Aktivan razvoj visokotehnoloških metoda toplinskog zavarivanja metala zasjenjuje alternativne metode obrade. Istodobno, postoje sasvim vrijedne tehnike najstarije hladne deformacije plastičnih proizvoda. Suho zavarivanje je jedna od ovih metoda. Za metal se posebno primjenjuje usmjerena deformacija s povećanjem unutarnjeg naprezanja. U ovom procesu mogu se koristiti različita aktivna sredstva, alati i potrošni materijal.
Pregled tehnologije
Suho zavarivanje je jedna od vrsta hladnog zavarivanja u čvrstoj fazi, u kojoj se javljaju značajni deformacijski procesi uz blagi stupanj lokalizacije radne konstrukcije. Važna razlika ove tehnike je visoki tlak koji se primjenjuje za izvođenje procesa deformiranja. U usporedbi saosnovne metode toplinskog vrućeg zavarivanja, ova tehnologija omogućuje izvođenje operacije na normalnim ili čak negativnim temperaturama. Gornja fotografija suhog zavarivanja metala pod tlakom prikazuje rezultat takvog rada u uvjetima temperaturnih uvjeta ispod stupnja rekristalizacije. Glavni smjer ove tehnologije je mehanički utjecaj na materijal, zbog čega se stvara veza između dva ili više obratka.
Proces zavarivanja korak po korak
Standardna tehnologija suhog zavarivanja izvodi se prema sljedećim uputama:
- Izvodi se plastično ekstrudiranje metala čime se utječe na duboku strukturu. U ovoj operaciji se koriste posebne jedinice za osiguranje procesa deformacije.
- Nakon završetka deformiranja, nastaje kontakt dubokih slojeva metala.
- Formira se jedna kristalna struktura. Vrijeme izvođenja za suho zavarivanje metala u ovom trenutku može se izračunati u dijelovima sekunde, što dovodi do izostanka volumetrijske interakcije između obratka.
- Posebna vanjska površinska obrada provodi se zaštitnim i ojačavajućim spojevima, uključujući i one s antikorozivnim učinkom i učinkom ublažavanja unutarnjeg naprezanja.
Glavne karakteristike procesa
Parametri operacije, s jedne strane, odražavaju veličinu fizičkog utjecaja na radni komad, as druge, kvalitetu spoja. Primarnim karakteristikama oba spektrauključiti sljedeće:
- Dubina udubljenja. Obično se za deformaciju koristi bušilica - alat za prešanje, zbog čega se mijenja oblik dijela. Također, ova karakteristika suhog zavarivanja za metal može se dodijeliti kao stupanj plastičnosti, koji, ovisno o materijalu, može omogućiti koeficijent ulaska u strukturu od 10-15% (indij) do 85-90% (bakar, nikla).
- Akcija stiskanja. Izražava se kao tlačna sila i smicanje, koje se računaju iz tangencijalne sile. Ovo nije izravan pokazatelj strukturne promjene, već karakteristika koja određuje potencijalni pomak površina koje se spajaju.
- Mogućnost zavarivanja. Ovisi o složenom otporu metalne konstrukcije u odnosu na mehaničke učinke suhog zavarivanja. Najpristupačniji za takve operacije su proizvodi od bakra, aluminija, srebra, kadmija itd. Kako se tvrdoća povećava, sposobnost zavarivanja se smanjuje.
Vrste suhog zavarivanja
U osnovi, metode se razlikuju po vrsti nastalog spoja, kao i tijekom toplinskog izlaganja. Može biti zavarivanje sučelja, točkasto i šavno zavarivanje. Manje su uobičajene tehnike smicanja i spajanja pod visokim pritiskom. Pri izvođenju točkastog zavarivanja kao alat se koriste cilindrični probijači, a kod tehnike šava koriste se valjkasti elementi. Obje ove metode karakterizira visoka produktivnost, ali kao rezultat daju prilično grube i izvana neprivlačne šavove. Sučelo zavarivanje metala uključujekorištenje posebnih pritisaka, kao i izvedba zareza kako bi se spriječilo klizanje izratka. Prednosti metode uključuju mogućnost rada s čvrstim dijelovima i, u principu, korištenje visokog tlaka, što povećava snagu sile deformacije. S druge strane, zbog potrebe zarezivanja, izgled proizvoda može se pogoršati čak i na mjestima izvan radnog područja.
Priprema izratka za rad
Glavni problem u pripremi materijala za suho zavarivanje je zbog potrebe za pažljivim uklanjanjem adsorbiranih i organskih filmova. To mogu biti tragovi ulja i masti, kao i kiseli i parafinski premazi, koji se često nanose za očuvanje i podršku drugih tehnoloških procesa u tvornici. Za uklanjanje takvih slojeva koriste se proizvodi koji sadrže alkohol i benzin, otapala i posebne kemikalije za obradu metala. Osim toga, upute za suho zavarivanje metala uključuju sljedeće pripremne radnje:
- Čišćenje površina čeličnim abrazivnim četkama.
- U slučaju aluminijskih isječaka, kalcinacija se koristi na temperaturama u rasponu od 300 do 400 °C.
- Prevlačenje proizvoda tankim slojem kroma ili galvaniziranog nikla.
- Ako govorimo o vodičima s izolacijom, tada se skidaju svi vanjski zaštitni slojevi malim zahvatom neradnog područja.
Parametri načina zavarivanja
Među glavnim parametrima ove vrste zavarivanja su prevjesdijelovi iz stezaljke, specifični tlak, debljina probijanja itd. Na primjer, indikator tlaka se odabire na temelju fizičkih i mehaničkih karakteristika ciljanog obratka. Dakle, aluminij je zavaren pri 800 MN/m2, a bakreni dijelovi pri 2500 MN/m2. Što se tiče odlaska obratka iz steznog mehanizma, tada je u ovom slučaju sve individualno. Na primjer, za aluminijske šipke duljine d, prevjes će biti 1,2d, a za bakrene - 1,5d. Koeficijenti mogu varirati ovisno o obliku dijela. Posebna pozornost pri ocjenjivanju odgovarajućih parametara pridaje se dimenzijama proboja koji izravno ostvaruju suho zavarivanje. Za metale kao što su isti bakar i aluminij, karakteristike mehanizma za prešanje izračunavaju se na temelju činjenice da primijenjeno opterećenje treba biti od 600 MPa do 2000 MPa. Dimenzionalni parametri se prilagođavaju masi konstrukcije, a oblik i dizajn parametrima proizvoda.
Izvedite suho zavarivanje
Uz pomoć posebne opreme za prešanje, operacija se izvodi sljedećim redoslijedom:
- Stege se fiksiraju prema veličini obratka koji se zavaruju.
- Kompresor se dovodi u stroj kako bi se osigurao željeni tlak kroz kompresor.
- Funkcionalna jedinica se dovodi u aktivno stanje, čija se sila koristi za izvođenje deformacije.
- Neposredno prije proizvodnje suhog zavarivanja metala, uputa za korištenje tehnologije ukazuje na potrebu tretiranja dijelova acetonom ili alkoholom.
- Zavarivanje praznih šipki i obrezivanje bljeskalice (višak metala na spoju, oduševljen kada se istiskuje) je u tijeku.
- Zavareni elementi se oslobađaju od stezaljki.
- Pomični mehanizam se vraća u prvobitni položaj, zasuni su olabavljeni.
Tijekom cijelog radnog tijeka, operater je u interakciji s funkcionalnošću stroja putem ručki, upravljačkih poluga i hranilica. U suvremenim modelima opreme za suho zavarivanje predviđena su i elektronička sredstva upravljanja radom, uz pomoć kojih se organizira in-line način obrade dijelova.
Prednosti suhog zavarivanja
Rješavanje potrebe za visokotemperaturnim zagrijavanjem obratka glavna je prednost ove tehnologije u odnosu na elektrokemijske vrste zavarivanja. Time se eliminira korištenje moćnih izvora energije, uklanjajući značajnu stavku troškova. U istoj skupini prednosti može se primijetiti smanjenje vjerojatnosti elektrokemijskog začepljenja, od čega je toplinskim metodama potrebno zaštititi izratke plinovitim medijem i fluksom. Također, ovisno o složenosti zadatka i uvjetima rada, postoje i druge prednosti suhog zavarivanja metala:
- Visoka izvedba s malim ulaganjem vremena.
- Minimalni set pribora i potrošnog materijala.
- Mogućnost automatizacije procesa.
- Operator ne mora biti visokokvalificirani zavarivač.
- Zahtjevi za dijelove naknadne obrade su minimalni.
Nedostaci suhog zavarivanja
Uz sve prednosti, ova tehnologija nije toliko rasprostranjena u usporedbi s vrućim zavarivanjem, što se objašnjava ozbiljnim ograničenjima u pogledu prihvatljivosti metode za metale i legure niske duktilnosti. Uglavnom se mogu prerađivati obojeni i čisti metali. Ali čak ni u ovom slučaju nije uvijek moguće računati na visokokvalitetan rezultat. Štoviše, glavni tehnološki nedostaci suhog zavarivanja za visoko duktilne metale povezani su s deformacijom unutarnje strukture, što može negativno utjecati na budući rad proizvoda. Općenito, možemo reći da je tehnologija prikladna i jeftina, ali nije univerzalna i prilično visoko specijalizirana.
Zaključak
Metode hladnog zavarivanja imaju temeljne razlike od termičke tehnologije spajanja metalnih praznina. Oni se odnose na prirodu utjecaja na strukturu materijala i uvjete tehničke organizacije procesa. Kao što pokazuju recenzije suhog zavarivanja za metal, ova metoda dobro funkcionira u radu s električnim potrošnim materijalom, malim obradacima u elektroindustriji itd. Uglavnom govorimo o vodičima i malim žigosanim elementima. Kada su u pitanju metalne konstrukcije, cijevi velikih dimenzija i limovi od nehrđajućeg čelika, radni tijek se mora povjeriti visokotemperaturnom zavarivanju. Promjena strukture zbog deformacije u takvim slučajevima bit će neučinkovita.
