Een recept voor perfecte elektrode-infiltratie

Waarom is uniforme dichtheid in CuW-elektroden van belang?

Vorige week hebben we het gehad over enkele redenen om puur wolfraam of molybdeen te kiezen als materiaal voor puntlaselektroden. Met deze pure materialen is infiltratie - het mengen van metalen door een elektrode zodat de verhouding in elk kwadrant uniform is - geen probleem. Maar hoe zit het met het gebruik van een legering zoals koperwolfraam, een van de meest voorkomende metaalmengsels die in elektroden worden gebruikt?

Een legering van koperwolfraam (CuW) combineert een hoge temperatuursterkte en een hoge elektrische geleidbaarheid, waardoor het een goede optie is bij het puntlassen van metalen met een hoge geleidbaarheid, zoals koperdraad of folie. CuW is verkrijgbaar in verschillende samenstellingsverhoudingen om aan verschillende behoeften te voldoen en wordt geproduceerd door middel van poedermenging en vervolgens infiltratie en sinteren in batches (in plaats van een continu getrokken product). De infiltratie - de uniforme dispersie van de twee metalen in elke kubieke centimeter van de elektrode - is een van de kritische vereisten van elk goed elektrode-"recept".

Een kijkje in de CuW-elektrode-infiltratie

"Perfect" is altijd geweldig als het kan worden bereikt, en met CuW-legeringsproducten is perfecte infiltratie - met de dichtheid van koper en wolfraam die correleert met de verhouding van koper en wolfraam in het specifieke mengsel - het doel. Als de verhouding (percentage) koper in het mengsel toeneemt, neemt de totale dichtheid van de legering af; als de wolfraamverhouding toeneemt, gaat de totale dichtheid omhoog.

Het intrigerende is dat mensen bij het kiezen van materialen nadenken over de dichtheid van een metaal, maar niet echt nadenken over de dichtheid van een mengsel van metalen. De dichtheid is eenvoudig genoeg om te berekenen, maar wat is het?

In het geval van CuW-elektroden zou de correlatie tussen dichtheid en infiltratie perfect moeten zijn - dat wil zeggen, r =1. Dit komt door het mengen van de poeders en omdat de twee samenstellende metalen algebraïsch optellen tot een bepaalde dichtheid op basis van hun eigen dichtheden en het percentage van elk metaal dat is geïnfiltreerd. Dat betekent dat als je een CuW-elektrode in dwarsdoorsneden snijdt langs de x-, y- en z-as, elk van de resulterende "mini-elektroden" dezelfde dichtheid moet hebben.

Voor een product dat 20 Cu-80W is, dat wil zeggen een mengsel van 20% koper en 80% wolfraam in massa, moet de dichtheid van elk deel van dat product dat in die verhouding wordt gemaakt 15,6 g/cm3 zijn. Toepasselijk, met meer koper toegevoegd - zoals in CuW-producten gemaakt in de verhouding van 30Cu-70W - daalt de dichtheid, in dit geval tot 14,2 g/cm3. Bij de limieten van typisch verbruik voor CuW-elektroden, een verhouding van 40Cu-60W, daalt de dichtheid tot 13,16 g/cm3. Dat is ver verwijderd van de theoretische dichtheid van puur wolfraam, namelijk 19,3 g/cm3, en een cruciale overweging bij het selecteren van een legering en zijn mengsel of bij het kiezen tussen een legering en een puur metaal voor uw elektrodemateriaal.

Elke "hap" van de CuW-elektrode zou hetzelfde moeten zijn!

Wat is de bottom line in infiltratie en de dichtheid van koperwolfraam? Als u een CuW-elektrode koopt, geeft u er echt om dat u het recept krijgt dat u wilt - d.w.z. de verhouding van koper en wolfraam die geschikt is voor de materialen die u gaat lassen - en een dichtheid die uniform is over de hele elektrode. Je gaat 100% van de elektrode gebruiken, dus je wilt dat elke geometrische sectie ervan een consistente dichtheid heeft door echt uniforme infiltratie.

Zie een elektrode als een brood, waarvan je verwacht dat elk stukje hetzelfde zal smaken. Als je een hap van een plakje zou nemen en het te zout zou vinden, zou je denken dat de ingrediënten waarschijnlijk niet goed waren gemengd. Om een ​​gelijkmatig smakelijk brood te krijgen, is het noodzakelijk dat alle ingrediënten gelijkmatig verdeeld zijn. Muffintoppen en browniehoeken kunnen gewilde desserts zijn, maar hun analogen in de elektrodenwereld zijn onaanvaardbaar!

De uniforme dispersie in een elektrode kan empirisch worden getest door de elektrode in plakjes te snijden en het (de) monster(s) te wegen om er zeker van te zijn dat elke kubieke centimeter X gram weegt (afhankelijk van de koper- en wolfraamverhouding), ongeacht welk deel van de elektrode u "proefde" (bemonsterd). Met koper en wolfraam uniform verdeeld in elke bit (of beet!), verandert de 100% uniforme dichtheid van de elektrode (en dus de hardheid) niet, zelfs niet als de grootte van de elektrode verandert. Dat betekent dat bijvoorbeeld een CuW-elektrode met een afmeting van 10 x 50 mm voor 30Cu-70W overal dezelfde dichtheid heeft als een elektrode met een afmeting van 20 x 100 mm voor 30Cu-70W — namelijk 14,2 g/cm3.

Het begrijpen van de eigenschappen van verschillende elektrodematerialen - inclusief de infiltratie, dichtheid en andere kenmerken van legeringen zoals CuW - is van cruciaal belang voor het succes van het lassen. Als u momenteel bezig bent met het kiezen van een elektrodemateriaal voor uw productiebehoeften voor weerstandslassen, kunt u meer te weten komen over de reeks opties en hoe sommige materialen en legeringen zijn ontworpen om veelvoorkomende uitdagingen aan te gaan. Download eenvoudig ons gratis technische rapport.