Критическая роль свойств электродов в точечной контактной сварке

В отличие от чистых медных электродов, чьи свойства и конструкция заставляют их отводить тепло, чистые рефрактарные электроды выбирают именно потому, что они удерживают тепло. Вольфрам (W) примечателен тем, что имеет самую высокую точку плавления (3387 °C) среди металлов, а его твердость как при нормальных, так и при высоких температурах очень высока. Он в целом устойчив к окислению, а его электрическое сопротивление очень велико.

Молибден (Mo), «сестра» вольфрама среди рефрактарных металлов, также имеет высокую точку плавления (2610 °C) и высокую механическую прочность при высоких температурах, хотя и ниже, чем у вольфрама. Электрическое сопротивление Mo также высоко. (Для более детального обзора удельного электрического сопротивления различных элементов, включая вольфрам и молибден, см. «The Electrical Resistivity of Selected Elements» с графиками сопротивления в полном диапазоне температур, что полезнее одиночного значения.)

При выборе материала электрода для вашего применения контактной сварки важно контролировать неизбежное окислительное потребление, встраивая в цикл процесса возможность для электрода остыть как можно сильнее. Вольфрам более склонен к расслоению от термического шока, чем молибден, что является дополнительным фактором выбора. Однако компромисс в том, что молибден окисляется быстрее вольфрама.

Параллельно с разработкой медных сплавов для улучшения свойств чистой меди существуют сплавы вольфрама и молибдена, улучшающие чистый элемент. (Обратите внимание: поскольку вольфрам и молибден — продукты порошковой металлургии, термин «сплав» не применяется так же, как для непорошковых металлов. Чтобы полностью диспергировать в рефрактарном металле, легирующий материал должен выдерживать или адаптироваться к обычно высоким температурным требованиям обработки вольфрама и молибдена.)

Медь-вольфрам (CuW) доступен в различных соотношениях и широко используется, так как достигается баланс преимуществ меди и вольфрама. Серебро-вольфрам (AgW) также производится в разных соотношениях; преимущество в том, что серебро (Ag) трудно легировать с железом (Fe) и никелем (Ni), поэтому AgW может быть хорошим выбором для сварки нержавеющих сталей и других никелевых сплавов.

Эти легированные материалы электродов являются результатом спекания с проникновением. В инертной печи на точно отмеренную форму с точно отмеренным количеством порошка вольфрама или молибдена накладывают кусок чистой меди или серебра. Результат — электроды с высокой высокотемпературной прочностью и высокой электрической проводимостью.

Иногда применения контактной сварки требуют уникального сочетания свойств. В таких случаях существует ряд специальных электродов. Серебро-карбид вольфрама (AgWC) — необычный рефрактарный материал, выбираемый потому, что карбид вольфрама (WC) обеспечивает превосходную устойчивость к окислению, сохраняя форму на протяжении термического цикла сварки.

Наконец, тяжелый металл — также известный как тяжелый вольфрамовый сплав, состоящий из W, Fe, Ni, Cu в зависимости от марок производителей — еще один необычный электрод для точечной сварки. Его преимущества: отличная устойчивость к окислению и легкость обработки по сравнению с чистым вольфрамом и карбидом вольфрама (WC).

Если вы в процессе выбора электрода для точечной контактной сварки, знание свойств материалов может быть критичным. Для получения дополнительной информации о свойствах материалов и их взаимодействиях скачайте нашу техническую статью «Resistance Welding Electrode Materials: Selecting the Right One for Your Application».