Elektrosalakos hegesztés:
Akkor kezdésnek egy elrendezésvázlat:
Röviden: Fogsz két vastag lemezt, hézaggal összeilleszted, majd a két oldaláról és alul vízhűtéses rézlemezeket erősítesz fel. Ebbe az előkészített formába bevezeted a huzalelektródát (vagy huzalelektródákat) amit köré előzőleg salakot kell vezetni. A huzalelektródákra ráküldött áram fogja előbb a salakot megolvasztani. Fontos megjegyezni, hogy ez nem ívhegesztés, az ív csak a kezdetén kell. Az olvadt salak ekkor már folyadék, így az ellenállása is lecsökken, majd az ív kialszik és szépen olvad tovább a salak, a huzalelektróda és az alapanyag is.
A rézlemez ahhoz kell, hogy a salakot - és így a varratot a helyén tartsa és segít hűteni az ömledéket. Ez amiatt kell, mert egy hatalmas ömledék van, ami nagyon lassan hűl le, emiatt a varrat mechanikai tulajdonságai az első körben rosszak - a hosszú lehűlési idő miatt a szemcsék erőteljesen eldurvulnak, megnőnek. Emiatt a szilárdság és a szívósság egyaránt lecsökken, a ridegtörési veszély megnő.
Ezen úgy lehet leginkább segíteni, hogy a lehető legkisebb varratkeresztmetszetet kell előállítani, viszont az ömledék viszkozitását is figyelni kell, különben kötéshiba lesz. A szívóssági gondokat főként a nikkel-ötvözésű hegesztőanyaggal lehet javítani, csak a nikkel lerontja az ömledék viszkozitását, emiatt nagyobb hézag kell, ami miatt nagyobb lesz a hegesztésből származó deformáció, illetve több idő van a szennyezésnek dúsulni a varrat közepén - ami már minimális kén-tartalom mellett is melegrepedést okoz.
Szintén gond, hogy a réz is reakcióba lép, ami ridegtörést okozhat.
Megfelelő trükkökkel amúgy kézben tartható feladat. A kezdeti gondok után 200-250mm-es anyagokat hegesztettünk viszonylag jó mechanikai tulajdonságok mellett össze.
Különbséget kell tenni, hogy a titánban a wolfrám nem más, mint szálerősítés. A titán-mátrixba a wolframot be lehet foglalni, mivel a wolfram olvadáspontja kb. a duplája a titánénak, így ez nem ötvözés, csupán erősítés.
semennyire, mivel nincs wolfrám-titán ötvözet, el is mondom, hogy miért:
Ahhoz, hogy ötvözetet készíts alapvetően 2 lehetőséged van (ezt most megpróbálom emberi nyelven leírni..)
- intersztíciós rácshely: Van egy vödör narancsod, amit akárhogyan pakolsz be, mindig van a narancsok között hely. Ezekre az üres helyekre tudsz betenni mondjuk cseresznyét meg mazsolát úgy, hogy a narancs nagyon nem nyomja össze a cseresznyét. Ez titán esetében a nála jóval kisebb atomátmérőjű anyagokat jelenti, ez nagyjából a gázok (nitrogén, oxigén, hidrogén). Ezek mindegyike - plusz a karbon - brutálisan rideggé teszi a titánt, majdnem gyémánt keménységű, de tökéletesen rideg, minimális erőhatásra törik. Szerencsétlen titánnak van 2 vegyérték elektronja, inkább leadja, ezért sok mindent nem tudsz hozzáadni, mint ötvöző. A periódusos rendszerben tőle balra lévő anyagok nem ötvözők, a berillium, bór kilőve, a tőle kisebb elemek és jobbra lévő elemek meg megtámadják, marad nagyjából az alumínium.
- szubsztitúciós rácshely: Van egy vödör narancsod és a narancs helyett beteszel almákat és leturmixolod az egészet. Ahogy növeled az alma mennyiségét, úgy lesz az alma íz egyre hangsúlyosabb. A narancs-alma egymással helyettesíthető, mivel nagyjából mindkettő gyümölcs, nagyjából ugyanakkora. A metallurgiában ez azt jelenti, hogy egymással korlátlanul helyettesíthetőek, így működik a vas-nikkel rendszer (ezért van a geodinamó és a Föld mágneses tere - nagy vonalakban...), vagy a nikkel meg a réz. Van, hogy lehet helyettesíteni, de nem korlátlanul, csak egy bizonyos szintig - mondjuk a narancsos vödörbe teszel uborkát, így le tudod csökkenteni a lötty cukortartalmát. Ha sok uborkát teszel bele, akkor fos íze lesz. Ez a titán esetében mondjuk a palládium, vanádium, zirkónium. Maximum 5-8%. A wolfram ebben a körben a sós M60-as csavaranya lenne.
Vagyis:
- hasonló atomméret
- közel álljanak egymáshoz az elektokémiai potenciálsorban
- azonos rácsszerkezet
- azonos vegyérték
- ne legyen nagy különbség az olvadáspontban
A fentiek alapján a wolfram-titán kérdéskörben egyik feltétel sem teljesül.
lásd fent. Titánt lehet nyomtatni, ahogy wolframot is, de a kettő együtt nem megy.
Alapvető gondom a 3d nyomtatott alkatrészekkel, hogy az anyagot is te gyártod. Nem tudod kihasználni sem az alakítási textúra szilárdságnövelő hatását, sem hőkezelni nem tudod közben. Van bent ha jól emlékszem 8 3d-s fémnyomtató, meg egy külön üzletág kezd rá kinőni. Nyomtattunk már kisméretű nyomástartókat, de pont a lehűlési gondok miatt volt az anyagvastagság mentén anizotrópia, a helytől függött a szilárdság, szívósság.
Elhiszem, hogy az űripari babzsákos csillagszemű stártápppereket ez nem zavarja, ha promózni kell, de mint mérnök, zavar, ha valami nem kóser az anyagban. Ez a probléma csak nő az anyagvastagsággal. Egy nagyobb fúvókát ki lehet nyomtatni, amit a rakéta visszatérte után ki lehet cserélni. Nem hiszek a többször használható nyomatott fúvókákban, mivel ha valaki nem hülye és meg tudja oldani a rakéta-egyenletet, akkor a legoptimálisabb üzemi feltétel az ember számára elviselhető legnagyobb emelkedési sebesség, ehhez meg tömegáram kell, ahhoz meg nagyméretű fúvóka, a nagy méret miatt meg a törésmechanika lesz az igazi rókítszájensz, és ebben a 3d nyomtatás a fasorban sincs.
Nyomtattunk könyököket meg csőívet huzalos 3d-vel (mezei hegesztőgép rávágva egy robotkarra meg 3d-s programmal felszeletelt geometria 1mm-es lépésközzel a horizontális síkban) ugyanez a hiba.
Mondom, ezt a látványpékséget el lehet adni iparnétypontynulla címszóval, meg garázssztártapnak, de nem hiszem, hogy az anyagtudományt onnan fogják megszexuálni. Nem muskotály-fan jótúberek vannak ezen a vonalon aliexpress-es géppel. Ennek a gazdasági jelentőségéhez képes az űrkutatás a kétrétegű wc-papír.
Már annak örülnék, ha a net-near-shape komolyabb szinten működhetne, vagy a szinterezés szintet tudna lépni