Aktivan razvoj visokotehnoloških metoda termičkog zavarivanja metala zasjenjuje alternativne metode obrade. Istovremeno, postoje prilično vrijedne tehnike najstarije hladne deformacije plastičnih proizvoda. Zavarivanje na suho je jedna od ovih metoda. Za metal se posebno primjenjuje usmjerena deformacija s povećanjem unutrašnjeg naprezanja. U ovom procesu se mogu koristiti različiti aktivni agensi, alati i potrošni materijal.
Pregled tehnologije
Suvo zavarivanje je jedna od vrsta hladnog zavarivanja u čvrstoj fazi, kod koje se javljaju značajni deformacioni procesi sa blagim stepenom lokalizacije radne konstrukcije. Važna razlika ove tehnike je visoki pritisak koji se primjenjuje za izvođenje procesa deformiranja. U odnosu naosnovne metode termičkog vrućeg zavarivanja, ova tehnologija omogućava izvođenje operacija na normalnim ili čak negativnim temperaturama. Gornja fotografija suhog zavarivanja metala pod pritiskom prikazuje rezultat takvog rada u uslovima temperaturnih uslova ispod stepena rekristalizacije. Glavni pravac ove tehnologije je mehanički uticaj na materijal, usled čega se formira veza između dva ili više obradaka.
Proces zavarivanja korak po korak
Standardna tehnologija suvog zavarivanja izvodi se prema sljedećim uputama:
- Izvodi se plastično ekstrudiranje metala koji utiče na duboku strukturu. U ovoj operaciji se koriste posebne jedinice za osiguranje procesa deformacije.
- Nakon završetka deformisanja formira se 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 odsustva volumetrijske interakcije između radnih komada.
- Posebna vanjska površinska obrada provodi se zaštitnim i ojačavajućim smjesama, uključujući i one sa antikorozivnim djelovanjem i efektom ublažavanja unutrašnjeg naprezanja.
Glavne karakteristike procesa
Parametri operacije, s jedne strane, odražavaju veličinu fizičkog uticaja na radni komad, as druge, kvalitet veze. Primarne karakteristike oba spektrauključiti sljedeće:
- Dubina udubljenja. Obično se za deformaciju koristi bušilica - alat za presovanje, zbog čega se mijenja oblik dijela. Takođe, ova karakteristika suvog zavarivanja za metal se može pripisati stepenu plastičnosti, koji u zavisnosti od materijala može da omogući koeficijent ulaska u konstrukciju od 10-15% (indijum) do 85-90% (bakar, nikla).
- Akcija stiskanja. Izražava se kao tlačna sila i smicanje, koje se računaju iz tangencijalne sile. Ovo nije direktan pokazatelj strukturne promjene, već karakteristika koja određuje potencijalni pomak površina koje se spajaju.
- Mogućnost zavarivanja. Zavisi od kompleksnog otpora metalne konstrukcije u odnosu na mehaničke efekte suvog zavarivanja. Najpristupačniji za takve operacije su proizvodi od bakra, aluminijuma, srebra, kadmijuma itd. Kako se tvrdoća povećava, sposobnost zavarivanja se smanjuje.
Vrste suhog zavarivanja
U osnovi, metode se razlikuju po vrsti formiranog spoja, kao i tokom termičkog izlaganja. Može biti sučeono, tačkasto i šavno zavarivanje. Manje uobičajene su tehnike spajanja smicanjem i visokim pritiskom. Pri izvođenju točkastog zavarivanja kao alat se koriste cilindrični probijači, a tehnikom šava koriste se valjkasti elementi. Obje ove metode karakterizira visoka produktivnost, ali kao rezultat daju prilično grube i izvana neprivlačne šavove. Sučeono zavarivanje metala uključujeupotreba posebnih pritisaka, kao i izvođenje zareza kako bi se spriječilo klizanje radnog komada. Prednosti metode uključuju mogućnost rada s čvrstim dijelovima i, u principu, korištenje visokog tlaka, koji povećava snagu sile deformacije. S druge strane, zbog potrebe za urezivanjem, izgled proizvoda može se pogoršati čak i na mjestima izvan radnog prostora.
Priprema radnog predmeta za rad
Glavni problem u pripremi materijala za suvo zavarivanje je zbog potrebe za pažljivim uklanjanjem adsorbovanih 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 fabrici. Za uklanjanje takvih slojeva koriste se proizvodi koji sadrže alkohol i benzin, otapala i posebne kemikalije za obradu metala. Osim toga, uputstvo za suho zavarivanje metala uključuje sljedeće pripremne radnje:
- Čišćenje površina čeličnim abrazivnim četkama.
- U slučaju aluminijskih blankova, kalcinacija se koristi na temperaturama u rasponu od 300 do 400°C.
- Prevlačenje proizvoda tankim slojem hroma ili galvanizovanog nikla.
- Ako je riječ o provodnicima sa izolacijom, onda se svi vanjski zaštitni slojevi uklanjaju malim zahvatom neradnog područja.
Parametri načina zavarivanja
Među glavnim parametrima ove vrste zavarivanja su prevjesdelovi iz stezaljke, specifični pritisak, debljina proboja itd. Na primer, indikator pritiska se bira na osnovu fizičkih i mehaničkih karakteristika ciljnog obratka. Tako se aluminijum zavaruje pri 800 MN/m2, a bakarni delovi pri 2500 MN/m2. Što se tiče odlaska radnog komada od steznog mehanizma, onda je u ovom slučaju sve individualno. Na primjer, za aluminijske šipke dužine d, prevjes će biti 1,2d, a za bakrene - 1,5d. Koeficijenti mogu varirati ovisno o obliku dijela. Posebna pažnja pri ocjenjivanju odgovarajućih parametara se poklanja dimenzijama proboja koji direktno ostvaruju suho zavarivanje. Za metale poput istog bakra i aluminija, karakteristike mehanizma za prešanje se izračunavaju na osnovu činjenice da primijenjeno opterećenje treba biti od 600 MPa do 2000 MPa. Dimenzionalni parametri se prilagođavaju masi konstrukcije, a oblik i dizajn parametrima proizvoda.
Izvršite suho zavarivanje
Uz pomoć posebne opreme za prešanje, operacija se izvodi sljedećim redoslijedom:
- Stege se fiksiraju u skladu sa veličinom obradaka koji se zavaruju.
- Kompresovani vazduh se dovodi u mašinu da obezbedi željeni pritisak kroz kompresor.
- Funkcionalna jedinica se dovodi u aktivno stanje, čija se sila koristi za izvođenje deformacije.
- Neposredno prije proizvodnje suhog zavarivanja metala, uputstvo za upotrebu 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 toku.
- Zavareni elementi se oslobađaju od stezaljki.
- Pokretni mehanizam se vraća u prvobitni položaj, zasune su olabavljene.
Tokom čitavog radnog procesa, rukovalac stupa u interakciju sa funkcionalnošću mašine preko ručki, upravljačkih poluga i hranilica. U savremenim modelima opreme za suvo zavarivanje obezbeđena su i elektronska sredstva upravljanja radom, uz pomoć kojih se organizuje in-line režim obrade delova.
Prednosti suhog zavarivanja
Otklanjanje potrebe za visokotemperaturnim zagrevanjem radnih komada glavna je prednost ove tehnologije u odnosu na elektrohemijske tipove zavarivanja. Ovo eliminiše upotrebu moćnih izvora energije, uklanjajući značajnu stavku troškova. U istoj grupi prednosti može se primijetiti smanjenje vjerojatnosti elektrokemijskog začepljenja, od čega je termičkim metodama potrebno zaštititi izratke plinovitim medijem i fluksom. Također, u zavisnosti od složenosti zadatka i uslova rada, postoje i druge prednosti suhog zavarivanja metala:
- Visoke performanse sa malim ulaganjem vremena.
- Minimalni set dodatne opreme i potrošnog materijala.
- Mogućnost automatizacije procesa.
- Operator ne mora biti visoko kvalifikovani zavarivač.
- Zahtjevi za dijelove naknadne obrade su minimalni.
Nedostaci suhog zavarivanja
Uz sve prednosti, ova tehnologija nije toliko rasprostranjena u odnosu na vruće zavarivanje, 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 zgodna i jeftina, ali nije univerzalna i prilično visoko specijalizirana.
Zaključak
Metode hladnog zavarivanja imaju fundamentalne razlike u odnosu na termičku tehnologiju spajanja metalnih zaliha. Oni se odnose na prirodu uticaja na strukturu materijala i uslove tehničke organizacije procesa. Kako pokazuju recenzije suhog zavarivanja za metal, ova metoda dobro funkcionira u radu sa električnim potrošnim materijalom, malim obradacima u elektroindustriji itd. Uglavnom je riječ o provodnicima i malim štancanim elementima. Kada su u pitanju metalne konstrukcije, cijevi velikih dimenzija i limovi od nehrđajućeg čelika, radni proces se mora povjeriti zavarivanju na visokim temperaturama. Promjena strukture zbog deformacije u takvim slučajevima će biti neefikasna.
