Den aktiva utvecklingen av högteknologiska metoder för termisk svetsning av metaller överskuggar alternativa bearbetningsmetoder. Samtidigt finns det ganska värdiga tekniker för den äldsta kalldeformationen av plastprodukter. Torrsvetsning är en av dessa metoder. För metall, i synnerhet, tillämpas riktningsdeformation med ökande inre spänningar. I denna process kan en mängd olika aktiva medel, verktyg och förbrukningsmaterial användas.
Tekniköversikt
Torrsvetsning är en av de typer av kallsvetsning i fast fas, där betydande deformationsprocesser inträffar med en liten grad av lokalisering av arbetsstrukturen. En viktig skillnad med denna teknik är det höga tryck som appliceras för att utföra deformeringsprocesserna. Jämfört medgrundläggande metoder för termisk varmsvetsning, denna teknik gör det möjligt att utföra operationen vid normala eller till och med negativa temperaturer. Ovanstående foto av torrsvetsning för metall under tryck visar resultatet av sådant arbete under förhållanden med temperaturförhållanden under graden av omkristallisation. Huvudriktningen för denna teknik är den mekaniska påverkan på materialet, som ett resultat av vilken en förbindelse bildas mellan två eller flera arbetsstycken.
Steg för steg svetsprocess
Standard torrsvetsteknik utförs enligt följande instruktioner:
- Plastextrudering av metall utförs, vilket påverkar den djupa strukturen. I denna operation används specialenheter för att säkerställa deformationsprocessen.
- Efter slutet av deformeringsåtgärden bildas kontakten mellan de djupa lagren av metallen.
- En enda kristallin struktur håller på att bildas. Utförandetiden för torrsvetsning för metall vid denna punkt kan beräknas i bråkdelar av en sekund, vilket leder till frånvaron av volymetrisk interaktion mellan arbetsstyckena.
- Special yttre ytbehandling utförs med skyddande och förstärkande föreningar, inklusive sådana med antikorrosionseffekt och effekten av att avlasta inre spänningar.
Processens huvudsakliga egenskaper
Operationens parametrar, å ena sidan, återspeglar storleken på den fysiska påverkan på arbetsstycket, och å andra sidan kvaliteten på anslutningen. Till de primära egenskaperna hos båda spektrainkludera följande:
- Indragsdjup. Vanligtvis används en stans för deformation - ett pressverktyg, på grund av vilket formen på delen ändras. Denna egenskap hos torrsvetsning för metall kan också tilldelas som en grad av plasticitet, vilket, beroende på materialet, kan tillåta en koefficient för inträde i strukturen från 10-15% (indium) till 85-90% (koppar, nickel).
- Squeeze action. Det uttrycks i termer av tryckkraft och skjuvkraft, som beräknas från tangentialkraften. Detta är inte en direkt indikator på strukturell förändring, utan en egenskap som bestämmer den potentiella förskjutningen av de ytor som ska sammanfogas.
- Förmågan att svetsa. Beror på metallstrukturens komplexa motstånd i förhållande till de mekaniska effekterna av torrsvetsning. De mest tillgängliga för sådana operationer är produkter gjorda av koppar, aluminium, silver, kadmium, etc. När hårdheten ökar minskar förmågan att svetsa.
Typer av torrsvetsning
I grund och botten särskiljs metoderna av typen av förening som bildas, såväl som under termisk exponering. Det kan vara stum-, punkt- och sömsvetsning. Mindre vanliga är skjuv- och högtrycksfogningstekniker. Vid punktsvetsning används cylindriska stansar som ett verktyg, och med en sömteknik används rullelement. Båda dessa metoder kännetecknas av hög produktivitet, men som ett resultat ger de ganska grova och utåt oattraktiva sömmar. Stumtorrsvetsning för metall innebäranvändningen av speciella tryck, såväl som implementeringen av skåror för att förhindra glidning av arbetsstycket. Fördelarna med metoden inkluderar förmågan att arbeta med fasta delar och i princip användningen av högt tryck, vilket ökar kraften hos deformationskraften. Å andra sidan, på grund av behovet av skåror, kan produktens utseende försämras även på platser utanför arbetsområdet.
Förbereda arbetsstycket för arbete
Det största problemet vid beredning av material för torrsvetsning beror på behovet av att försiktigt avlägsna adsorberade och organiska filmer. Det kan vara spår av olja och fett, samt syra- och paraffinbeläggningar, som ofta appliceras för att bevara och stödja andra tekniska processer i fabriken. För att ta bort sådana lager används alkoholh altiga och bensinprodukter, lösningsmedel och speciella kemikalier för metallbearbetning. Dessutom innefattar instruktionen för torrsvetsning för metall följande förberedande operationer:
- Rengöring av ytor med slipborstar av stål.
- I fallet med aluminiumämnen används kalcinering vid temperaturer från 300 till 400 °C.
- Belägga produkten med ett tunt lager krom eller elektropläterad nickel.
- Om vi pratar om ledare med isolering, så tas alla yttre skyddsskikt bort med en liten fångst av det icke-arbetande området.
Parametrar för svetslägen
Bland huvudparametrarna för denna typ av svetsning är överhängetdelar från klämman, specifikt tryck, stanstjocklek, etc. Till exempel väljs tryckindikatorn baserat på de fysiska och mekaniska egenskaperna hos målarbetsstycket. Således svetsas aluminium med 800 MN/m2 och koppardelar med 2500 MN/m2. När det gäller arbetsstyckets avgång från klämmekanismen, så är allt individuellt i det här fallet. Till exempel, för aluminiumstavar med längd d, kommer överhänget att vara 1,2d och för koppar - 1,5d. Koefficienterna kan variera beroende på delens form. Särskild uppmärksamhet vid utvärdering av lämpliga parametrar ges till dimensionerna på stansar som direkt realiserar torrsvetsning. För metaller som samma koppar och aluminium beräknas pressmekanismens egenskaper utifrån det faktum att den applicerade belastningen ska vara från 600 MPa till 2000 MPa. Dimensionsparametrar anpassas till strukturens massa, och formen och designen anpassas till produktens parametrar.
Utför torrsvetsning
Med hjälp av speciell pressutrustning utförs operationen i följande ordning:
- Klämmor fixeras enligt storleken på arbetsstyckena som ska svetsas.
- Tryckluft tillförs maskinen för att ge önskat tryck genom kompressorn.
- Den funktionella enheten förs in i aktivt tillstånd, vars kraft används för att utföra deformation.
- Omedelbart före tillverkningen av torrsvetsning för metall indikerar instruktionen för användning av teknik behovet av att behandla delar med aceton eller alkohol.
- Svetsning av blankstavar och trimning av blixten (överskott av metall vid korsningen, förtjusande vid extrudering) pågår.
- De svetsade elementen frigörs från klämmorna.
- Den rörliga mekanismen återgår till sitt ursprungliga läge, spärrarna lossas.
Genom hela arbetsflödet interagerar föraren med maskinens funktionalitet genom handtag, kontrollspakar och matare. I moderna modeller av utrustning för torrsvetsning tillhandahålls också elektroniska medel för att styra driften, med hjälp av vilka in-line-läget för bearbetning av delar är organiserat.
Fördelar med torrsvetsning
Att bli av med behovet av högtemperaturuppvärmning av arbetsstycken är den största fördelen med denna teknik jämfört med elektrokemiska typer av svetsning. Detta eliminerar användningen av kraftfulla energikällor, vilket tar bort en betydande kostnadspost. I samma grupp av fördelar kan man notera en minskning av sannolikheten för elektrokemisk igensättning, från vilken det med termiska metoder är nödvändigt att skydda arbetsstycken med gasformiga medier och flussmedel. Beroende på uppgiftens komplexitet och arbetsförhållanden finns det andra fördelar med torrsvetsning för metall:
- Hög prestanda med låga tidsinvesteringar.
- Minsta uppsättning tillbehör och förbrukningsartiklar.
- Möjlighet till processautomatisering.
- Operatören behöver inte vara en högt kvalificerad svetsare.
- Krav för efterbearbetningsdelar är minimala.
Nackdelar med torrsvetsning
Med alla fördelar är denna teknik inte så utbredd jämfört med varmsvetsning, vilket förklaras av allvarliga begränsningar vad gäller acceptansen av metoden för metaller och legeringar med låg duktilitet. Mestadels icke-järnh altiga och rena metaller kan bearbetas. Men även i detta fall är det inte alltid möjligt att räkna med ett resultat av hög kvalitet. Dessutom är de viktigaste tekniska nackdelarna med torrsvetsning för mycket duktila metaller förknippade med deformationen av den inre strukturen, vilket kan påverka produktens framtida drift negativt. Generellt kan vi säga att tekniken är bekväm och låg kostnad, men inte universell och ganska högspecialiserad.
Slutsats
Kalla svetsmetoder har grundläggande skillnader från den termiska tekniken för att sammanfoga metallämnen. De är relaterade till arten av påverkan på materialets struktur och villkoren för den tekniska organisationen av processen. Som recensioner av torrsvetsning för metall visar, fungerar denna metod bra vid arbete med elektriska förbrukningsvaror, små arbetsstycken inom elindustrin, etc. Vi talar främst om ledare och små stansade element. När det gäller metallkonstruktioner, stora rör och rostfria stålplåtar måste arbetsflödet litas på högtemperatursvetsning. Att ändra strukturen på grund av deformation i sådana fall kommer att vara ineffektivt.
