Aktívny vývoj high-tech metód tepelného zvárania kovov zatieňuje alternatívne metódy spracovania. Zároveň existujú celkom hodné techniky najstaršej deformácie plastových výrobkov za studena. Suché zváranie je jednou z týchto metód. Najmä pre kov sa uplatňuje smerová deformácia so zvyšujúcim sa vnútorným napätím. V tomto procese možno použiť rôzne aktívne látky, nástroje a spotrebný materiál.
Prehľad technológií
Zváranie za sucha je jedným z typov studeného zvárania v tuhej fáze, pri ktorom dochádza k výrazným deformačným procesom s miernym stupňom lokalizácie pracovnej štruktúry. Dôležitým rozdielom tejto techniky je vysoký tlak aplikovaný na vykonávanie deformačných procesov. V porovnaní szákladné metódy tepelného zvárania za tepla, táto technológia umožňuje vykonávať operáciu pri normálnych alebo dokonca negatívnych teplotách. Vyššie uvedená fotografia suchého zvárania kovu pod tlakom ukazuje výsledok takejto práce v podmienkach teplotných podmienok pod stupňom rekryštalizácie. Hlavným smerom tejto technológie je mechanický vplyv na materiál, v dôsledku čoho sa vytvorí spojenie medzi dvoma alebo viacerými obrobkami.
Proces zvárania krok za krokom
Štandardná technológia suchého zvárania sa vykonáva podľa nasledujúcich pokynov:
- Vykonáva sa plastická extrúzia kovu, ktorá ovplyvňuje hĺbkovú štruktúru. Pri tejto operácii sa používajú špeciálne jednotky na zabezpečenie procesu deformácie.
- Po ukončení deformačnej činnosti sa vytvorí kontakt hlbokých vrstiev kovu.
- Vytvára sa monokryštalická štruktúra. Čas vykonania suchého zvárania kovu v tomto bode možno vypočítať v zlomkoch sekundy, čo vedie k absencii objemovej interakcie medzi obrobkami.
- Špeciálna vonkajšia povrchová úprava je vykonaná ochrannými a spevňujúcimi zmesami, vrátane tých s antikoróznym účinkom a efektom uvoľnenia vnútorného pnutia.
Hlavné charakteristiky procesu
Parametre operácie na jednej strane odrážajú veľkosť fyzického vplyvu na obrobok a na druhej strane kvalitu spojenia. K primárnym charakteristikám oboch spektierzahrňte nasledovné:
- Hĺbka odsadenia. Zvyčajne sa na deformáciu používa razník - lisovací nástroj, vďaka ktorému sa mení tvar dielu. Táto charakteristika suchého zvárania kovu môže byť tiež priradená ako stupeň plasticity, ktorý v závislosti od materiálu umožňuje koeficient vstupu do konštrukcie od 10-15% (indium) do 85-90% (meď, nikel).
- Stlačenie. Vyjadruje sa pomocou tlakovej sily a šmyku, ktoré sa vypočítajú z tangenciálnej sily. Toto nie je priamy indikátor štrukturálnej zmeny, ale charakteristika, ktorá určuje potenciálne posunutie povrchov, ktoré sa majú spojiť.
- Schopnosť zvárať. Závisí od komplexnej odolnosti kovovej konštrukcie vo vzťahu k mechanickým účinkom suchého zvárania. Najdostupnejšie pre takéto operácie sú výrobky vyrobené z medi, hliníka, striebra, kadmia atď. So zvyšujúcou sa tvrdosťou klesá schopnosť zvárať.
Typy suchého zvárania
V zásade sa metódy rozlišujú podľa typu vytvorenej zlúčeniny, ako aj počas tepelnej expozície. Môže to byť zváranie na tupo, bodové a švové zváranie. Menej bežné sú techniky spájania šmykom a vysokým tlakom. Pri vykonávaní bodového zvárania sa ako nástroj používajú valcové razníky a pri švovej technike sa používajú valčekové prvky. Obe tieto metódy sa vyznačujú vysokou produktivitou, ale v dôsledku toho dávajú dosť hrubé a navonok neatraktívne švy. Suché zváranie kovu na tupo zahŕňapoužitie špeciálnych tlakov, ako aj vykonávanie zárezov, aby sa zabránilo skĺznutiu obrobku. Medzi výhody metódy patrí možnosť práce s pevnými dielmi a v princípe využitie vysokého tlaku, ktorý zvyšuje silu deformačnej sily. Na druhej strane, kvôli potrebe vrúbkovania sa môže vzhľad výrobku zhoršiť aj na miestach mimo pracovnej oblasti.
Príprava obrobku na prácu
Hlavný problém pri príprave materiálov na suché zváranie je spôsobený potrebou starostlivého odstraňovania adsorbovaných a organických filmov. Môžu to byť stopy oleja a mastnoty, ako aj kyslé a parafínové nátery, ktoré sa často nanášajú na konzerváciu a podporu iných technologických procesov v továrni. Na odstránenie takýchto vrstiev sa používajú produkty obsahujúce alkohol a benzín, rozpúšťadlá a špeciálne chemikálie na spracovanie kovov. Okrem toho pokyny na suché zváranie kovu zahŕňajú nasledujúce prípravné operácie:
- Čistenie povrchov oceľovými brúsnymi kefami.
- V prípade hliníkových polotovarov sa kalcinácia používa pri teplotách od 300 do 400 °C.
- Potiahnutie produktu tenkou vrstvou chrómu alebo galvanizovaného niklu.
- Ak hovoríme o vodičoch s izoláciou, potom sa odstránia všetky vonkajšie ochranné vrstvy s malým zachytením nepracovnej oblasti.
Parametre zváracích režimov
Medzi hlavné parametre tohto typu zvárania patrí presahdielov zo svorky, špecifický tlak, hrúbka razníka atď. Napríklad indikátor tlaku sa vyberá na základe fyzikálnych a mechanických vlastností cieľového obrobku. Hliník sa teda zvára pri 800 MN/m2 a medené diely pri 2500 MN/m2. Pokiaľ ide o odchod obrobku z upínacieho mechanizmu, potom je v tomto prípade všetko individuálne. Napríklad pre hliníkové tyče dĺžky d bude presah 1,2 d a pre medené - 1,5 d. Koeficienty sa môžu líšiť v závislosti od tvaru dielu. Osobitná pozornosť pri hodnotení vhodných parametrov je venovaná rozmerom razidiel, ktoré priamo realizujú suché zváranie. Pre kovy, ako je rovnaká meď a hliník, sú charakteristiky lisovacieho mechanizmu vypočítané na základe skutočnosti, že aplikované zaťaženie by malo byť od 600 MPa do 2000 MPa. Rozmerové parametre sú prispôsobené hmotnosti konštrukcie a tvar a dizajn sú prispôsobené parametrom produktu.
Vykonajte suché zváranie
Pomocou špeciálneho lisovacieho zariadenia sa operácia vykonáva v nasledujúcom poradí:
- Svorky sú upevnené podľa veľkosti obrobkov, ktoré sa majú zvárať.
- Stlačený vzduch sa dodáva do stroja, aby sa zabezpečil požadovaný tlak cez kompresor.
- Funkčná jednotka je uvedená do aktívneho stavu, ktorého sila sa používa na deformáciu.
- Bezprostredne pred výrobou suchého zvárania kovu návod na použitie technológie naznačuje potrebu ošetrenia dielov acetónom alebo alkoholom.
- Prebieha zváranie prázdnych tyčí a orezávanie blesku (prebytočný kov na spoji, potešený pri vytláčaní).
- Zvarené prvky sa uvoľnia zo svoriek.
- Posuvný mechanizmus sa vráti do pôvodnej polohy, západky sa uvoľnia.
Počas celého pracovného postupu operátor interaguje s funkčnosťou stroja prostredníctvom rukovätí, ovládacích pák a podávačov. V moderných modeloch zariadení na suché zváranie sú k dispozícii aj elektronické prostriedky riadenia prevádzky, pomocou ktorých je organizovaný in-line režim spracovania dielov.
Výhody suchého zvárania
Zbavenie sa potreby vysokoteplotného ohrevu obrobkov je hlavnou výhodou tejto technológie v porovnaní s elektrochemickými typmi zvárania. Tým sa eliminuje použitie výkonných zdrojov energie, čím sa odstráni významná nákladová položka. V tej istej skupine výhod je možné zaznamenať zníženie pravdepodobnosti elektrochemického upchávania, pred ktorým je pri tepelných metódach potrebné chrániť obrobky plynnými médiami a tokom. V závislosti od zložitosti úlohy a pracovných podmienok existujú aj ďalšie výhody suchého zvárania kovov:
- Vysoký výkon s nízkou časovou investíciou.
- Minimálna sada príslušenstva a spotrebného materiálu.
- Možnosť automatizácie procesov.
- Operátor nemusí byť vysokokvalifikovaný zvárač.
- Požiadavky na následné spracovanie dielov sú minimálne.
Nevýhody suchého zvárania
So všetkými výhodami nie je táto technológia taká rozšírená v porovnaní so zváraním za tepla, čo je vysvetlené vážnymi obmedzeniami z hľadiska prijateľnosti metódy pre kovy a zliatiny s nízkou ťažnosťou. Väčšinou sa dajú spracovávať neželezné a čisté kovy. Ale ani v tomto prípade nie je vždy možné počítať s vysoko kvalitným výsledkom. Okrem toho sú hlavné technologické nevýhody suchého zvárania pre vysoko tvárne kovy spojené s deformáciou vnútornej štruktúry, čo môže nepriaznivo ovplyvniť budúcu prevádzku výrobku. Vo všeobecnosti môžeme povedať, že technológia je pohodlná a lacná, ale nie univerzálna a skôr vysoko špecializovaná.
Záver
Metódy zvárania za studena sa zásadne líšia od tepelnej technológie spájania kovových polotovarov. Súvisia s charakterom vplyvu na štruktúru materiálu a podmienkami technickej organizácie procesu. Ako ukazujú recenzie suchého zvárania kovov, táto metóda funguje dobre pri práci s elektrickými spotrebnými materiálmi, malými obrobkami v elektrotechnickom priemysle atď. Hovoríme hlavne o vodičoch a malých lisovaných prvkoch. Pokiaľ ide o kovové konštrukcie, veľké rúry a plechy z nehrdzavejúcej ocele, pracovnému postupu treba dôverovať vysokoteplotným zváraním. Zmena konštrukcie v dôsledku deformácie v takýchto prípadoch bude neúčinná.
