Questo articolo presenta il processo di saldatura a spruzzo degli stampi per lattine di bottiglie di vetro sotto tre aspetti
Il primo aspetto: il processo di saldatura a spruzzo di stampi in vetro per bottiglie e lattine, compresa la saldatura a spruzzo manuale, la saldatura a spruzzo al plasma, la saldatura a spruzzo laser, ecc.
Il processo comune di saldatura a spruzzo per stampi – saldatura a spruzzo al plasma, ha recentemente fatto nuovi passi avanti all’estero, con aggiornamenti tecnologici e funzioni significativamente migliorate, comunemente noto come “saldatura a spruzzo al plasma micro”.
La micro saldatura a spruzzo al plasma può aiutare le aziende di stampi a ridurre notevolmente i costi di investimento e di approvvigionamento, i costi di manutenzione a lungo termine e di utilizzo dei materiali di consumo e l'attrezzatura può spruzzare un'ampia gamma di pezzi.La semplice sostituzione della testa della torcia per saldatura a spruzzo può soddisfare le esigenze di saldatura a spruzzo di diversi pezzi.
2.1 Qual è il significato specifico di "polvere saldante in lega a base di nichel"
È un malinteso considerare il “nichel” come un materiale di rivestimento, infatti la polvere di saldatura in lega a base di nichel è una lega composta da nichel (Ni), cromo (Cr), boro (B) e silicio (Si).Questa lega è caratterizzata da un basso punto di fusione, che varia da 1.020°C a 1.050°C.
Il fattore principale che ha portato all’uso diffuso di polveri di lega saldante a base di nichel (nichel, cromo, boro, silicio) come materiali di rivestimento nell’intero mercato è che le polveri di lega saldante a base di nichel con diverse dimensioni delle particelle sono state fortemente promosse sul mercato .Inoltre, le leghe a base di nichel sono state facilmente depositate mediante saldatura a gas ossitaglio (OFW) fin dalle prime fasi a causa del loro basso punto di fusione, della levigatezza e della facilità di controllo del bagno di saldatura.
La saldatura Oxygen Fuel Gas (OFW) è costituita da due fasi distinte: la prima fase, denominata fase di deposizione, in cui la polvere saldante si scioglie e aderisce alla superficie del pezzo;Fuso per compattazione e porosità ridotta.
Va sottolineato il fatto che la cosiddetta fase di rifusione si ottiene attraverso la differenza di punto di fusione tra il metallo base e la lega di nichel, che può essere una ghisa ferritica con punto di fusione compreso tra 1.350 e 1.400°C oppure una temperatura di fusione punto da 1.370 a 1.500°C dell'acciaio al carbonio C40 (UNI 7845–78).È la differenza nel punto di fusione che garantisce che le leghe di nichel, cromo, boro e silicio non causino la rifusione del metallo base quando si trovano alla temperatura della fase di rifusione.
Tuttavia, la deposizione di leghe di nichel può essere ottenuta anche depositando un cordone di filo stretto senza la necessità di un processo di rifusione: ciò richiede l'ausilio della saldatura ad arco plasma trasferito (PTA).
2.2 Polvere saldante in lega a base di nichel utilizzata per il rivestimento di punzoni/anima nell'industria del vetro per bottiglie
Per questi motivi, l'industria del vetro ha naturalmente scelto le leghe a base di nichel per i rivestimenti induriti sulle superfici dei punzoni.La deposizione di leghe a base di nichel può essere ottenuta sia mediante saldatura a ossitaglio (OFW) che mediante spruzzatura a fiamma supersonica (HVOF), mentre il processo di rifusione può essere ottenuto tramite sistemi di riscaldamento a induzione o sempre ossitaglio a gas (OFW). .Anche in questo caso, la differenza nel punto di fusione tra il metallo base e la lega di nichel è il prerequisito più importante, altrimenti il rivestimento non sarà possibile.
Le leghe di nichel, cromo, boro e silicio possono essere ottenute utilizzando la tecnologia dell'arco di trasferimento al plasma (PTA), come la saldatura al plasma (PTAW) o la saldatura a gas inerte di tungsteno (GTAW), a condizione che il cliente disponga di un'officina per la preparazione del gas inerte.
La durezza delle leghe a base nichel varia a seconda delle esigenze di lavoro, ma solitamente è compresa tra 30 HRC e 60 HRC.
2.3 Nell'ambiente ad alta temperatura, la pressione delle leghe a base di nichel è relativamente elevata
La durezza sopra menzionata si riferisce alla durezza a temperatura ambiente.Tuttavia, in ambienti operativi ad alta temperatura, la durezza delle leghe a base di nichel diminuisce.
Come mostrato sopra, sebbene la durezza delle leghe a base di cobalto sia inferiore a quella delle leghe a base di nichel a temperatura ambiente, la durezza delle leghe a base di cobalto è molto più forte di quella delle leghe a base di nichel a temperature elevate (come durante il funzionamento dello stampo). temperatura).
Il grafico seguente mostra la variazione della durezza delle diverse polveri di lega saldante con l'aumento della temperatura:
2.4 Qual è il significato specifico di "polvere saldante in lega a base di cobalto"?
Considerando il cobalto come materiale di rivestimento, in realtà è una lega composta da cobalto (Co), cromo (Cr), tungsteno (W) o cobalto (Co), cromo (Cr) e molibdeno (Mo).Solitamente denominate polvere di saldatura "Stellite", le leghe a base di cobalto hanno carburi e boruri per formare la propria durezza.Alcune leghe a base di cobalto contengono il 2,5% di carbonio.La caratteristica principale delle leghe a base di cobalto è la loro superdurezza anche ad alte temperature.
2.5 Problemi riscontrati durante la deposizione di leghe a base di cobalto sulla superficie del punzone/anima:
Il problema principale con la deposizione delle leghe a base di cobalto è legato al loro elevato punto di fusione.Infatti, il punto di fusione delle leghe a base di cobalto è 1.375~1.400°C, che è quasi il punto di fusione dell'acciaio al carbonio e della ghisa.Ipoteticamente, se dovessimo utilizzare la saldatura a gas ossitaglio (OFW) o la spruzzatura di fiamma ipersonica (HVOF), durante la fase di “rifusione”, anche il metallo di base si fonderebbe.
L'unica opzione praticabile per depositare polvere a base di cobalto sul punzone/nucleo è: Arco al plasma trasferito (PTA).
2.6 Informazioni sul raffreddamento
Come spiegato in precedenza, l'uso dei processi Oxygen Fuel Gas Welding (OFW) e Hypersonic Flame Spray (HVOF) significa che lo strato di polvere depositato viene contemporaneamente fuso e fatto aderire.Nella successiva fase di rifusione il cordone di saldatura lineare viene compattato e i pori riempiti.
Si può notare che il collegamento tra la superficie metallica base e la superficie del rivestimento è perfetto e senza interruzioni.I punzoni nel test erano sulla stessa linea di produzione (bottiglia), punzoni che utilizzavano la saldatura a gas ossitaglio (OFW) o la spruzzatura a fiamma supersonica (HVOF), punzoni che utilizzavano l'arco trasferito al plasma (PTA), mostrati nella stessa Sotto pressione dell'aria di raffreddamento , la temperatura operativa del punzone ad arco di trasferimento al plasma (PTA) è inferiore di 100°C.
2.7 Informazioni sulla lavorazione
La lavorazione meccanica è un processo molto importante nella produzione di punzoni/anima.Come indicato sopra, è molto svantaggioso depositare polvere di saldatura (su punzoni/nuclei) con durezza fortemente ridotta ad alte temperature.Uno dei motivi riguarda la lavorazione;la lavorazione su polvere di saldatura in lega di durezza 60HRC è piuttosto difficile, costringendo i clienti a scegliere solo parametri bassi quando impostano i parametri dell'utensile di tornitura (velocità dell'utensile di tornitura, velocità di avanzamento, profondità...).Utilizzare la stessa procedura di saldatura a spruzzo su polvere di lega 45HRC è notevolmente più semplice;è inoltre possibile impostare parametri più elevati dell'utensile di tornitura e la lavorazione stessa sarà più semplice da completare.
2.8 Circa il peso della polvere di saldatura depositata
I processi di saldatura a gas ossitaglio (OFW) e di spruzzatura a fiamma supersonica (HVOF) hanno tassi di perdita di polvere molto elevati, che possono arrivare fino al 70% nell'adesione del materiale di rivestimento al pezzo in lavorazione.Se una saldatura a spruzzo con nucleo soffiato richiede effettivamente 30 grammi di polvere di saldatura, ciò significa che la pistola di saldatura deve spruzzare 100 grammi di polvere di saldatura.
Di gran lunga, il tasso di perdita di polvere della tecnologia ad arco trasferito al plasma (PTA) è compreso tra il 3% e il 5% circa.Per lo stesso nucleo soffiante, la pistola di saldatura deve spruzzare solo 32 grammi di polvere di saldatura.
2.9 Informazioni sul tempo di deposizione
I tempi di deposizione della saldatura a gas ossitaglio (OFW) e della spruzzatura a fiamma supersonica (HVOF) sono gli stessi.Ad esempio, il tempo di deposizione e rifusione della stessa anima soffiante è di 5 minuti.Anche la tecnologia Plasma Transfered Arc (PTA) richiede gli stessi 5 minuti per ottenere il completo indurimento della superficie del pezzo (arco plasma trasferito).
Le immagini sottostanti mostrano i risultati del confronto tra questi due processi e la saldatura ad arco plasma trasferito (PTA).
Confronto tra punzoni per rivestimento a base di nichel e rivestimento a base di cobalto.I risultati dei test eseguiti sulla stessa linea di produzione hanno mostrato che i punzoni per rivestimento a base di cobalto duravano 3 volte di più rispetto ai punzoni per rivestimento a base di nichel, e i punzoni per rivestimento a base di cobalto non hanno mostrato alcun “degrado”. Il terzo aspetto: domande e risposte sull'intervista al Sig. Claudio Corni, esperto italiano di saldatura a spruzzo, sulla saldatura a spruzzo completa della cavità
Domanda 1: Qual è lo spessore teorico dello strato di saldatura richiesto per la saldatura a spruzzo completa di cavità?Lo spessore dello strato di saldatura influisce sulle prestazioni?
Risposta 1: suggerisco che lo spessore massimo dello strato di saldatura sia 2~2,5 mm e che l'ampiezza dell'oscillazione sia impostata su 5 mm;se il cliente utilizza un valore di spessore maggiore si potrebbe riscontrare il problema della “giunzione a sovrapposizione”.
Domanda 2: Perché non utilizzare uno swing OSC più grande = 30 mm nella sezione diritta (si consiglia di impostare 5 mm)?Non sarebbe molto più efficiente?C'è qualche significato speciale nello swing da 5 mm?
Risposta 2: Consiglio che nel tratto rettilineo venga utilizzata anche un'oscillazione di 5mm per mantenere la giusta temperatura sullo stampo;
Se si utilizza un'oscillazione di 30 mm, è necessario impostare una velocità di spruzzatura molto lenta, la temperatura del pezzo sarà molto elevata, la diluizione del metallo di base diventerà troppo elevata e la durezza del materiale di riempimento perso raggiungerà i 10 HRC.Un'altra considerazione importante è la conseguente sollecitazione sul pezzo (dovuta all'elevata temperatura), che aumenta la probabilità di fessurazione.
Con un'oscillazione di 5 mm di larghezza, la velocità della linea è maggiore, è possibile ottenere il miglior controllo, si formano buoni angoli, le proprietà meccaniche del materiale di riempimento vengono mantenute e la perdita è di soli 2~3 HRC.
Q3: Quali sono i requisiti di composizione della polvere di saldatura?Quale polvere di saldatura è adatta per la saldatura a spruzzo di cavità?
R3: Raccomando il modello 30PSP con polvere di saldatura, se si verificano crepe, utilizzare 23PSP su stampi in ghisa (utilizzare il modello PP su stampi in rame).
Q4: Qual è il motivo per scegliere la ghisa sferoidale?Qual è il problema con l'utilizzo della ghisa grigia?
Risposta 4: In Europa si usa solitamente la ghisa nodulare, perché la ghisa nodulare (due nomi inglesi: Nodular cast iron e Ductile cast iron), il nome è ottenuto perché la grafite in essa contenuta esiste al microscopio in forma sferica;a differenza degli strati Ghisa grigia piastriforme (infatti può essere più propriamente chiamata “ghisa laminata”).Tali differenze compositive determinano la principale differenza tra ghisa sferoidale e ghisa laminata: le sfere creano una resistenza geometrica alla propagazione delle cricche e acquisiscono così una caratteristica di duttilità molto importante.Inoltre, la forma sferica della grafite, a parità di quantità, occupa meno superficie, causando meno danni al materiale, ottenendo così la superiorità del materiale.Sin dal suo primo utilizzo industriale nel 1948, la ghisa duttile è diventata una buona alternativa all'acciaio (e ad altre ghise), consentendo costi contenuti e prestazioni elevate.
Le prestazioni di diffusione della ghisa sferoidale grazie alle sue caratteristiche, combinate con la facilità di taglio e le caratteristiche di resistenza variabile della ghisa, Eccellente rapporto resistenza/peso
buona lavorabilità
basso costo
Il costo unitario ha una buona resistenza
Eccellente combinazione di proprietà di trazione e allungamento
Domanda 5: Quale è la soluzione migliore per la durabilità con elevata durezza e bassa durezza?
R5: L'intero intervallo è 35~21 HRC, consiglio di utilizzare polvere di saldatura 30 PSP per ottenere un valore di durezza vicino a 28 HRC.
La durezza non è direttamente correlata alla durata dello stampo, la differenza principale nella durata è il modo in cui la superficie dello stampo è “ricoperta” e il materiale utilizzato.
Saldatura manuale, la combinazione effettiva (materiale di saldatura e metallo di base) dello stampo ottenuto non è buona come quella del plasma PTA e spesso compaiono graffi nel processo di produzione del vetro.
Domanda 6: Come eseguire la saldatura a spruzzo completa della cavità interna?Come rilevare e controllare la qualità dello strato di saldatura?
Risposta 6: Consiglio di impostare una velocità della polvere bassa sulla saldatrice PTA, non superiore a 10 RPM;partendo dall'angolo della spalla, mantenere la spaziatura a 5 mm per saldare cordoni paralleli.
Scrivi alla fine:
In un’era di rapidi cambiamenti tecnologici, la scienza e la tecnologia guidano il progresso delle imprese e della società;la saldatura a spruzzo dello stesso pezzo può essere ottenuta mediante processi diversi.Per la fabbrica di stampi, oltre a considerare le esigenze dei propri clienti, quale processo dovrebbe essere utilizzato, dovrebbe anche prendere in considerazione il rapporto costi-benefici dell'investimento in attrezzature, la flessibilità delle attrezzature, i costi di manutenzione e di consumo per un utilizzo successivo e se l'attrezzatura può coprire una gamma più ampia di prodotti.La saldatura a spruzzo al micro plasma rappresenta senza dubbio una scelta migliore per le fabbriche di stampi.
Orario di pubblicazione: 17 giugno 2022