Активното развитие на високотехнологични методи за термично заваряване на метали засенчва алтернативните методи на обработка. В същото време има доста достойни техники за най-древната студена деформация на пластмасови изделия. Сухото заваряване е един от тези методи. За метал, по-специално, се прилага насочена деформация с увеличаване на вътрешното напрежение. В този процес могат да се използват различни активни агенти, инструменти и консумативи.
Преглед на технологиите
Сухото заваряване е един от видовете студено заваряване в твърда фаза, при който протичат значителни деформационни процеси с лека степен на локализация на работната конструкция. Важна разлика на тази техника е високото налягане, прилагано за извършване на деформиращите процеси. В сравнение сОсновни методи за термично горещо заваряване, тази технология дава възможност за извършване на операцията при нормални или дори отрицателни температури. Горната снимка на сухо заваряване на метал под налягане показва резултата от такава работа в условия на температурни условия под степента на рекристализация. Основната посока на тази технология е механичното въздействие върху материала, в резултат на което се образува връзка между два или повече детайла.
Стъпка по стъпка процес на заваряване
Стандартната технология за сухо заваряване се извършва съгласно следните инструкции:
- Извършва се пластично екструдиране на метал, засягащо дълбоката структура. При тази операция се използват специални единици за осигуряване на процеса на деформация.
- След края на деформиращите действия се образува контактът на дълбоките слоеве на метала.
- Образува се единична кристална структура. Времето за изпълнение на сухо заваряване на метал в този момент може да се изчисли в части от секундата, което води до липса на обемно взаимодействие между детайлите.
- Извършва се специална външна повърхностна обработка със защитни и подсилващи съединения, включително такива с антикорозионен ефект и ефект на облекчаване на вътрешното напрежение.
Основни характеристики на процеса
Параметрите на операцията, от една страна, отразяват големината на физическото въздействие върху детайла, а от друга, качеството на връзката. Към основните характеристики на двата спектравключва следното:
- Дълбочина на вдлъбнатината. Обикновено за деформация се използва перфоратор - инструмент за пресоване, поради което формата на детайла се променя. Също така, тази характеристика на сухото заваряване за метал може да се определи като степен на пластичност, която в зависимост от материала може да позволи коефициент на влизане в структурата от 10-15% (индий) до 85-90% (мед, никел).
- Стиснете действие. Изразява се чрез сила на натиск и срязване, което се изчислява от тангенциалната сила. Това не е директен индикатор за структурна промяна, а характеристика, която определя потенциалното изместване на повърхностите, които трябва да бъдат съединени.
- Възможност за заваряване. Зависи от комплексната устойчивост на металната конструкция по отношение на механичните ефекти на сухото заваряване. Най-достъпни за такива операции са продуктите от мед, алуминий, сребро, кадмий и др. С увеличаване на твърдостта способността за заваряване намалява.
Видове сухо заваряване
По принцип методите се отличават по вида на образуваното съединение, както и по време на термично излагане. Може да бъде челно, точково и шевно заваряване. По-рядко срещани са техниките за свързване на срязване и високо налягане. При извършване на точково заваряване като инструмент се използват цилиндрични щанци, а с техника на шев се използват ролкови елементи. И двата метода се характеризират с висока производителност, но в резултат на това дават доста груби и външно непривлекателни шевове. Челно сухо заваряване за метал включваизползването на специални натиск, както и изпълнение на прорези с цел предотвратяване на приплъзване на детайла. Предимствата на метода включват възможността за работа с твърди части и по принцип използването на високо налягане, което увеличава силата на деформационната сила. От друга страна, поради необходимостта от нарязване, външният вид на продукта може да се влоши дори на места извън работната зона.
Подготовка на детайла за работа
Основният проблем при подготовката на материалите за сухо заваряване се дължи на необходимостта от внимателно отстраняване на адсорбираните и органични филми. Това могат да бъдат следи от масло и грес, както и киселинни и парафинови покрития, които често се нанасят за запазване и поддържане на други технологични процеси във фабриката. За отстраняване на такива слоеве се използват алкохол-съдържащи и бензинови продукти, разтворители и специални химикали за обработка на метали. В допълнение, инструкцията за сухо заваряване на метал включва следните подготвителни операции:
- Почистване на повърхности със стоманени абразивни четки.
- В случай на алуминиеви заготовки, калцинирането се използва при температури в диапазона от 300 до 400 ° C.
- Покриване на продукта с тънък слой хром или галваничен никел.
- Ако говорим за проводници с изолация, тогава всички външни защитни слоеве се отстраняват с малко захващане на неработната зона.
Параметри на режимите на заваряване
Сред основните параметри на този вид заваряване са надвесътчасти от скобата, специфично налягане, дебелина на поансона и др. Например индикаторът за налягане се избира въз основа на физико-механичните характеристики на целевия детайл. По този начин алуминият се заварява при 800 MN/m2, а медните части при 2500 MN/m2. Що се отнася до отклонението на детайла от затягащия механизъм, тогава в този случай всичко е индивидуално. Например, за алуминиеви пръти с дължина d, надвесът ще бъде 1,2d, а за медни - 1,5d. Коефициентите могат да варират в зависимост от формата на детайла. Особено внимание при оценката на подходящи параметри се отделя на размерите на щанците, които директно осъществяват сухо заваряване. За метали като същата мед и алуминий характеристиките на притискащия механизъм се изчисляват въз основа на факта, че приложеното натоварване трябва да бъде от 600 MPa до 2000 MPa. Параметрите на размерите се регулират спрямо масата на конструкцията, а формата и дизайнът се настройват спрямо параметрите на продукта.
Извършване на сухо заваряване
С помощта на специално оборудване за пресоване операцията се извършва в следния ред:
- Скобите се фиксират според размера на детайлите, които ще се заваряват.
- Сгъстен въздух се подава към машината за осигуряване на желаното налягане през компресора.
- Функционалната единица се привежда в активно състояние, чиято сила се използва за извършване на деформация.
- Непосредствено преди производството на сухо заваряване за метал, инструкцията за използване на технологията посочва необходимостта от обработка на части с ацетон или алкохол.
- Заваряване на празни пръти и подрязване на светкавицата (излишен метал на кръстовището, зарадван при екструдиране) е в ход.
- Заварените елементи се освобождават от скобите.
- Подвижният механизъм се връща в първоначалното си положение, ключалките се разхлабват.
По време на целия работен процес операторът взаимодейства с функционалността на машината чрез дръжки, лостове за управление и подаващи устройства. В съвременните модели оборудване за сухо заваряване са предвидени и електронни средства за управление на работата, с помощта на които се организира линейният режим на обработка на детайлите.
Предимства на сухото заваряване
Отстраняването от нуждата от високотемпературно нагряване на детайлите е основното предимство на тази технология в сравнение с електрохимичните видове заваряване. Това елиминира използването на мощни енергийни източници, премахвайки значителен разходен елемент. В същата група предимства може да се отбележи намаляване на вероятността от електрохимично запушване, от което с термични методи е необходимо да се защитят детайлите с газообразна среда и флюс. Също така, в зависимост от сложността на задачата и условията на работа, има и други предимства на сухото заваряване на метал:
- Висока производителност с ниска инвестиция.
- Минимален набор от аксесоари и консумативи.
- Възможност за автоматизация на процеса.
- Операторът не трябва да е висококвалифициран заварчик.
- Изискванията за частите за последваща обработка са минимални.
Недостатъци на сухото заваряване
При всички предимства, тази технология не е толкова разпространена в сравнение с горещото заваряване, което се обяснява със сериозни ограничения по отношение на приемливостта на метода за метали и сплави с ниска пластичност. Могат да се обработват предимно цветни и чисти метали. Но дори и в този случай не винаги е възможно да се разчита на висококачествен резултат. Освен това, основните технологични недостатъци на сухото заваряване за високопластични метали са свързани с деформацията на вътрешната структура, което може да повлияе неблагоприятно на бъдещата работа на продукта. Като цяло можем да кажем, че технологията е удобна и евтина, но не е универсална и доста високоспециализирана.
Заключение
Методите на студено заваряване имат фундаментални разлики от термичната технология на съединяване на метални заготовки. Те са свързани с естеството на въздействието върху структурата на материала и условията на техническата организация на процеса. Както показват прегледите на сухото заваряване за метал, този метод работи добре при работа с електрически консумативи, малки детайли в електроиндустрията и т.н. Говорим основно за проводници и малки щамповани елементи. Когато става въпрос за метални конструкции, едрогабаритни тръби и листове от неръждаема стомана, работният процес трябва да се доверява при високотемпературно заваряване. Промяната на структурата поради деформация в такива случаи ще бъде неефективна.
