Este artículo presenta el proceso de soldadura por pulverización de moldes de latas de botellas de vidrio desde tres aspectos.
El primer aspecto: el proceso de soldadura por pulverización de moldes de vidrio para botellas y latas, incluida la soldadura por pulverización manual, la soldadura por pulverización por plasma, la soldadura por pulverización láser, etc.
El proceso común de soldadura por pulverización de moldes, la soldadura por pulverización por plasma, ha logrado recientemente nuevos avances en el extranjero, con actualizaciones tecnológicas y funciones significativamente mejoradas, comúnmente conocida como "soldadura por pulverización de micro plasma".
La soldadura por micropulverización de plasma puede ayudar a las empresas de moldes a reducir en gran medida los costos de inversión y adquisición, el mantenimiento a largo plazo y los costos de uso de consumibles, y el equipo puede pulverizar una amplia gama de piezas de trabajo. Simplemente reemplazando el cabezal del soplete de soldadura por pulverización se pueden satisfacer las necesidades de soldadura por pulverización de diferentes piezas de trabajo.
2.1 ¿Cuál es el significado específico de “polvo de soldadura de aleación a base de níquel”?
Es un malentendido considerar el “níquel” como un material de revestimiento; de hecho, el polvo de soldadura de aleación a base de níquel es una aleación compuesta de níquel (Ni), cromo (Cr), boro (B) y silicio (Si). Esta aleación se caracteriza por su bajo punto de fusión, que oscila entre 1.020°C y 1.050°C.
El principal factor que lleva al uso generalizado de polvos de soldadura de aleaciones a base de níquel (níquel, cromo, boro, silicio) como materiales de revestimiento en todo el mercado es que los polvos de soldadura de aleaciones a base de níquel con diferentes tamaños de partículas se han promocionado vigorosamente en el mercado. . Además, las aleaciones a base de níquel se han depositado fácilmente mediante soldadura con oxi-gas combustible (OFW) desde sus primeras etapas debido a su bajo punto de fusión, suavidad y facilidad de control del charco de soldadura.
La soldadura con gas combustible y oxígeno (OFW) consta de dos etapas distintas: la primera etapa, llamada etapa de deposición, en la que el polvo de soldadura se funde y se adhiere a la superficie de la pieza de trabajo; Derretido para compactación y porosidad reducida.
Cabe señalar que la llamada etapa de refundición se logra por la diferencia de punto de fusión entre el metal base y la aleación de níquel, que puede ser una fundición ferrítica con un punto de fusión de 1.350 a 1.400°C o un punto de 1.370 a 1.500°C de acero al carbono C40 (UNI 7845–78). Es la diferencia en el punto de fusión lo que garantiza que las aleaciones de níquel, cromo, boro y silicio no provocarán la refundición del metal base cuando estén a la temperatura de la etapa de refundición.
Sin embargo, la deposición de la aleación de níquel también se puede lograr depositando un cordón de alambre apretado sin necesidad de un proceso de refundición: esto requiere la ayuda de la soldadura por arco de plasma transferido (PTA).
2.2 Polvo de soldadura de aleación a base de níquel utilizado para punzones/núcleos de revestimiento en la industria del vidrio para botellas
Por estas razones, la industria del vidrio ha elegido naturalmente aleaciones a base de níquel para los recubrimientos endurecidos en las superficies de los punzones. La deposición de aleaciones a base de níquel se puede lograr mediante soldadura con oxi-gas combustible (OFW) o mediante pulverización de llama supersónica (HVOF), mientras que el proceso de refundición se puede lograr mediante sistemas de calentamiento por inducción o soldadura con oxi-gas combustible (OFW). . Una vez más, la diferencia en el punto de fusión entre el metal base y la aleación de níquel es el requisito previo más importante; de lo contrario, el revestimiento no será posible.
Se pueden lograr aleaciones de níquel, cromo, boro y silicio utilizando la tecnología de arco de transferencia de plasma (PTA), como la soldadura por plasma (PTAW) o la soldadura con gas inerte de tungsteno (GTAW), siempre que el cliente tenga un taller para la preparación del gas inerte.
La dureza de las aleaciones a base de níquel varía según los requisitos del trabajo, pero suele oscilar entre 30 HRC y 60 HRC.
2.3 En ambientes de alta temperatura, la presión de las aleaciones a base de níquel es relativamente grande
La dureza mencionada anteriormente se refiere a la dureza a temperatura ambiente. Sin embargo, en entornos operativos de alta temperatura, la dureza de las aleaciones a base de níquel disminuye.
Como se muestra arriba, aunque la dureza de las aleaciones a base de cobalto es menor que la de las aleaciones a base de níquel a temperatura ambiente, la dureza de las aleaciones a base de cobalto es mucho más fuerte que la de las aleaciones a base de níquel a altas temperaturas (como durante el funcionamiento del molde). temperatura).
El siguiente gráfico muestra el cambio en la dureza de diferentes polvos de soldadura de aleaciones al aumentar la temperatura:
2.4 ¿Cuál es el significado específico de “polvo de soldadura de aleación a base de cobalto”?
Considerando el cobalto como material de revestimiento, en realidad es una aleación compuesta de cobalto (Co), cromo (Cr), tungsteno (W) o cobalto (Co), cromo (Cr) y molibdeno (Mo). Generalmente denominadas polvo de soldadura "Stellite", las aleaciones a base de cobalto tienen carburos y boruros para formar su propia dureza. Algunas aleaciones a base de cobalto contienen un 2,5% de carbono. La característica principal de las aleaciones a base de cobalto es su gran dureza incluso a altas temperaturas.
2.5 Problemas encontrados durante la deposición de aleaciones a base de cobalto en la superficie del punzón/núcleo:
El principal problema con la deposición de aleaciones a base de cobalto está relacionado con su alto punto de fusión. De hecho, el punto de fusión de las aleaciones a base de cobalto es de 1375 a 1400 °C, que es casi el punto de fusión del acero al carbono y el hierro fundido. Hipotéticamente, si tuviéramos que utilizar soldadura con gas oxi-combustible (OFW) o pulverización con llama hipersónica (HVOF), durante la etapa de “refusión”, el metal base también se derretiría.
La única opción viable para depositar polvo a base de cobalto en el punzón/núcleo es: Arco de plasma transferido (PTA).
2.6 Acerca del enfriamiento
Como se explicó anteriormente, el uso de procesos de soldadura con gas combustible y oxígeno (OFW) y pulverización de llama hipersónica (HVOF) significa que la capa de polvo depositada se funde y se adhiere simultáneamente. En la siguiente etapa de refundición se compacta el cordón de soldadura lineal y se rellenan los poros.
Se puede observar que la conexión entre la superficie metálica base y la superficie de revestimiento es perfecta y sin interrupciones. Los punzones en la prueba estaban en la misma línea de producción (de botellas), punzones que usaban soldadura con gas oxi-combustible (OFW) o pulverización de llama supersónica (HVOF), punzones que usaban arco transferido por plasma (PTA), que se muestran en el mismo bajo presión de aire de enfriamiento. , la temperatura de funcionamiento del punzón del arco de transferencia de plasma (PTA) es 100 °C más baja.
2.7 Acerca del mecanizado
El mecanizado es un proceso muy importante en la producción de punzones/núcleos. Como se indicó anteriormente, es muy desventajoso depositar polvo de soldadura (sobre punzones/núcleos) con una dureza muy reducida a altas temperaturas. Una de las razones tiene que ver con el mecanizado; El mecanizado en polvo de soldadura de aleación de dureza 60HRC es bastante difícil, lo que obliga a los clientes a elegir solo parámetros bajos al configurar los parámetros de la herramienta de torneado (velocidad de la herramienta de torneado, velocidad de avance, profundidad...). Usar el mismo procedimiento de soldadura por pulverización en polvo de aleación 45HRC es mucho más fácil; los parámetros de la herramienta de torneado también se pueden establecer en niveles más altos y el mecanizado en sí será más fácil de completar.
2.8 Sobre el peso del polvo de soldadura depositado
Los procesos de soldadura con oxicombustible (OFW) y pulverización con llama supersónica (HVOF) tienen tasas de pérdida de polvo muy altas, que pueden llegar hasta el 70% en la adhesión del material de revestimiento a la pieza de trabajo. Si una soldadura por pulverización con núcleo soplado realmente requiere 30 gramos de polvo de soldadura, esto significa que la pistola de soldar debe rociar 100 gramos de polvo de soldadura.
Con diferencia, la tasa de pérdida de polvo de la tecnología de arco de plasma transferido (PTA) es de aproximadamente el 3% al 5%. Para el mismo núcleo de soplado, la pistola de soldar solo necesita rociar 32 gramos de polvo de soldadura.
2.9 Acerca del tiempo de deposición
Los tiempos de deposición de la soldadura con gas oxicombustible (OFW) y la pulverización de llama supersónica (HVOF) son los mismos. Por ejemplo, el tiempo de deposición y refundición de un mismo núcleo de soplado es de 5 minutos. La tecnología de arco transferido por plasma (PTA) también requiere los mismos 5 minutos para lograr el endurecimiento completo de la superficie de la pieza de trabajo (arco transferido por plasma).
Las siguientes imágenes muestran los resultados de la comparación entre estos dos procesos y la soldadura por arco de plasma transferido (PTA).
Comparación de punzones para revestimientos a base de níquel y revestimientos a base de cobalto. Los resultados de las pruebas realizadas en la misma línea de producción mostraron que los punzones de revestimiento a base de cobalto duraron 3 veces más que los punzones de revestimiento a base de níquel, y los punzones de revestimiento a base de cobalto no mostraron ninguna "degradación". El tercer aspecto: Preguntas y respuestas sobre la entrevista con el Sr. Claudio Corni, un experto italiano en soldadura por pulverización, sobre la soldadura por pulverización completa de la cavidad.
Pregunta 1: ¿Qué espesor se requiere teóricamente la capa de soldadura para la soldadura por aspersión completa de la cavidad? ¿El espesor de la capa de soldadura afecta el rendimiento?
Respuesta 1: Sugiero que el espesor máximo de la capa de soldadura sea de 2 a 2,5 mm y que la amplitud de oscilación se establezca en 5 mm; Si el cliente utiliza un valor de espesor mayor, se puede encontrar el problema de la “junta traslapada”.
Pregunta 2: ¿Por qué no utilizar un OSC de oscilación más grande = 30 mm en la sección recta (se recomienda configurar 5 mm)? ¿No sería esto mucho más eficiente? ¿Tiene algún significado especial el swing de 5 mm?
Respuesta 2: Recomiendo que la sección recta también use un balanceo de 5mm para mantener la temperatura adecuada en el molde;
Si se utiliza una oscilación de 30 mm, se debe establecer una velocidad de pulverización muy lenta, la temperatura de la pieza de trabajo será muy alta, la dilución del metal base será demasiado alta y la dureza del material de relleno perdido llegará a 10 HRC. Otra consideración importante es la consiguiente tensión sobre la pieza de trabajo (debido a la alta temperatura), que aumenta la probabilidad de agrietamiento.
Con un giro de 5 mm de ancho, la velocidad de la línea es más rápida, se puede obtener el mejor control, se forman buenas esquinas, se mantienen las propiedades mecánicas del material de relleno y la pérdida es de solo 2 a 3 HRC.
P3: ¿Cuáles son los requisitos de composición del polvo de soldadura? ¿Qué polvo de soldadura es adecuado para la soldadura por pulverización de cavidades?
R3: Recomiendo soldadura en polvo modelo 30PSP; si se producen grietas, use 23PSP en moldes de hierro fundido (use el modelo PP en moldes de cobre).
P4: ¿Cuál es el motivo para elegir el hierro dúctil? ¿Cuál es el problema de utilizar fundición gris?
Respuesta 4: En Europa solemos utilizar fundición nodular, porque fundición nodular (dos nombres en inglés: fundición nodular y fundición dúctil), el nombre se obtiene porque el grafito que contiene existe en forma esférica bajo el microscopio; a diferencia de las capas de hierro fundido gris formado en placas (de hecho, se le puede llamar más exactamente "hierro fundido laminado"). Estas diferencias de composición determinan la principal diferencia entre el hierro dúctil y el hierro fundido laminado: las esferas crean una resistencia geométrica a la propagación de grietas y, por lo tanto, adquieren una característica de ductilidad muy importante. Además, la forma esférica del grafito, dada la misma cantidad, ocupa menos superficie, causando menos daño al material, obteniendo así superioridad material. Desde su primer uso industrial en 1948, el hierro dúctil se ha convertido en una buena alternativa al acero (y otros hierros fundidos), lo que permite un bajo costo y un alto rendimiento.
El rendimiento de difusión del hierro dúctil debido a sus características, combinado con las características de fácil corte y resistencia variable del hierro fundido, excelente relación arrastre/peso.
buena maquinabilidad
bajo costo
El costo unitario tiene buena resistencia.
Excelente combinación de propiedades de tracción y alargamiento.
Pregunta 5: ¿Cuál es mejor para la durabilidad con dureza alta y dureza baja?
R5: Todo el rango es 35~21 HRC, recomiendo usar polvo de soldadura de 30 PSP para obtener un valor de dureza cercano a 28 HRC.
La dureza no está directamente relacionada con la vida útil del molde; la principal diferencia en la vida útil es la forma en que se “cubre” la superficie del molde y el material utilizado.
La soldadura manual, la combinación real (material de soldadura y metal base) del molde obtenido no es tan buena como la del plasma PTA, y a menudo aparecen rayones en el proceso de producción de vidrio.
Pregunta 6: ¿Cómo realizar la soldadura por pulverización completa de la cavidad interior? ¿Cómo detectar y controlar la calidad de la capa de soldadura?
Respuesta 6: Recomiendo configurar una velocidad de polvo baja en la soldadora PTA, no más de 10 RPM; comenzando desde el ángulo del hombro, mantenga el espacio en 5 mm para soldar cordones paralelos.
Escribe al final:
En una era de rápidos cambios tecnológicos, la ciencia y la tecnología impulsan el progreso de las empresas y la sociedad; La soldadura por pulverización de la misma pieza de trabajo se puede lograr mediante diferentes procesos. Para la fábrica de moldes, además de considerar los requisitos de sus clientes, qué proceso debe utilizarse, también debe tener en cuenta el rendimiento de los costos de la inversión en equipos, la flexibilidad de los equipos, los costos de mantenimiento y consumibles de uso posterior, y si el equipo puede cubrir una gama más amplia de productos. La soldadura por microplasma sin duda proporciona una mejor opción para las fábricas de moldes.
Hora de publicación: 17-jun-2022