Τι είναι η συγκόλληση;
Η ικανότητα συγκόλλησης του μετάλλου αναφέρεται στην προσαρμοστικότητα του μεταλλικού υλικού στη διαδικασία συγκόλλησης, αναφέρεται κυρίως στη δυσκολία απόκτησης συγκολλημένων αρμών υψηλής ποιότητας υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης.Σε γενικές γραμμές, η έννοια της «ικανότητας συγκόλλησης» περιλαμβάνει επίσης τη «διαθεσιμότητα» και την «αξιοπιστία».Η ικανότητα συγκόλλησης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υλικού και τις συνθήκες διεργασίας που χρησιμοποιούνται.Η ικανότητα συγκόλλησης των μεταλλικών υλικών δεν είναι στατική αλλά αναπτύσσεται, για παράδειγμα, για υλικά που αρχικά θεωρούνταν φτωχά σε συγκολλητική ικανότητα, με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, οι νέες μέθοδοι συγκόλλησης έχουν γίνει ευκολότερες στη συγκόλληση, δηλαδή η ικανότητα συγκόλλησης έχει γίνει καλύτερος.Επομένως, δεν μπορούμε να αφήσουμε τις συνθήκες της διαδικασίας να μιλήσουμε για την ικανότητα συγκόλλησης.
Η ικανότητα συγκόλλησης περιλαμβάνει δύο πτυχές: η μία είναι η απόδοση της άρθρωσης, δηλαδή η ευαισθησία του σχηματισμού ελαττωμάτων συγκόλλησης υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης.το δεύτερο είναι η πρακτική απόδοση, δηλαδή η προσαρμοστικότητα της συγκολλημένης άρθρωσης στις απαιτήσεις χρήσης υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης.
Μέθοδοι συγκόλλησης
1.Συγκόλληση με λέιζερ(LBW)
2. συγκόλληση με υπερήχους (USW)
3. συγκόλληση διάχυσης (DFW)
4.λπ
1. Η συγκόλληση είναι μια διαδικασία ένωσης υλικών, συνήθως μετάλλων, με θέρμανση των επιφανειών μέχρι το σημείο τήξης και στη συνέχεια αφήνοντάς τες να κρυώσουν και να στερεοποιηθούν, συχνά με την προσθήκη ενός υλικού πλήρωσης.Η συγκολλησιμότητα ενός υλικού αναφέρεται στην ικανότητά του να συγκολλάται υπό συγκεκριμένες συνθήκες διεργασίας και εξαρτάται τόσο από τα χαρακτηριστικά του υλικού όσο και από τη διαδικασία συγκόλλησης που χρησιμοποιείται.
2. Η δυνατότητα συγκόλλησης μπορεί να χωριστεί σε δύο πτυχές: κοινή απόδοση και πρακτική απόδοση.Η απόδοση της άρθρωσης αναφέρεται στην ευαισθησία του σχηματισμού ελαττωμάτων συγκόλλησης κάτω από ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης, ενώ η πρακτική απόδοση αναφέρεται στην προσαρμοστικότητα του συγκολλημένου συνδέσμου στις απαιτήσεις χρήσης υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης.
3. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι συγκόλλησης, όπως η συγκόλληση με λέιζερ (LBW), η συγκόλληση με υπερήχους (USW) και η συγκόλληση διάχυσης (DFW), μεταξύ άλλων.Η επιλογή της μεθόδου συγκόλλησης εξαρτάται από τα υλικά που ενώνονται, το πάχος των υλικών, την απαιτούμενη αντοχή του αρμού και άλλους παράγοντες.
Τι είναι η συγκόλληση με λέιζερ;
Η συγκόλληση με λέιζερ, επίσης γνωστή ως συγκόλληση με δέσμη λέιζερ ("LBW"), είναι μια τεχνική στην κατασκευή κατά την οποία δύο ή περισσότερα κομμάτια υλικού (συνήθως μέταλλο) ενώνονται μεταξύ τους μέσω της χρήσης δέσμης λέιζερ.
Είναι μια διαδικασία χωρίς επαφή που απαιτεί πρόσβαση στη ζώνη συγκόλλησης από τη μία πλευρά των εξαρτημάτων που συγκολλώνται.
Η θερμότητα που δημιουργείται από το λέιζερ λιώνει το υλικό και στις δύο πλευρές της άρθρωσης και καθώς το λιωμένο υλικό αναμιγνύεται και στερεοποιείται ξανά, συγχωνεύει τα μέρη.
Η συγκόλληση σχηματίζεται καθώς το έντονο φως λέιζερ θερμαίνει γρήγορα το υλικό - συνήθως υπολογίζεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Η δέσμη λέιζερ είναι ένα συνεκτικό (μονοφασικό) φως ενός μόνο μήκους κύματος (μονόχρωμο).Η δέσμη λέιζερ έχει χαμηλή απόκλιση δέσμης και υψηλό ενεργειακό περιεχόμενο που θα δημιουργήσει θερμότητα όταν προσκρούσει σε μια επιφάνεια
Όπως όλες οι μορφές συγκόλλησης, οι λεπτομέρειες έχουν σημασία όταν χρησιμοποιείτε το LBW.Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά λέιζερ και διάφορες διαδικασίες LBW και υπάρχουν φορές που η συγκόλληση με λέιζερ δεν είναι η καλύτερη επιλογή.
Συγκόλληση με Λέιζερ
Υπάρχουν 3 τύποι συγκόλλησης με λέιζερ:
1.Λειτουργία αγωγιμότητας
2. Τρόπος αγωγιμότητας/διείσδυσης
3. Τρόπος διείσδυσης ή κλειδαρότρυπας
Αυτοί οι τύποι συγκόλλησης με λέιζερ ομαδοποιούνται με βάση την ποσότητα ενέργειας που παρέχεται στο μέταλλο.Σκεφτείτε αυτά ως χαμηλά, μεσαία και υψηλά ενεργειακά επίπεδα ενέργειας λέιζερ.
Λειτουργία αγωγιμότητας
Η λειτουργία αγωγιμότητας παρέχει χαμηλή ενέργεια λέιζερ στο μέταλλο, με αποτέλεσμα χαμηλή διείσδυση με ρηχή συγκόλληση.
Είναι καλό για αρμούς που δεν χρειάζονται υψηλή αντοχή καθώς τα αποτελέσματα είναι ένα είδος συνεχούς συγκόλλησης με σημείο.Οι συγκολλήσεις αγωγιμότητας είναι ομαλές και αισθητικά ευχάριστες και είναι συνήθως ευρύτερες από βαθιές.
Υπάρχουν δύο τύποι λειτουργίας αγωγιμότητας LBW:
1. Άμεση Θέρμανση:Η επιφάνεια του εξαρτήματος θερμαίνεται απευθείας με λέιζερ.Στη συνέχεια, η θερμότητα διοχετεύεται στο μέταλλο και τμήματα του βασικού μετάλλου λιώνουν, συντήκοντας την ένωση όταν το μέταλλο στερεοποιείται ξανά.
2.Μετάδοση Ενέργειας: Ένα ειδικό απορροφητικό μελάνι τοποθετείται αρχικά στη διεπαφή της άρθρωσης.Αυτό το μελάνι παίρνει την ενέργεια του λέιζερ και παράγει θερμότητα.Το υποκείμενο μέταλλο στη συνέχεια μεταφέρει τη θερμότητα σε ένα λεπτό στρώμα, το οποίο λιώνει και επαναστερεοποιείται για να σχηματίσει μια συγκολλημένη άρθρωση.
Λειτουργία αγωγιμότητας/διείσδυσης
Κάποιοι μπορεί να μην το αναγνωρίσουν ως μία από τις λειτουργίες.Νιώθουν ότι υπάρχουν μόνο δύο τύποι.είτε μεταφέρετε θερμότητα στο μέταλλο είτε εξατμίζετε ένα μικρό μεταλλικό κανάλι, αφήνοντας το λέιζερ να πέσει στο μέταλλο.
Αλλά η λειτουργία αγωγιμότητας/διείσδυσης χρησιμοποιεί «μέτρια» ενέργεια και έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη διείσδυση.Αλλά το λέιζερ δεν είναι αρκετά ισχυρό για να εξατμίσει το μέταλλο όπως στη λειτουργία κλειδαρότρυπας.
Λειτουργία διείσδυσης ή κλειδαρότρυπας
Αυτή η λειτουργία δημιουργεί βαθιές, στενές συγκολλήσεις.Έτσι, κάποιοι το αποκαλούν λειτουργία διείσδυσης.Οι συγκολλήσεις που γίνονται είναι συνήθως βαθύτερες από τις φαρδιές και ισχυρότερες από τις συγκολλήσεις με τρόπο αγωγιμότητας.
Με αυτόν τον τύπο συγκόλλησης LBW, ένα λέιζερ υψηλής ισχύος εξατμίζει το βασικό μέταλλο, δημιουργώντας μια στενή σήραγγα γνωστή ως «κλειδαρότρυπα» που εκτείνεται προς τα κάτω στην άρθρωση.Αυτή η «τρύπα» παρέχει έναν αγωγό για να διεισδύσει το λέιζερ βαθιά μέσα στο μέταλλο.
Κατάλληλα μέταλλα για LBW
Η συγκόλληση με λέιζερ λειτουργεί με πολλά μέταλλα, όπως:
- Ανθρακούχο χάλυβα
- Αλουμίνιο
- Τιτάνιο
- Χαμηλό κράμα και ανοξείδωτο ατσάλι
- Νικέλιο
- Πλατίνα
- Μολυβδαίνιο
Συγκόλληση με υπερήχους
Η συγκόλληση με υπερήχους (USW) είναι η ένωση ή η αναμόρφωση θερμοπλαστικών μέσω της χρήσης θερμότητας που παράγεται από μηχανική κίνηση υψηλής συχνότητας.Επιτυγχάνεται με τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής συχνότητας σε μηχανική κίνηση υψηλής συχνότητας.Αυτή η μηχανική κίνηση, μαζί με την εφαρμοζόμενη δύναμη, δημιουργεί θερμότητα τριβής στις επιφάνειες ζευγαρώματος των πλαστικών εξαρτημάτων (περιοχή άρθρωσης), έτσι το πλαστικό υλικό λιώνει και σχηματίζει έναν μοριακό δεσμό μεταξύ των μερών.
ΒΑΣΙΚΗ ΑΡΧΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΩΝ ΥΠΕΡΗΧΩΝ
1.Μέρη σε εξαρτήματα: Τα δύο θερμοπλαστικά μέρη που πρόκειται να συναρμολογηθούν τοποθετούνται μαζί, το ένα πάνω στο άλλο, σε μια υποστηρικτική φωλιά που ονομάζεται εξάρτημα.
2. Επαφή κόρνας με υπερήχους: Ένα εξάρτημα από τιτάνιο ή αλουμίνιο που ονομάζεται κόρνα έρχεται σε επαφή με το επάνω πλαστικό μέρος.
3. Εφαρμοσμένη δύναμη: Εφαρμόζεται μια ελεγχόμενη δύναμη ή πίεση στα εξαρτήματα, σφίγγοντάς τα μεταξύ τους πάνω στο εξάρτημα.
4. Χρόνος συγκόλλησης: Η κόρνα υπερήχων δονείται κατακόρυφα 20.000 (20 kHz) ή 40.000 (40 kHz) φορές ανά δευτερόλεπτο, σε αποστάσεις που μετρώνται σε χιλιοστά της ίντσας (μικρά), για ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα που ονομάζεται χρόνος συγκόλλησης.Μέσω προσεκτικού σχεδιασμού εξαρτημάτων, αυτή η δονούμενη μηχανική ενέργεια κατευθύνεται σε περιορισμένα σημεία επαφής μεταξύ των δύο μερών.Οι μηχανικοί κραδασμοί μεταδίδονται μέσω των θερμοπλαστικών υλικών στη διεπιφάνεια της άρθρωσης για να δημιουργήσουν θερμότητα τριβής.Όταν η θερμοκρασία στη διεπιφάνεια της άρθρωσης φτάσει στο σημείο τήξης, το πλαστικό λιώνει και ρέει και η δόνηση διακόπτεται.Αυτό επιτρέπει στο λιωμένο πλαστικό να αρχίσει να ψύχεται.
5. Χρόνος συγκράτησης: Η δύναμη σύσφιξης διατηρείται για προκαθορισμένο χρονικό διάστημα για να επιτραπεί στα μέρη να συγχωνευτούν καθώς το λιωμένο πλαστικό ψύχεται και στερεοποιείται.Αυτό είναι γνωστό ως χρόνος αναμονής.(Σημείωση: Η βελτιωμένη αντοχή και η ερμητικότητα της άρθρωσης μπορούν να επιτευχθούν με την εφαρμογή υψηλότερης δύναμης κατά τη διάρκεια του χρόνου συγκράτησης. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας διπλή πίεση).
6. Η κόρνα αποσύρεται: Μόλις στερεοποιηθεί το λιωμένο πλαστικό, αφαιρείται η δύναμη σύσφιξης και η υπερηχητική κόρνα αποσύρεται.Τα δύο πλαστικά μέρη είναι πλέον ενωμένα σαν να είναι καλουπωμένα μεταξύ τους και αφαιρούνται από το εξάρτημα ως ένα μέρος.
Συγκόλληση διάχυσης, DFW
Διαδικασία σύνδεσης με θερμότητα και πίεση όπου οι επιφάνειες επαφής ενώνονται με διάχυση ατόμων.
Η διαδικασία
Δύο τεμάχια εργασίας [1] σε διαφορετικές συγκεντρώσεις τοποθετούνται ανάμεσα σε δύο πρέσες [2].Οι πρέσες είναι μοναδικές για κάθε συνδυασμό των τεμαχίων κατεργασίας, με αποτέλεσμα να απαιτείται νέο σχέδιο εάν αλλάξει ο σχεδιασμός του προϊόντος.
Η θερμότητα που ισοδυναμεί με περίπου το 50-70% του σημείου τήξης των υλικών παρέχεται στη συνέχεια στο σύστημα, αυξάνοντας την κινητικότητα των ατόμων των δύο υλικών.
Στη συνέχεια, οι πρέσες συμπιέζονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα τα άτομα να αρχίσουν να διαχέονται μεταξύ των υλικών στην περιοχή επαφής [3].Η διάχυση πραγματοποιείται λόγω των διαφορετικών συγκεντρώσεων των τεμαχίων, ενώ η θερμότητα και η πίεση διευκολύνουν τη διαδικασία.Επομένως, η πίεση χρησιμοποιείται για να φέρει τα υλικά που έρχονται σε επαφή με τις επιφάνειες όσο το δυνατόν πιο κοντά, έτσι ώστε τα άτομα να μπορούν να διαχέονται πιο εύκολα.Όταν διαχέεται η επιθυμητή αναλογία ατόμων, η θερμότητα και η πίεση αφαιρούνται και η επεξεργασία της σύνδεσης ολοκληρώνεται.
