Aktyvus aukštųjų technologijų terminio metalų suvirinimo metodų kūrimas užgožia alternatyvius apdorojimo būdus. Tuo pačiu metu yra gana vertų seniausių plastikinių gaminių š altosios deformacijos metodų. Vienas iš šių būdų yra sausas suvirinimas. Ypač metalui taikoma kryptinė deformacija didėjant vidiniam įtempimui. Šiame procese gali būti naudojamos įvairios veikliosios medžiagos, įrankiai ir eksploatacinės medžiagos.
Technologijos apžvalga
Sausasis suvirinimas yra vienas iš š altojo suvirinimo kietojoje fazėje rūšių, kai vyksta reikšmingi deformacijos procesai, esant nedideliam darbinės konstrukcijos lokalizacijos laipsniui. Svarbus šios technikos skirtumas yra didelis slėgis, taikomas atliekant deformavimo procesus. Palyginti suPagrindiniai terminio karšto suvirinimo metodai, ši technologija leidžia atlikti operaciją esant normaliai ar net neigiamai temperatūrai. Aukščiau pateiktoje nuotraukoje, kurioje užfiksuotas metalo suvirinimas esant slėgiui, parodytas tokio darbo rezultatas, kai temperatūra yra žemesnė už perkristalizacijos laipsnį. Pagrindinė šios technologijos kryptis – mechaninis poveikis medžiagai, dėl kurio susidaro jungtis tarp dviejų ar daugiau ruošinių.
Žingsnis po žingsnio suvirinimo procesas
Standartinė sauso suvirinimo technologija atliekama pagal šias instrukcijas:
- Atliekamas plastikinis metalo išspaudimas, paveikiantis giluminę struktūrą. Šios operacijos metu naudojami specialūs mazgai, užtikrinantys deformacijos procesą.
- Pasibaigus deformacijai, susidaro giliųjų metalo sluoksnių kontaktas.
- Susiformuoja vienkristalinė struktūra. Sausojo metalo suvirinimo atlikimo laikas šiuo metu gali būti apskaičiuojamas sekundės dalimis, todėl tarp ruošinių nėra tūrinės sąveikos.
- Specialus išorinis paviršiaus apdorojimas atliekamas naudojant apsauginius ir stiprinančius junginius, įskaitant tuos, kurie turi antikorozinį poveikį ir mažina vidinį įtempį.
Pagrindinės proceso charakteristikos
Veikimo parametrai, viena vertus, atspindi fizinio poveikio ruošiniui mastą, kita vertus, jungties kokybę. Prie pirminių abiejų spektrų charakteristikųįtraukite:
- Įtraukos gylis. Dažniausiai deformacijai naudojamas perforatorius – presavimo įrankis, dėl kurio keičiasi detalės forma. Taip pat ši metalo sausojo suvirinimo savybė gali būti priskirta plastiškumo laipsniui, kuris, priklausomai nuo medžiagos, gali leisti patekti į konstrukciją nuo 10-15% (indžio) iki 85-90% (vario, nikelis).
- Suspaudimo veiksmas. Jis išreiškiamas gniuždymo jėga ir šlyties jėga, kuri apskaičiuojama pagal tangentinę jėgą. Tai nėra tiesioginis struktūrinių pokyčių rodiklis, o charakteristika, kuri lemia galimą jungiamų paviršių poslinkį.
- Gebėjimas suvirinti. Priklauso nuo sudėtingo metalo konstrukcijos atsparumo mechaniniam sauso suvirinimo poveikiui. Labiausiai prieinami tokioms operacijoms yra gaminiai, pagaminti iš vario, aliuminio, sidabro, kadmio ir kt. Didėjant kietumui, mažėja suvirinimo galimybė.
Sausojo suvirinimo tipai
Iš esmės metodai išsiskiria susidariusio junginio tipu, taip pat terminio poveikio metu. Tai gali būti užpakalinis, taškinis ir siūlinis suvirinimas. Mažiau paplitę yra šlyties ir aukšto slėgio sujungimo būdai. Atliekant taškinį suvirinimą, kaip įrankis naudojami cilindriniai perforatoriai, o siūlės technika – ritininiai elementai. Abu šie būdai pasižymi dideliu našumu, tačiau dėl to susidaro gana grubios ir išoriškai nepatrauklios siūlės. Sausas suvirinimas metalui apimaspecialių spaudimų naudojimas, taip pat įpjovų įrengimas, kad ruošinys neslystų. Metodo privalumai yra galimybė dirbti su kietomis dalimis ir iš esmės aukšto slėgio naudojimas, kuris padidina deformacijos jėgos galią. Kita vertus, dėl būtinybės įpjauti gaminio išvaizda gali pablogėti net ir už darbo zonos ribų.
Ruošinio paruošimas darbui
Pagrindinė problema ruošiant medžiagas sausam suvirinimui kyla dėl poreikio kruopščiai pašalinti adsorbuotas ir organines plėveles. Tai gali būti alyvos ir riebalų pėdsakai, taip pat rūgštinės ir parafininės dangos, kurios dažnai naudojamos siekiant išsaugoti ir palaikyti kitus technologinius procesus gamykloje. Tokiems sluoksniams pašalinti naudojami alkoholio ir benzino produktai, tirpikliai ir specialios metalo apdirbimo cheminės medžiagos. Be to, sausojo metalo suvirinimo instrukcija apima šias parengiamąsias operacijas:
- Paviršių valymas plieniniais abrazyviniais šepečiais.
- Aliuminio ruošinių kalcinavimas naudojamas 300–400 °C temperatūroje.
- Gaminio padengimas plonu chromo arba galvanizuoto nikelio sluoksniu.
- Jei mes kalbame apie laidininkus su izoliacija, tada visi išoriniai apsauginiai sluoksniai pašalinami šiek tiek užfiksuojant nedarbinę sritį.
Suvirinimo režimų parametrai
Vienas pagrindinių šio tipo suvirinimo parametrų yra iškyšadalys iš spaustuko, specifinis slėgis, perforatoriaus storis ir tt Pavyzdžiui, slėgio indikatorius parenkamas pagal tikslinio ruošinio fizines ir mechanines charakteristikas. Taigi aliuminis virinamas 800 MN/m2, o varinės dalys 2500 MN/m2. Kalbant apie ruošinio nukrypimą nuo suspaudimo mechanizmo, šiuo atveju viskas yra individualu. Pavyzdžiui, d ilgio aliuminio strypų iškyša bus 1,2d, o varinių - 1,5d. Koeficientai gali skirtis priklausomai nuo detalės formos. Ypatingas dėmesys vertinant tinkamus parametrus skiriamas štampų, kurie tiesiogiai atlieka sausąjį suvirinimą, matmenims. Tokiems metalams kaip varis ir aliuminis presavimo mechanizmo charakteristikos apskaičiuojamos atsižvelgiant į tai, kad veikiama apkrova turėtų būti nuo 600 MPa iki 2000 MPa. Matmenų parametrai priderinami prie konstrukcijos masės, o forma ir dizainas – prie gaminio parametrų.
Atlikite sausą suvirinimą
Specialios presavimo įrangos pagalba operacija atliekama tokia tvarka:
- Gnybtai tvirtinami pagal suvirinamų ruošinių dydį.
- Į mašiną tiekiamas suslėgtas oras, kad būtų užtikrintas pageidaujamas slėgis per kompresorių.
- Funkcinis blokas įjungiamas į aktyvią būseną, kurios jėga naudojama deformacijai atlikti.
- Prieš pat gaminant sausąjį metalo suvirinimą, technologijos naudojimo instrukcijoje nurodyta, kad detales reikia apdoroti acetonu arba alkoholiu.
- Vyksta tuščių strypų suvirinimas ir blykstės apipjaustymas (perteklinis metalo kiekis sandūroje, malonu, kai išspaudžiamas).
- Suvirinti elementai atsilaisvina nuo spaustukų.
- Judantis mechanizmas grįžta į pradinę padėtį, skląsčiai atlaisvinami.
Visos darbo eigos metu operatorius sąveikauja su mašinos funkcionalumu naudodamas rankenas, valdymo svirtis ir tiektuvus. Šiuolaikiniuose sausojo suvirinimo įrangos modeliuose taip pat yra numatytos elektroninės veikimo valdymo priemonės, kurių pagalba organizuojamas dalių apdorojimo eilinis režimas.
Sausojo suvirinimo privalumai
Pagrindinis šios technologijos privalumas, palyginti su elektrocheminiais suvirinimo būdais, nereikėtų ruošinių kaitinti aukštoje temperatūroje. Tai pašalina galingų energijos š altinių naudojimą ir pašalina didelę išlaidų dalį. Toje pačioje privalumų grupėje galima pastebėti sumažėjusią elektrocheminio užsikimšimo tikimybę, nuo kurios šiluminiais metodais ruošinius reikia apsaugoti dujinėmis terpėmis ir srautu. Be to, atsižvelgiant į užduoties sudėtingumą ir darbo sąlygas, yra ir kitų sausojo metalo suvirinimo pranašumų:
- Didelis našumas su mažai laiko investicijomis.
- Minimalus priedų ir eksploatacinių medžiagų rinkinys.
- Procesų automatizavimo galimybė.
- Operatorius nebūtinai turi būti aukštos kvalifikacijos suvirintojas.
- Reikalavimai dėl tolesnio dalių apdorojimo yra minimalūs.
Sausojo suvirinimo trūkumai
Dėl visų privalumų ši technologija nėra taip plačiai paplitusi, palyginti su karštuoju suvirinimu, o tai paaiškinama dideliais apribojimais, susijusiais su metodo priimtinumu mažo plastiškumo metalams ir lydiniams. Dažniausiai gali būti apdorojami spalvotieji ir grynieji metalai. Tačiau net ir šiuo atveju ne visada galima tikėtis aukštos kokybės rezultato. Be to, pagrindiniai labai plastiškų metalų sausojo suvirinimo technologiniai trūkumai yra susiję su vidinės konstrukcijos deformacija, kuri gali neigiamai paveikti būsimą gaminio veikimą. Apskritai galime pasakyti, kad technologija yra patogi ir nebrangi, bet ne universali ir gana specializuota.
Išvada
Š altojo suvirinimo metodai iš esmės skiriasi nuo metalo ruošinių sujungimo šiluminės technologijos. Jie susiję su poveikio medžiagos struktūrai pobūdžiu ir proceso techninio organizavimo sąlygomis. Kaip rodo apžvalgos apie sausą metalo suvirinimą, šis metodas puikiai tinka dirbant su elektrinėmis eksploatacinėmis medžiagomis, mažais ruošiniais elektros pramonėje ir kt. Daugiausia kalbame apie laidininkus ir mažus štampuotus elementus. Kalbant apie metalines konstrukcijas, didelių gabaritų vamzdžius ir nerūdijančio plieno lakštus, darbo eiga turi būti patikėta suvirinimui aukštoje temperatūroje. Konstrukcijos keitimas dėl deformacijos tokiais atvejais bus neefektyvus.
