes a base de níquel depositáronse facilmente mediante soldadura con gas oxi-combustible (OFW) desde as súas primeiras etapas debido ao seu baixo punto de fusión, suavidade e facilidade de control do charco de soldadura.

A Soldadura con Gas Combustible de Osíxeno (OFW) consta de dúas etapas distintas: a primeira etapa, chamada etapa de deposición, na que o po de soldadura se funde e se adhire á superficie da peza de traballo; Fundido para compactar e reducir a porosidade.

Hai que resaltar que a chamada etapa de refundición conséguese pola diferenza de punto de fusión entre o metal base e a aliaxe de níquel, que pode ser unha fundición ferrítica cun punto de fusión de 1.350 a 1.400 °C ou un punto de fusión. punto de 1.370 a 1.500 °C de aceiro carbono C40 (UNI 7845–78). É a diferenza no punto de fusión a que garante que as aliaxes de níquel, cromo, boro e silicio non provocarán a refusión do metal base cando estean á temperatura da fase de refundimento.

Non obstante, a deposición de aliaxes de níquel tamén se pode conseguir depositando un fío axustado sen necesidade dun proceso de refusión: isto require a axuda da soldadura por arco de plasma transferido (PTA).

2.2 Po de soldadura de aliaxe a base de níquel usado para punzones/núcleos de revestimento na industria de vidro de botellas

Por estes motivos, a industria do vidro elixiu naturalmente aliaxes a base de níquel para revestimentos endurecidos en superficies de perforación. A deposición de aliaxes a base de níquel pódese conseguir mediante soldadura con gas oxi-combustible (OFW) ou por pulverización con chama supersónica (HVOF), mentres que o proceso de refusión pódese conseguir mediante sistemas de calefacción por indución ou soldadura con gas oxi-combustible (OFW) de novo. . De novo, a diferenza de punto de fusión entre o metal base e a aliaxe de níquel é o requisito previo máis importante, se non, o revestimento non será posible.

Pódense conseguir aliaxes de níquel, cromo, boro e silicio mediante a Tecnoloxía de Arco de Transferencia de Plasma (PTA), como a Soldadura por Plasma (PTAW) ou a Soldadura de Gas Inerte de Tungsteno (GTAW), sempre que o cliente teña un taller para a preparación de gases inertes.

A dureza das aliaxes a base de níquel varía segundo os requisitos do traballo, pero adoita estar entre 30 HRC e 60 HRC.

2.3 No ambiente de alta temperatura, a presión das aliaxes a base de níquel é relativamente grande

A dureza mencionada anteriormente refírese á dureza a temperatura ambiente. Non obstante, en ambientes operativos de alta temperatura, a dureza das aliaxes a base de níquel diminúe.

Como se mostra anteriormente, aínda que a dureza das aliaxes a base de cobalto é menor que a das aliaxes a base de níquel a temperatura ambiente, a dureza das aliaxes a base de cobalto é moito máis forte que a das aliaxes a base de níquel a altas temperaturas (como o funcionamento de moldes). temperatura).

O seguinte gráfico mostra o cambio na dureza dos diferentes po de soldadura de aliaxe co aumento da temperatura:

2.4 Cal é o significado específico de "po de soldadura de aliaxe a base de cobalto"?

Considerando o cobalto como material de revestimento, en realidade é unha aliaxe composta por cobalto (Co), cromo (Cr), wolframio (W) ou cobalto (Co), cromo (Cr) e molibdeno (Mo). Normalmente denominadas po de soldadura "Stellite", as aliaxes a base de cobalto teñen carburos e boruros para formar a súa propia dureza. Algunhas aliaxes a base de cobalto conteñen un 2,5% de carbono. A principal característica das aliaxes a base de cobalto é a súa súper dureza incluso a altas temperaturas.

2.5 Problemas atopados durante a deposición de aliaxes a base de cobalto na superficie do punzón/núcleo:

O principal problema coa deposición de aliaxes a base de cobalto está relacionado co seu alto punto de fusión. De feito, o punto de fusión das aliaxes a base de cobalto é de 1.375 ~ 1.400 °C, que é case o punto de fusión do aceiro carbono e do ferro fundido. Hipotéticamente, se tivésemos que usar soldadura con gas oxi-combustible (OFW) ou pulverización con chama hipersónica (HVOF), entón durante a etapa de "refusión", o metal base tamén se fundiría.

A única opción viable para depositar po a base de cobalto no punzón/núcleo é: Arco de plasma transferido (PTA).

2.6 Sobre o arrefriamento

Como se explicou anteriormente, o uso dos procesos de soldadura de gas de combustible de osíxeno (OFW) e de pulverización de chama hipersónica (HVOF) significa que a capa de po depositada se funde e se adhire simultáneamente. Na fase de refusión posterior, o cordón de soldadura lineal compáctase e os poros énchense.

Pódese ver que a conexión entre a superficie do metal base e a superficie do revestimento é perfecta e sen interrupcións. Os punzóns da proba estaban na mesma liña de produción (botella), punzóns mediante soldadura con gas oxicombustible (OFW) ou pulverización con chama supersónica (HVOF), punzóns mediante arco transferido por plasma (PTA), mostrados no mesmo Baixo presión de aire de refrixeración , a temperatura de funcionamento do punzón do arco de transferencia de plasma (PTA) é 100 °C máis baixa.

2.7 Sobre o mecanizado

O mecanizado é un proceso moi importante na produción de punzón/núcleo. Como se indicou anteriormente, é moi desvantaxoso depositar po de soldadura (en punzóns/núcleos) cunha dureza moi reducida a altas temperaturas. Unha das razóns é sobre o mecanizado; O mecanizado en po de soldadura de aliaxe de dureza 60HRC é bastante difícil, o que obriga aos clientes a escoller só parámetros baixos ao configurar os parámetros da ferramenta de torneado (velocidade da ferramenta de torneado, velocidade de avance, profundidade...). Usar o mesmo procedemento de soldadura por pulverización en po de aliaxe 45HRC é significativamente máis sinxelo; os parámetros da ferramenta de torneado tamén se poden configurar máis altos e o propio mecanizado será máis fácil de completar.

2.8 Sobre o peso do po de soldadura depositado

Os procesos de soldadura con gas oxi-combustible (OFW) e pulverización con chama supersónica (HVOF) teñen taxas de perda de po moi altas, que poden chegar ao 70% ao adherir o material de revestimento á peza de traballo. Se unha soldadura por pulverización de núcleo de soplado realmente require 30 gramos de po de soldadura, isto significa que a pistola de soldadura debe pulverizar 100 gramos de po de soldadura.

De lonxe, a taxa de perda de po da tecnoloxía de arco transferido por plasma (PTA) é dun 3% a un 5%. Para o mesmo núcleo de vento, a pistola de soldadura só precisa pulverizar 32 gramos de po de soldadura.

2.9 Sobre o tempo de deposición

Os tempos de deposición de soldadura con gas oxi-combustible (OFW) e de pulverización de chama supersónica (HVOF) son os mesmos. Por exemplo, o tempo de deposición e refusión do mesmo núcleo de vento é de 5 minutos. A tecnoloxía de arco transferido por plasma (PTA) tamén require os mesmos 5 minutos para lograr o endurecemento completo da superficie da peza (arco transferido por plasma).

As imaxes seguintes mostran os resultados da comparación entre estes dous procesos e a soldadura por arco de plasma transferido (PTA).

Comparación de punzóns para revestimento a base de níquel e revestimento a base de cobalto. Os resultados das probas realizadas na mesma liña de produción mostraron que os punzóns de revestimento a base de cobalto duraron 3 veces máis que os punzóns de revestimento a base de níquel, e os punzóns de revestimento a base de cobalto non mostraron ningunha "degradación". O terceiro aspecto: Preguntas e respostas sobre a entrevista co Sr. Claudio Corni, un experto italiano en soldadura por pulverización, sobre a soldadura por pulverización completa da cavidade

Pregunta 1: Que grosor é a capa de soldadura teoricamente necesaria para a soldadura por pulverización completa da cavidade? O grosor da capa de soldadura afecta o rendemento?

Resposta 1: suxiro que o espesor máximo da capa de soldadura sexa de 2 ~ 2,5 mm e que a amplitude de oscilación estea definida en 5 mm; se o cliente usa un valor de grosor maior, pódese atopar o problema da "articulación de solapa".

Pregunta 2: Por que non usar un OSC de balance máis grande = 30 mm na sección recta (recomendado para establecer 5 mm)? Non sería isto moito máis eficiente? Hai algún significado especial para o balance de 5 mm?

Resposta 2: recomendo que a sección recta tamén use un balance de 5 mm para manter a temperatura adecuada no molde;

Se se usa un balance de 30 mm, debe configurarse unha velocidade de pulverización moi lenta, a temperatura da peza será moi alta e a dilución do metal base faise demasiado alta e a dureza do material de recheo perdido é de ata 10 HRC. Outra consideración importante é a tensión conseguinte na peza de traballo (debido á alta temperatura), o que aumenta a probabilidade de rachadura.

Cun balance de 5 mm de ancho, a velocidade da liña é máis rápida, pódese obter o mellor control, fórmanse boas esquinas, mantéñense as propiedades mecánicas do material de recheo e a perda é só de 2 ~ 3 HRC.

P3: Cales son os requisitos de composición do po de soldadura? Que po de soldadura é axeitado para a soldadura por pulverización de cavidades?

A3: Recomendo po de soldadura modelo 30PSP, se se producen rachaduras, use 23PSP en moldes de ferro fundido (use o modelo PP en moldes de cobre).

P4: Cal é o motivo para escoller o ferro dúctil? Cal é o problema co uso de fundición gris?

Resposta 4: En Europa, adoitamos empregar a fundición nodular, porque a fundición nodular (dous nomes ingleses: fundición nodular e fundición dúctil), o nome obtense porque o grafito que contén existe en forma esférica ao microscopio; a diferenza das capas de fundición gris formada en placas (de feito, pódese chamar con máis precisión "ferro fundido laminado"). Tales diferenzas de composición determinan a principal diferenza entre o fundición dúctil e a fundición laminada: as esferas crean unha resistencia xeométrica á propagación da greta e adquiren así unha característica de ductilidade moi importante. Ademais, a forma esférica do grafito, dada a mesma cantidade, ocupa menos superficie, provocando menos danos no material, obtendo así a superioridade material. Data do seu primeiro uso industrial en 1948, o ferro dúctil converteuse nunha boa alternativa ao aceiro (e outras fundicións), o que permite un baixo custo e un alto rendemento.

O rendemento de difusión do ferro dúctil debido ás súas características, combinado co fácil corte e as características de resistencia variable do ferro fundido, excelente relación arrastre/peso

boa maquinabilidade

baixo custo

O custo unitario ten unha boa resistencia

Excelente combinación de propiedades de tracción e alongamento

Pregunta 5: Cal é mellor para a durabilidade con alta dureza e baixa dureza?

A5: Todo o rango é de 35 ~ 21 HRC, recomendo usar 30 PSP en po de soldadura para obter un valor de dureza próximo a 28 HRC.

A dureza non está directamente relacionada coa vida útil do molde, a principal diferenza na vida útil é a forma en que se "cubre" a superficie do molde e o material utilizado.

A soldadura manual, a combinación real (material de soldadura e metal base) do molde obtido non é tan boa como a do plasma PTA, e moitas veces aparecen arañazos no proceso de produción de vidro.

Pregunta 6: Como facer a soldadura por pulverización completa da cavidade interna? Como detectar e controlar a calidade da capa de soldadura?

Resposta 6: recomendo establecer unha baixa velocidade do po no soldador PTA, non máis de 10 RPM; comezando dende o ángulo do ombreiro, mantén o espazo en 5 mm para soldar esferas paralelas.

Escribe ao final:

Nunha era de rápido cambio tecnolóxico, a ciencia e a tecnoloxía impulsan o progreso das empresas e da sociedade; A soldadura por pulverización dunha mesma peza pódese conseguir mediante diferentes procesos. Para a fábrica de moldes, ademais de considerar os requisitos dos seus clientes, que proceso debe utilizarse, tamén debe ter en conta o rendemento dos custos do investimento en equipos, a flexibilidade dos equipos, os custos de mantemento e consumibles de uso posterior e se o equipo pode cubrir unha gama máis ampla de produtos. A soldadura por pulverización de microplasma ofrece sen dúbida unha mellor opción para as fábricas de moldes.