Metallien lämpöhitsauksen korkean teknologian menetelmien aktiivinen kehittäminen jättää varjoonsa vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät. Samaan aikaan on olemassa varsin arvokkaita tekniikoita muovituotteiden vanhimpaan kylmämuodostukseen. Kuivahitsaus on yksi näistä menetelmistä. Erityisesti metallille käytetään suuntautuvaa muodonmuutosta, jossa sisäinen jännitys kasvaa. Tässä prosessissa voidaan käyttää erilaisia vaikuttavia aineita, työkaluja ja tarvikkeita.
Teknologian yleiskatsaus
Kuivahitsaus on yksi kylmähitsauksen tyypeistä kiinteässä faasissa, jossa tapahtuu merkittäviä muodonmuutosprosesseja työrakenteen lievästi lokalisoituessa. Tärkeä ero tässä tekniikassa on muodonmuutosprosessien suorittamiseen käytetty korkea paine. VerrattunaLämpöhitsauksen perusmenetelmillä tämä tekniikka mahdollistaa toiminnan suorittamisen normaaleissa tai jopa negatiivisissa lämpötiloissa. Yllä oleva valokuva paineen alaisen metallin kuivahitsauksesta näyttää tällaisen työn tuloksen lämpötilaolosuhteissa, jotka ovat alle uudelleenkiteytysasteen. Tämän tekniikan pääsuunta on materiaaliin kohdistuva mekaaninen isku, jonka seurauksena kahden tai useamman työkappaleen välille muodostuu yhteys.
Vaiheittainen hitsausprosessi
Vakiokuivahitsaustekniikka suoritetaan seuraavien ohjeiden mukaan:
- Metallin muovipuristus suoritetaan, mikä vaikuttaa syvärakenteeseen. Tässä toimenpiteessä käytetään erikoisyksiköitä varmistamaan muodonmuutosprosessi.
- Muotoa muuttavan vaikutuksen päätyttyä muodostuu metallin syvien kerrosten kosketus.
- Yksikiderakenne on muodostumassa. Metallin kuivahitsauksen suoritusaika tässä vaiheessa voidaan laskea sekunnin murto-osissa, mikä johtaa siihen, että työkappaleiden välillä ei ole tilavuusvuorovaikutusta.
- Erityinen ulkopintakäsittely suoritetaan suojaavilla ja vahvistavilla yhdisteillä, mukaan lukien ne, joilla on korroosionestovaikutus ja sisäistä jännitystä lieventävä vaikutus.
Prosessin pääominaisuudet
Toimenpiteen parametrit kuvastavat yhtäältä työkappaleeseen kohdistuvan fyysisen vaikutuksen suuruutta ja toisa alta liitoksen laatua. Molempien spektrien ensisijaisiin ominaisuuksiinsisältää seuraavat:
- Sisennyssyvyys. Yleensä muodonmuutokseen käytetään meistiä - puristustyökalua, jonka vuoksi osan muoto muuttuu. Myös tämä metallin kuivahitsauksen ominaisuus voidaan määrittää plastisuusasteeksi, joka materiaalista riippuen voi sallia tunkeutumiskertoimen rakenteeseen 10-15 %:sta (indium) 85-90 %:iin (kupari, nikkeli).
- Puristustoiminto. Se ilmaistaan puristusvoimana ja leikkausvoimana, joka lasketaan tangentiaalisesta voimasta. Tämä ei ole suora osoitus rakenteellisesta muutoksesta, vaan ominaisuus, joka määrää liitettävien pintojen mahdollisen siirtymän.
- Hitsauskyky. Riippuu metallirakenteen monimutkaisesta kestävyydestä suhteessa kuivahitsauksen mekaanisiin vaikutuksiin. Tällaisiin toimintoihin helpoimmin saatavilla ovat tuotteet, jotka on valmistettu kuparista, alumiinista, hopeasta, kadmiumista jne. Kovuuden kasvaessa hitsauskyky heikkenee.
Kuivahitsaustyypit
Periaatteessa menetelmät eroavat muodostuvan yhdisteen tyypistä sekä lämpö altistuksen aikana. Se voi olla päittäis-, piste- ja saumahitsausta. Vähemmän yleisiä ovat leikkaus- ja korkeapaineliitostekniikat. Pistehitsauksessa käytetään työkaluna lieriömäisiä lävistyksiä ja saumatekniikalla rullaelementtejä. Molemmille menetelmille on ominaista korkea tuottavuus, mutta seurauksena ne antavat melko karkeita ja ulkoisesti epämiellyttäviä saumoja. Metallien puskukuivahitsaus sisältääerityisten paineiden käyttö sekä lovien toteuttaminen työkappaleen liukumisen estämiseksi. Menetelmän etuja ovat kyky työskennellä kiinteiden osien kanssa ja periaatteessa korkean paineen käyttö, mikä lisää muodonmuutosvoiman tehoa. Toisa alta loveustarpeen vuoksi tuotteen ulkonäkö voi huonontua jopa työalueen ulkopuolella.
Työkappaleen valmistelu työtä varten
Suurin ongelma kuivahitsaukseen käytettävien materiaalien valmistuksessa johtuu tarpeesta poistaa huolellisesti adsorboituneet ja orgaaniset kalvot. Nämä voivat olla öljy- ja rasvajäämiä sekä happo- ja parafiinipinnoitteita, joita käytetään usein säilyttämään ja tukemaan muita tehtaan teknisiä prosesseja. Tällaisten kerrosten poistamiseen käytetään alkoholia sisältäviä ja bensiinituotteita, liuottimia ja erikoiskemikaaleja metallin käsittelyyn. Lisäksi metallin kuivahitsauksen ohje sisältää seuraavat valmistelutoimenpiteet:
- Pintojen puhdistus teräksisellä hankaavilla harjoilla.
- Alumiiniaihioiden tapauksessa kalsinointia käytetään 300-400 °C:n lämpötiloissa.
- Tuotteen pinnoittaminen ohuella kerroksella kromia tai galvanoitua nikkeliä.
- Jos puhumme eristetyistä johtimista, kaikki ulkoiset suojakerrokset poistetaan pienellä ei-työalueen sieppauksella.
Hitsausmoodien parametrit
Tällaisten hitsausten tärkeimpiä parametreja ovat ylityspuristimen osat, ominaispaine, lävistimen paksuus jne. Esimerkiksi paineilmaisin valitaan kohdetyökappaleen fyysisten ja mekaanisten ominaisuuksien perusteella. Siten alumiini hitsataan 800 MN/m2 ja kupariosat 2500 MN/m2. Mitä tulee työkappaleen poistumiseen kiinnitysmekanismista, niin tässä tapauksessa kaikki on yksilöllistä. Esimerkiksi alumiinitankojen, joiden pituus on d, ylitys on 1,2d ja kuparilla - 1,5d. Kertoimet voivat vaihdella osan muodon mukaan. Sopivien parametrien arvioinnissa kiinnitetään erityistä huomiota kuivahitsauksen suoraan toteuttavien meistien mittoihin. Metalleille, kuten samalle kuparille ja alumiinille, puristusmekanismin ominaisuudet lasketaan sen perusteella, että kuormituksen tulisi olla 600 MPa - 2000 MPa. Mittaparametrit säädetään rakenteen massaan ja muoto ja muotoilu tuotteen parametrien mukaan.
Suorita kuivahitsaus
Erikoispuristuslaitteiden avulla toimenpide suoritetaan seuraavassa järjestyksessä:
- Kiinnikkeet kiinnitetään hitsattavien työkappaleiden koon mukaan.
- Koneeseen syötetään paineilmaa halutun paineen aikaansaamiseksi kompressorin kautta.
- Toimintayksikkö saatetaan aktiiviseen tilaan, jonka voimaa käytetään muodonmuutoksen suorittamiseen.
- Välittömästi ennen metallin kuivahitsauksen valmistusta tekniikan käyttöohjeissa kerrotaan, että osia on käsiteltävä asetonilla tai alkoholilla.
- Aihioiden hitsaus ja salaman trimmaus (ylimääräistä metallia liitoksessa, iloinen puristamisesta) on käynnissä.
- Hitsatut elementit irrotetaan puristimista.
- Liikkuva mekanismi palaa alkuperäiseen asentoonsa, salvat löystyvät.
Käyttäjä on vuorovaikutuksessa koneen toimintojen kanssa koko työnkulun ajan kahvojen, ohjausvipujen ja syöttölaitteiden avulla. Nykyaikaisissa kuivahitsauksen laitemalleissa on myös elektroniset toiminnan ohjausvälineet, joiden avulla järjestetään osien prosessointitila.
Kuivahitsauksen edut
Työkappaleiden korkean lämpötilan kuumentamisen tarpeesta eroon pääseminen on tämän tekniikan tärkein etu verrattuna sähkökemiallisiin hitsaustyyppeihin. Tämä eliminoi tehokkaiden energialähteiden käytön ja poistaa merkittävän kustannuserän. Samassa eturyhmässä voidaan havaita sähkökemiallisen tukkeutumisen todennäköisyyden väheneminen, josta lämpömenetelmillä on tarpeen suojata työkappaleet kaasumaisilla väliaineilla ja vuoteella. Tehtävän monimutkaisuudesta ja työolosuhteista riippuen metallin kuivahitsauksella on myös muita etuja:
- Korkea suorituskyky pienellä aikasijoituksella.
- Lisätarvikkeiden ja kulutustarvikkeiden vähimmäismäärä.
- Prosessiautomaation mahdollisuus.
- Käyttäjän ei tarvitse olla korkeasti koulutettu hitsaaja.
- Osien jälkikäsittelyä koskevat vaatimukset ovat minimaaliset.
Kuivahitsauksen haitat
Kaikista eduista huolimatta tämä tekniikka ei ole niin laajalle levinnyt verrattuna kuumahitsaukseen, mikä selittyy vakavilla rajoituksilla menetelmän hyväksyttävyyden suhteen matalan sitkeyden omaaville metalleille ja metalliseoksille. Useimmiten ei-rautametallit ja puhtaat metallit voidaan käsitellä. Mutta tässäkään tapauksessa ei aina ole mahdollista luottaa korkealaatuiseen tulokseen. Lisäksi erittäin sitkeiden metallien kuivahitsauksen tärkeimmät tekniset haitat liittyvät sisäisen rakenteen muodonmuutokseen, mikä voi vaikuttaa haitallisesti tuotteen tulevaan toimintaan. Yleisesti voidaan sanoa, että tekniikka on kätevä ja edullinen, mutta ei universaali ja melko erikoistunut.
Johtopäätös
Kylmähitsausmenetelmillä on perustavanlaatuisia eroja metalliaihioiden liittämisen lämpötekniikasta. Ne liittyvät materiaalin rakenteeseen kohdistuvan vaikutuksen luonteeseen ja prosessin teknisen organisoinnin olosuhteisiin. Kuten metallien kuivahitsauksen arviot osoittavat, tämä menetelmä toimii hyvin työskenneltäessä sähkökäyttöisten kulutustarvikkeiden, sähköteollisuuden pienten työkappaleiden jne. kanssa. Puhumme pääasiassa johtimista ja pienistä meistetyistä elementeistä. Metallirakenteiden, suurikokoisten putkien ja ruostumattomien teräslevyjen os alta työnkulkuun tulee luottaa korkean lämpötilan hitsaukseen. Tällaisissa tapauksissa rakenteen muuttaminen muodonmuutoksen vuoksi on tehotonta.
