Η ενεργή ανάπτυξη μεθόδων υψηλής τεχνολογίας θερμικής συγκόλλησης μετάλλων επισκιάζει εναλλακτικές μεθόδους επεξεργασίας. Ταυτόχρονα, υπάρχουν αρκετά αξιόλογες τεχνικές της πιο αρχαίας ψυχρής παραμόρφωσης πλαστικών προϊόντων. Η ξηρή συγκόλληση είναι μία από αυτές τις μεθόδους. Για το μέταλλο, ειδικότερα, εφαρμόζεται κατευθυντική παραμόρφωση με αυξανόμενη εσωτερική τάση. Σε αυτή τη διαδικασία, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μια ποικιλία από ενεργούς παράγοντες, εργαλεία και αναλώσιμα.
Επισκόπηση τεχνολογίας
Η ξηρή συγκόλληση είναι ένας από τους τύπους ψυχρής συγκόλλησης στη στερεά φάση, στην οποία συμβαίνουν σημαντικές διεργασίες παραμόρφωσης με έναν ελαφρύ βαθμό εντοπισμού της δομής εργασίας. Μια σημαντική διαφορά αυτής της τεχνικής είναι η υψηλή πίεση που εφαρμόζεται για την πραγματοποίηση των διεργασιών παραμόρφωσης. Σε σύγκριση με τοβασικές μέθοδοι θερμικής συγκόλλησης εν θερμώ, αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατή την εκτέλεση της λειτουργίας σε κανονικές ή και αρνητικές θερμοκρασίες. Η παραπάνω φωτογραφία ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο υπό πίεση δείχνει το αποτέλεσμα μιας τέτοιας εργασίας σε συνθήκες θερμοκρασίας κάτω από το βαθμό ανακρυστάλλωσης. Η κύρια κατεύθυνση αυτής της τεχνολογίας είναι η μηχανική κρούση στο υλικό, με αποτέλεσμα να δημιουργείται σύνδεση μεταξύ δύο ή περισσότερων τεμαχίων εργασίας.
Βήμα προς βήμα διαδικασία συγκόλλησης
Η τυπική τεχνολογία ξηρής συγκόλλησης εκτελείται σύμφωνα με τις ακόλουθες οδηγίες:
- Εκτελείται πλαστική εξώθηση μετάλλου, επηρεάζοντας τη βαθιά δομή. Σε αυτή τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ειδικές μονάδες για τη διασφάλιση της διαδικασίας παραμόρφωσης.
- Μετά το τέλος της παραμορφωτικής δράσης, σχηματίζεται η επαφή των βαθιών στρωμάτων του μετάλλου.
- Σχηματίζεται μια ενιαία κρυσταλλική δομή. Ο χρόνος εκτέλεσης της ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο σε αυτό το σημείο μπορεί να υπολογιστεί σε κλάσματα του δευτερολέπτου, γεγονός που οδηγεί στην απουσία ογκομετρικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των τεμαχίων εργασίας.
- Ειδική επεξεργασία εξωτερικής επιφάνειας πραγματοποιείται με προστατευτικές και ενισχυτικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με αντιδιαβρωτική δράση και την επίδραση της ανακούφισης του εσωτερικού στρες.
Κύρια χαρακτηριστικά της διαδικασίας
Οι παράμετροι της λειτουργίας, αφενός, αντικατοπτρίζουν το μέγεθος της φυσικής επίδρασης στο τεμάχιο εργασίας και, αφετέρου, την ποιότητα της σύνδεσης. Στα πρωταρχικά χαρακτηριστικά και των δύο φασμάτωνπεριλαμβάνει τα ακόλουθα:
- Βάθος εσοχής. Συνήθως, χρησιμοποιείται μια διάτρηση για παραμόρφωση - ένα εργαλείο πίεσης, λόγω του οποίου αλλάζει το σχήμα του εξαρτήματος. Επίσης, αυτό το χαρακτηριστικό της ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο μπορεί να αποδοθεί ως βαθμός πλαστικότητας, ο οποίος, ανάλογα με το υλικό, μπορεί να επιτρέψει έναν συντελεστή εισόδου στη δομή από 10-15% (ίνδιο) έως 85-90% (χαλκός, νικέλιο).
- Δράση συμπίεσης. Εκφράζεται σε θλιπτική δύναμη και διάτμηση, η οποία υπολογίζεται από την εφαπτομενική δύναμη. Αυτό δεν είναι ένας άμεσος δείκτης δομικής αλλαγής, αλλά ένα χαρακτηριστικό που καθορίζει τη δυνητική μετατόπιση των επιφανειών που πρόκειται να ενωθούν.
- Η ικανότητα συγκόλλησης. Εξαρτάται από τη σύνθετη αντίσταση της μεταλλικής κατασκευής σε σχέση με τις μηχανικές επιδράσεις της ξηρής συγκόλλησης. Τα πιο προσιτά για τέτοιες εργασίες είναι προϊόντα από χαλκό, αλουμίνιο, ασήμι, κάδμιο κ.λπ. Καθώς αυξάνεται η σκληρότητα, η ικανότητα συγκόλλησης μειώνεται.
Τύποι ξηρής συγκόλλησης
Βασικά, οι μέθοδοι διακρίνονται από τον τύπο της ένωσης που σχηματίζεται, καθώς και κατά τη θερμική έκθεση. Μπορεί να είναι συγκόλληση πισινών, σημειακών και ραφών. Λιγότερο συνηθισμένες είναι οι τεχνικές σύνδεσης διάτμησης και υψηλής πίεσης. Κατά την εκτέλεση σημειακής συγκόλλησης, χρησιμοποιούνται κυλινδρικές διατρήσεις ως εργαλείο και με τεχνική ραφής, χρησιμοποιούνται στοιχεία κυλίνδρων. Και οι δύο αυτές μέθοδοι χαρακτηρίζονται από υψηλή παραγωγικότητα, αλλά ως αποτέλεσμα δίνουν μάλλον τραχιές και εξωτερικά μη ελκυστικές ραφές. Περιλαμβάνει ξηρή συγκόλληση με πισινό για μέταλλοτη χρήση ειδικών πιέσεων, καθώς και την τοποθέτηση εγκοπών για την αποφυγή ολίσθησης του τεμαχίου εργασίας. Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου περιλαμβάνουν την ικανότητα εργασίας με στερεά μέρη και, καταρχήν, τη χρήση υψηλής πίεσης, η οποία αυξάνει την ισχύ της δύναμης παραμόρφωσης. Από την άλλη πλευρά, λόγω της ανάγκης για εγκοπή, η εμφάνιση του προϊόντος μπορεί να αλλοιωθεί ακόμη και σε μέρη εκτός του χώρου εργασίας.
Προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας για εργασία
Το κύριο πρόβλημα στην προετοιμασία των υλικών για ξηρή συγκόλληση οφείλεται στην ανάγκη προσεκτικής αφαίρεσης των προσροφημένων και οργανικών μεμβρανών. Αυτά μπορεί να είναι ίχνη λαδιού και λίπους, καθώς και επικαλύψεις οξέος και παραφίνης, που συχνά εφαρμόζονται για τη διατήρηση και υποστήριξη άλλων τεχνολογικών διεργασιών στο εργοστάσιο. Για την αφαίρεση τέτοιων στρωμάτων, χρησιμοποιούνται προϊόντα που περιέχουν αλκοόλη και βενζίνη, διαλύτες και ειδικά χημικά για την επεξεργασία μετάλλων. Επιπλέον, η οδηγία για ξηρή συγκόλληση για μέταλλο περιλαμβάνει τις ακόλουθες προπαρασκευαστικές εργασίες:
- Καθαρισμός επιφανειών με ατσάλινες λειαντικές βούρτσες.
- Στην περίπτωση των τεμαχίων αλουμινίου, η φρύξη χρησιμοποιείται σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 300 έως 400 ° C.
- Επικάλυψη του προϊόντος με ένα λεπτό στρώμα χρωμίου ή επιμεταλλωμένου νικελίου.
- Αν μιλάμε για αγωγούς με μόνωση, τότε όλα τα εξωτερικά προστατευτικά στρώματα αφαιρούνται με μια μικρή σύλληψη της περιοχής που δεν λειτουργεί.
Παράμετροι τρόποι συγκόλλησης
Μεταξύ των βασικών παραμέτρων αυτού του τύπου συγκόλλησης είναι η προεξοχήμέρη από τον σφιγκτήρα, ειδική πίεση, πάχος διάτρησης κ.λπ. Για παράδειγμα, ο δείκτης πίεσης επιλέγεται με βάση τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του τεμαχίου προς κατεργασία στόχο. Έτσι, το αλουμίνιο συγκολλάται στα 800 MN/m2 και τα χάλκινα μέρη στα 2500 MN/m2. Όσον αφορά την απομάκρυνση του τεμαχίου εργασίας από τον μηχανισμό σύσφιξης, τότε σε αυτή την περίπτωση όλα είναι ατομικά. Για παράδειγμα, για ράβδους αλουμινίου μήκους d, η προεξοχή θα είναι 1,2d και για χαλκό - 1,5d. Οι συντελεστές μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με το σχήμα του εξαρτήματος. Ιδιαίτερη προσοχή στην αξιολόγηση των κατάλληλων παραμέτρων δίνεται στις διαστάσεις των διατρητών που πραγματοποιούν άμεσα την ξηρή συγκόλληση. Για μέταλλα όπως ο ίδιος χαλκός και αλουμίνιο, τα χαρακτηριστικά του μηχανισμού συμπίεσης υπολογίζονται με βάση το γεγονός ότι το εφαρμοζόμενο φορτίο πρέπει να είναι από 600 MPa έως 2000 MPa. Οι παράμετροι διαστάσεων προσαρμόζονται στη μάζα της δομής και το σχήμα και ο σχεδιασμός προσαρμόζονται στις παραμέτρους του προϊόντος.
Εκτέλεση ξηρής συγκόλλησης
Με τη βοήθεια ειδικού εξοπλισμού πίεσης, η λειτουργία εκτελείται με την ακόλουθη σειρά:
- Οι σφιγκτήρες στερεώνονται ανάλογα με το μέγεθος των προς συγκόλληση τεμαχίων.
- Πιεσμένος αέρας παρέχεται στο μηχάνημα για να παρέχει την επιθυμητή πίεση μέσω του συμπιεστή.
- Η λειτουργική μονάδα τίθεται σε ενεργή κατάσταση, η δύναμη της οποίας χρησιμοποιείται για την εκτέλεση παραμόρφωσης.
- Αμέσως πριν από την παραγωγή ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο, η οδηγία για τη χρήση της τεχνολογίας υποδεικνύει την ανάγκη επεξεργασίας εξαρτημάτων με ακετόνη ή οινόπνευμα.
- Συγκόλληση κενών ράβδων και κούρεμα του φλας (υπερβολικό μέταλλο στη διασταύρωση, ευχάριστο όταν εξωθείται) βρίσκεται σε εξέλιξη.
- Τα συγκολλημένα στοιχεία απελευθερώνονται από τους σφιγκτήρες.
- Ο κινητός μηχανισμός επιστρέφει στην αρχική του θέση, τα μάνδαλα έχουν χαλαρώσει.
Σε όλη τη ροή εργασίας, ο χειριστής αλληλεπιδρά με τη λειτουργικότητα του μηχανήματος μέσω χειρολαβών, μοχλών ελέγχου και τροφοδοτικών. Σε σύγχρονα μοντέλα εξοπλισμού ξηρής συγκόλλησης, παρέχονται και ηλεκτρονικά μέσα ελέγχου της λειτουργίας, με τη βοήθεια των οποίων οργανώνεται ο in-line τρόπος επεξεργασίας των εξαρτημάτων.
Πλεονεκτήματα της ξηρής συγκόλλησης
Η απαλλαγή από την ανάγκη για θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία των τεμαχίων εργασίας είναι το κύριο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας σε σύγκριση με τους ηλεκτροχημικούς τύπους συγκόλλησης. Αυτό εξαλείφει τη χρήση ισχυρών πηγών ενέργειας, αφαιρώντας ένα σημαντικό στοιχείο κόστους. Στην ίδια ομάδα πλεονεκτημάτων, μπορεί να σημειωθεί μείωση της πιθανότητας ηλεκτροχημικής απόφραξης, από την οποία, με θερμικές μεθόδους, είναι απαραίτητο να προστατεύονται τα τεμάχια εργασίας με αέρια μέσα και ροή. Επίσης, ανάλογα με την πολυπλοκότητα της εργασίας και τις συνθήκες εργασίας, υπάρχουν και άλλα πλεονεκτήματα της ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο:
- Υψηλή απόδοση με επένδυση χαμηλού χρόνου.
- Ελάχιστο σετ αξεσουάρ και αναλώσιμων.
- Δυνατότητα αυτοματοποίησης διεργασιών.
- Ο χειριστής δεν χρειάζεται να είναι οξυγονοκολλητής.
- Οι απαιτήσεις για ανταλλακτικά μετά την επεξεργασία είναι ελάχιστες.
Μειονεκτήματα της ξηρής συγκόλλησης
Με όλα τα πλεονεκτήματα, αυτή η τεχνολογία δεν είναι τόσο διαδεδομένη σε σύγκριση με τη θερμή συγκόλληση, γεγονός που εξηγείται από σοβαρούς περιορισμούς όσον αφορά την αποδοχή της μεθόδου για μέταλλα και κράματα χαμηλής ολκιμότητας. Μπορούν να υποστούν επεξεργασία κυρίως μη σιδηρούχα και καθαρά μέταλλα. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, δεν είναι πάντα δυνατό να υπολογίζουμε σε ένα αποτέλεσμα υψηλής ποιότητας. Επιπλέον, τα κύρια τεχνολογικά μειονεκτήματα της ξηρής συγκόλλησης για μέταλλα υψηλής όλκιμότητας σχετίζονται με την παραμόρφωση της εσωτερικής δομής, η οποία μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη μελλοντική λειτουργία του προϊόντος. Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να πούμε ότι η τεχνολογία είναι βολική και χαμηλού κόστους, αλλά όχι καθολική και μάλλον εξαιρετικά εξειδικευμένη.
Συμπέρασμα
Οι μέθοδοι ψυχρής συγκόλλησης έχουν θεμελιώδεις διαφορές από τη θερμική τεχνολογία σύνδεσης μεταλλικών τεμαχίων. Σχετίζονται με τη φύση των επιπτώσεων στη δομή του υλικού και τις συνθήκες της τεχνικής οργάνωσης της διαδικασίας. Όπως δείχνουν οι κριτικές της ξηρής συγκόλλησης για μέταλλο, αυτή η μέθοδος λειτουργεί καλά στην εργασία με ηλεκτρικά αναλώσιμα, μικρά τεμάχια στην ηλεκτρική βιομηχανία κ.λπ. Μιλάμε κυρίως για αγωγούς και μικρά σφραγισμένα στοιχεία. Όσον αφορά τις μεταλλικές κατασκευές, τους σωλήνες μεγάλου μεγέθους και τα φύλλα από ανοξείδωτο χάλυβα, η ροή εργασίας πρέπει να εμπιστεύεται τη συγκόλληση σε υψηλή θερμοκρασία. Η αλλαγή της δομής λόγω παραμόρφωσης σε τέτοιες περιπτώσεις θα είναι αναποτελεσματική.
