Hấp dẫn

Hàn lạnh: Nối kim loại mà không cần nhiệt

Hàn lạnh: Nối kim loại mà không cần nhiệt

Khi chúng ta nghĩ về một quy trình hàn, điều đầu tiên xuất hiện trong tâm trí chúng ta là việc sử dụng nhiệt. Làm nóng các kim loại đến điểm nóng chảy và nung chảy chúng lại với nhau là cách hầu hết các kỹ thuật hàn hoạt động.

LIÊN QUAN: HÀN DÂY HÌNH ẢNH: NGUYÊN TẮC, LỢI ÍCH VÀ ỨNG DỤNG

Các kỹ thuật như hàn hồ quang, hàn ma sát, hàn siêu âm và hàn laser, tất cả đều liên quan đến nhiệt theo cách này hay cách khác. Trên thực tế, nhiệt được coi là đồng nghĩa với hàn và là yếu tố không thể thiếu để nối hai vật liệu.

Nhưng điều này khác xa sự thật và hàn lạnh là minh chứng hiển nhiên. Hàn nguội là quá trình nối hai kim loại mà không sử dụng nhiệt.

Nghe có vẻ bất khả thi, nhưng nó là một trong những phương pháp hàn phổ biến nhất hiện có.

Yếu tố nhiệt trong quá trình hàn được sử dụng để làm cho các bộ phận đủ dẻo để sự khuếch tán của các nguyên tử có thể diễn ra, giữa hai phôi hoặc với môi trường khác ở giữa.

Tuy nhiên, không bắt buộc phải sử dụng nhiệt để nối vật liệu. Hàn ở trạng thái lạnh thể hiện điều đó trong thời gian thực.

Hàn nguội (còn được gọi là hàn áp lực lạnh và hàn tiếp xúc) sử dụng áp lực để nối hai vật liệu. Về mặt khoa học, quá trình này được gọi là khuếch tán trạng thái rắn và nó sử dụng áp lực để tạo ra mối hàn.

Khi hai vật liệu được ép vào nhau, chúng thường không hàn vào nhau. Điều này chủ yếu là do thực tế là có một lớp oxit hoặc một rào cản mỏng trên bề mặt của vật liệu.

Nếu chúng ta lấy trường hợp của một kim loại, một lớp oxit trên bề mặt giống như một rào cản không cho phép nó khuếch tán với kim loại khác.

Hàn nguội khắc phục được vấn đề này bằng cách chuẩn bị kim loại trước khi hàn. Quá trình chuẩn bị bao gồm làm sạch hoặc chải kim loại đến mức loại bỏ lớp oxit hoặc lớp chắn trên cùng.

Điều này đạt được bằng cách khử mỡ kim loại và sau đó chải dây.

Một khi đạt được độ sạch bề mặt mong muốn, cả hai vật liệu được ép với nhau bằng cơ học với lực thích hợp. Lượng lực phụ thuộc vào bản thân vật liệu, vì một số vật liệu chỉ có thể hàn ở áp suất cao.

Một trong những điều kiện cần thiết để hàn nguội là ít nhất một trong các vật liệu phải dẻo và không được trải qua quá trình đông cứng nghiêm trọng.

Điều này rõ ràng thu hẹp danh sách các vật liệu có thể là ứng cử viên cho hàn lạnh. Kim loại mềm là những lựa chọn tốt nhất để hàn nguội.

Các mối nối phổ biến nhất có thể có với hàn lạnh là:

  • Khớp mông
  • Khớp nối

Trong khớp Butt, việc loại bỏ lớp chắn của kim loại thường không được yêu cầu vì biến dạng dẻo xảy ra trong quá trình nối sẽ tự động phá vỡ lớp chắn. Tuy nhiên, các khớp nối vòng đệm cần được xử lý đặc biệt vì nếu không, vật liệu sẽ không dính vào nhau.

Hàn lạnh có lịch sử hàng thế kỷ đối với nó. Các nhà khai quật đã tìm thấy những đồ dùng hàn nguội có từ thời đồ đồng.

Thí nghiệm mối hàn nguội đầu tiên được thực hiện một cách khoa học được thực hiện vào năm 1724 bởi Reverend J I Desaguliers.

Thí nghiệm của ông được thúc đẩy bởi quan sát thấy rằng khi ông ấn và xoắn hai quả cầu chì có cùng đường kính với nhau, chúng sẽ dính vào nhau. Thử nghiệm sâu hơn cho thấy rằng đôi khi, độ bền liên kết gần tương tự như kim loại mẹ.

Đã có nhiều giả thuyết cố gắng giải thích hiện tượng này bao gồm cả giả thuyết tái kết tinh và năng lượng. Tuy nhiên, tất cả đều đã bị bác bỏ.

Hiện tại, lời giải thích được chấp nhận là sự tạo ra một liên kết kim loại là kết quả của sự tương tác giữa các ion và electron tự do khi hai kim loại được ép vào nhau.

Khi hàn nguội được thực hiện đúng quy trình và xử lý vật liệu, kết quả thường chắc chắn như kim loại mẹ.

Hàn lạnh hoàn hảo rất khó đạt được. Điều này là do một số lý do như các lớp oxit hình thành bên trên kim loại trong điều kiện khí quyển, bề mặt bất thường, nhiễm bẩn bề mặt, v.v.

Mối hàn nguội tối ưu chỉ xảy ra khi hai bề mặt được ép vào nhau sạch và không có bất kỳ dạng tạp chất nào. Ngoài ra, bề mặt càng phẳng và đều thì mối hàn càng dễ dàng và đồng đều.

Ngoài ra, có những hạn chế về loại kim loại mà hàn nguội có thể tham gia. Kim loại mềm không màu là ứng cử viên duy nhất thích hợp cho hàn nguội.

Đồng và nhôm là hai kim loại hàn nguội phổ biến nhất. Các kim loại có chứa cacbon không thể hàn nguội.

Ưu điểm đáng chú ý nhất của hàn nguội là các mối hàn kết quả có cùng độ bền liên kết của vật liệu gốc. Kỳ công này rất khó có thể tái hiện trong lĩnh vực gia công kim loại.

Gia công nguội cũng có thể hàn các dòng nhôm 2xxx và 7xxx mà các dạng hàn khác thường không thể thực hiện được.

Trong các ngành công nghiệp, hàn nguội được biết đến với khả năng hàn nhôm và đồng với nhau thường khó hàn với các dạng kỹ thuật hàn khác. Tuy nhiên, liên kết được tạo ra giữa hai vật liệu bằng cách hàn nguội là rất mạnh.

Hàn nguội cung cấp các mối hàn sạch và chắc mà không có sự hình thành các hợp chất liên kim loại giòn.

Hàn nguội hầu hết được áp dụng trong hàn dây. Vì không có nhiệt liên quan và quá trình có thể được thực hiện nhanh chóng, hàn nguội có thể đảm bảo các dây được hàn hoàn hảo, chủ yếu với nhôm, đồng, đồng thau 70/30, kẽm, hợp kim bạc và bạc, niken và vàng.

Thậm chí có những công cụ cầm tay có sẵn mà bạn có thể sử dụng để hàn nguội dây, làm cho nó rất di động và dễ sử dụng.

Hàn nguội cũng được sử dụng trong trường hợp các kim loại khác nhau phải được nối với nhau, chẳng hạn như hàn giữa đồng và nhôm mà chúng ta đã thảo luận.

LIÊN QUAN: HÀN LASER: CÁC LOẠI, ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG

Hàn nguội cung cấp một trong những mối hàn chắc chắn nhất để tạo ra kim loại mẹ như liên kết. Nó không yêu cầu năng lượng nhiệt cũng như các công cụ đặc biệt. Trong số các kỹ thuật hàn phổ biến nhất, mối hàn nguội cho thấy rằng nhiệt là không cần thiết nếu bạn đang nối các loại vật liệu cụ thể.


Xem video: Cách Học Hàn Inox p2. Dạy Người Lạ Hàn Inox sau 2 tiếng. và cái kết VIÊN MÃN (Tháng Giêng 2022).