Zavarljivost, savitljivost i štancanje čistog bakra

Općenito se smatra da čisti bakar ima dobru zavarljivost, ali ga nije tako lako zavariti kao ugljični čelik, a njegov proces zavarivanja ima određene specifičnosti na koje treba obratiti pažnju. Osnovni razlog koji utiče na zavarljivost čistog bakra leži u njegovim fizičkim svojstvima: prvo, čisti bakar ima visoku toplotnu provodljivost, koja je oko 5 puta veća od ugljeničnog čelika. Tokom procesa zavarivanja, toplina stvorena lukom zavarivanja će se brzo odvesti do osnovnog metala, što će rezultirati velikom zonom{3}}zahvaćenom toplinom, poteškoćama u formiranju stabilnog rastopljenog bazena i lakom pojavom defekata kao što su nepotpuno spajanje i nepotpuna penetracija ako parametri zavarivanja nisu pravilno kontrolirani.

Drugo, čisti bakar ima visok koeficijent linearnog širenja i brzinu skupljanja. Nakon zavarivanja, vjerovatno će doći do velikog naprezanja i deformacije zavarivanja, što može čak dovesti do pukotina u šavu ili osnovnom metalu. Osim toga, kada se čisti bakar zagrije na visoku temperaturu (iznad 300 stupnjeva), on će lako oksidirati kisikom u zraku i formirati bakreni oksid (CuO i Cu₂O), koji ima visoku krhkost i smanjuje čvrstoću i žilavost zavara, što dovodi do oštećenja zavarivanja kao što je uključivanje troske.

Međutim, uz odabir odgovarajućih metoda i parametara zavarivanja, čisti bakar se može dobro zavariti. Uobičajene metode zavarivanja čistog bakra uključuju elektrolučno zavarivanje volframom (TIG), elektrolučno zavarivanje metala (MIG), lemljenje i otporno zavarivanje. Među njima, TIG zavarivanje je najrasprostranjenija metoda za zavarivanje čistog bakra, koja može efikasno kontrolisati rastopljeni bazen, smanjiti oksidaciju i dobiti -kvalitetne zavare. Prije zavarivanja potrebno je temeljno očistiti površinu obratka kako bi se uklonili oksidi, uljne mrlje i druge nečistoće, te prethodno zagrijati radni predmet na odgovarajući način (obično 150-300 stupnjeva) kako bi se smanjila temperaturna razlika i naprezanje zavarivanja, čime bi se poboljšao kvalitet zavara. Općenito, čisti bakar je lako zavariti pod pretpostavkom ovladavanja odgovarajućim tehnikama i procesima.

Čisti bakar ima odličnu duktilnost i žilavost, što određuje da se vrlo lako savija. Duktilnost se odnosi na sposobnost materijala da se podvrgne plastičnoj deformaciji, a da se ne slomi pod djelovanjem vanjske sile, a duktilnost čistog bakra je među najboljima u metalnim materijalima. Njegovo izduženje nakon loma može doseći više od 30%, a ima dobru sposobnost plastične deformacije čak i na sobnoj temperaturi, koja se može savijati u različite oblike prema stvarnim potrebama bez pucanja ili lomljenja.

Prilikom savijanja čistog bakra gotovo da nema strogih zahtjeva za opremu i proces za savijanje. Može se savijati ručno jednostavnim alatima kao što su kliješta i mašine za savijanje, ili profesionalnom opremom za savijanje za veliku-proizvodnju. Radijus savijanja čistog bakra je relativno mali, a čak i mali -radijus savijanja se može postići bez očiglednog oštećenja materijala. Na primjer, u proizvodnji bakarnih cijevi, bakarnih žica i bakarnih limova, čisti bakar se može lako savijati u U-oblike, L-oblike i druge složene strukture kako bi zadovoljio zahtjeve za instalaciju i upotrebu različitih proizvoda.

Treba napomenuti da iako se čisti bakar lako savijati, prekomjerno savijanje ili ponovljeno savijanje može dovesti do radnog očvršćavanja materijala. Radno otvrdnjavanje će učiniti lokalni dio materijala tvrdim i krhkim, što može uzrokovati pucanje pri ponovnom savijanju. U tom slučaju se može provesti toplinska obrada (kao što je žarenje) kako bi se eliminiralo otvrdnjavanje, obnovila duktilnost čistog bakra i osigurao nesmetan napredak procesa savijanja. Sve u svemu, odlična duktilnost čistog bakra čini ga izuzetno lakim za savijanje, a to je materijal sa odličnim performansama savijanja.

Štancanje se odnosi na sposobnost materijala da se obradi u različite dijelove složenih oblika kroz procese štancanja, kao što su blijeđenje, izvlačenje, savijanje i oblikovanje pod djelovanjem pritiska. Čisti bakar ima dobru sposobnost štancanja, što je uglavnom zbog njegove odlične plastičnosti, niske čvrstoće tečenja i velikog istezanja, što može zadovoljiti zahtjeve različitih procesa štancanja.

U procesu štancanja čistog bakra, može se podvrgnuti velikoj plastičnoj deformaciji bez lomljenja i može se prerađivati ​​u tanke-dijelove sa tankim zidovima, složene zakrivljene dijelove i druge proizvode sa visokom preciznošću. Na primjer, u električnoj industriji, limovi od čistog bakra često se utiskuju u električne kontakte, terminale i druge dijelove; u automobilskoj industriji, čisti bakar se koristi za štancanje izmjenjivača topline, cijevi za gorivo i drugih komponenti. Dobra žigosljivost čistog bakra također se ogleda u njegovoj maloj sili štancanja, što može smanjiti trošenje kalupa za štancanje i poboljšati efikasnost proizvodnje.

Slično procesu savijanja, čisti bakar takođe može proizvesti očvršćavanje tokom štancanja, posebno u procesu dubokog izvlačenja i drugim procesima sa velikom deformacijom. Radno kaljenje će povećati tvrdoću materijala, smanjiti plastičnost i uticati na kasniji proces štancanja. Stoga se u stvarnoj proizvodnji često vrši međužarenje između višestrukih procesa štancanja kako bi se eliminisalo otvrdnjavanje, vratilo plastično stanje čistog bakra i osigurao nesmetan napredak štancanja. Osim toga, površina čistog bakra je glatka, što može smanjiti trenje između materijala i matrice tijekom štancanja, izbjeći površinske ogrebotine i poboljšati kvalitetu površine dijelova za štancanje.

Ukratko, čisti bakar ima dobru obradivost u smislu zavarljivosti, savitljivosti i štancanja. Njegova savitljivost i žigosanje su izvrsni zbog odlične duktilnosti i plastičnosti, te se jednostavnim procesima lako obrađuje u različite oblike. Iako na njegovu zavarljivost utječu visoka toplinska provodljivost i laka oksidacija, može se lako zavariti odabirom odgovarajućih metoda zavarivanja i kontrolom parametara procesa. Stoga je čisti bakar materijal koji se lako zavari, savija i štanca, a njegova odlična obradivost, u kombinaciji s dobrom električnom i toplinskom provodljivošću, čini ga širokom primjenom u različitim oblastima.