Kas ir metināšana?
Metāla metināšanas spēja attiecas uz metāla materiāla pielāgošanās spēju metināšanas procesam, galvenokārt uz grūtībām iegūt augstas kvalitātes metinātos savienojumus noteiktos metināšanas procesa apstākļos.Vispārīgi runājot, jēdziens "metināšanas spēja" ietver arī "pieejamību" un "uzticamību".Metināšanas spēja ir atkarīga no materiāla īpašībām un izmantotajiem procesa apstākļiem.Metāla materiālu metināšanas spēja nav statiska, bet attīstās, piemēram, materiāliem, kuri sākotnēji tika uzskatīti par vājiem, attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, jaunas metināšanas metodes ir kļuvušas vieglāk metināmas, tas ir, metināšanas spēja ir kļuvis labāks.Tāpēc mēs nevaram atstāt procesa apstākļus, lai runātu par metināšanas spēju.
Metināšanas spēja ietver divus aspektus: viens ir savienojuma veiktspēja, tas ir, jutīgums pret metināšanas defektu veidošanos noteiktos metināšanas procesa apstākļos;otrs ir praktiskā veiktspēja, tas ir, metinātā savienojuma pielāgošanās izmantošanas prasībām noteiktos metināšanas procesa apstākļos.
Metināšanas metodes
1.Lāzera metināšana(LBW)
2. Ultraskaņas metināšana (USW)
3. difūzā metināšana (DFW)
4. utt
1. Metināšana ir materiālu, parasti metālu, savienošanas process, uzkarsējot virsmas līdz kušanas punktam un pēc tam ļaujot tām atdzist un sacietēt, bieži vien pievienojot pildvielu.Materiāla metināmība attiecas uz tā spēju metināt noteiktos procesa apstākļos, un tā ir atkarīga gan no materiāla īpašībām, gan izmantotā metināšanas procesa.
2.Metināmību var iedalīt divos aspektos: savienojuma izpildījumā un praktiskā izpildījumā.Savienojuma veiktspēja attiecas uz metināšanas defektu veidošanās jutīgumu noteiktos metināšanas procesa apstākļos, savukārt praktiskā veiktspēja attiecas uz metinātā savienojuma spēju pielāgoties lietošanas prasībām noteiktos metināšanas procesa apstākļos.
3. Pastāv dažādas metināšanas metodes, tostarp lāzermetināšana (LBW), ultraskaņas metināšana (USW) un difūzijas metināšana (DFW).Metināšanas metodes izvēle ir atkarīga no savienojamiem materiāliem, materiālu biezuma, nepieciešamās savienojuma stiprības un citiem faktoriem.
Kas ir lāzermetināšana?
Lāzermetināšana, kas pazīstama arī kā lāzera staru metināšana (LBW), ir ražošanas paņēmiens, kurā divi vai vairāki materiāla gabali (parasti metāls) tiek savienoti kopā, izmantojot lāzera staru.
Tas ir bezkontakta process, kas prasa piekļuvi metināšanas zonai no vienas metināmo daļu puses.
Lāzera radītais siltums izkausē materiālu abās savienojuma pusēs, un, izkausētajam materiālam sajaucoties un atkal sacietējot, tas sakausē detaļas.
Metināšanas šuve veidojas, intensīvai lāzera gaismai strauji uzsildot materiālu – parasti aprēķina milisekundēs.
Lāzera stars ir koherenta (vienfāzes) viena viļņa garuma gaisma (monohromatiska).Lāzera staram ir zema staru diverģence un augsts enerģijas saturs, kas radīs siltumu, atsitoties pret virsmu
Tāpat kā visiem metināšanas veidiem, LBW izmantošanai ir nozīme detaļām.Varat izmantot dažādus lāzerus un dažādus LBW procesus, un ir gadījumi, kad lāzermetināšana nav labākā izvēle.
Lāzermetināšana
Ir 3 lāzermetināšanas veidi:
1.Vadīšanas režīms
2. Vadības/iekļūšanas režīms
3. Iespiešanās vai atslēgas cauruma režīms
Šie lāzermetināšanas veidi tiek grupēti pēc metālam piegādātās enerģijas daudzuma.Padomājiet par to kā par zemu, vidēju un augstu lāzera enerģijas līmeni.
Vadīšanas režīms
Vadītspējas režīms piegādā metālam zemu lāzera enerģiju, kā rezultātā ar seklu metināšanu ir zema iespiešanās spēja.
Tas ir piemērots savienojumiem, kuriem nav nepieciešama liela izturība, jo rezultāts ir sava veida nepārtraukta punktmetināšana.Vadošās šuves ir gludas un estētiski patīkamas, un tās parasti ir platākas nekā dziļas.
Ir divu veidu vadīšanas režīms LBW:
1. Tiešā apkure:Detaļas virsmu tieši silda ar lāzeru.Pēc tam siltums tiek novadīts metālā, un parastā metāla daļas izkūst, sakausējot savienojumu, kad metāls atkal sacietē.
2. Enerģijas pārvade: Speciālu absorbējošu tinti vispirms ievieto savienojuma saskarnē.Šī tinte uzņem lāzera enerģiju un ģenerē siltumu.Pēc tam apakšā esošais metāls vada siltumu plānā slānī, kas kūst un atkal sacietē, veidojot metinātu savienojumu.
Vadīšanas/iekļūšanas režīms
Daži var to neatzīt kā vienu no veidiem.Viņiem šķiet, ka ir tikai divi veidi;jūs vai nu ievadāt siltumu metālā, vai iztvaikojat nelielu metāla kanālu, ļaujot lāzeram iekļūt metālā.
Bet vadīšanas/iekļūšanas režīmā tiek izmantota “vidēja” enerģija, un tas nodrošina lielāku iespiešanos.Bet lāzers nav pietiekami spēcīgs, lai iztvaicētu metālu kā atslēgas cauruma režīmā.
Iespiešanās vai atslēgas cauruma režīms
Šis režīms rada dziļas, šauras metināšanas šuves.Tātad daži to sauc par iespiešanās režīmu.Izgatavotās šuves parasti ir dziļākas nekā platas un stiprākas nekā vadīšanas režīma metinātās šuves.
Ar šāda veida LBW metināšanu lieljaudas lāzers iztvaiko parasto metālu, izveidojot šauru tuneli, kas pazīstams kā “atslēgas caurums”, kas stiepjas uz leju savienojumā.Šis "caurums" nodrošina vadu, lai lāzers dziļi iekļūtu metālā.
Piemēroti metāli LBW
Lāzermetināšana darbojas ar daudziem metāliem, piemēram:
- Oglekļa tērauds
- Alumīnijs
- Titāns
- Mazleģētais un nerūsējošais tērauds
- Niķelis
- Platīns
- Molibdēns
Ultraskaņas metināšana
Ultraskaņas metināšana (USW) ir termoplastu savienošana vai pārveidošana, izmantojot augstfrekvences mehāniskās kustības radīto siltumu.To panāk, pārvēršot augstfrekvences elektrisko enerģiju augstfrekvences mehāniskā kustībā.Šī mehāniskā kustība kopā ar pielikto spēku rada berzes siltumu plastmasas detaļu savienojuma virsmās (savienojuma zonā), tāpēc plastmasas materiāls kūst un veido molekulāro saiti starp daļām.
ULTRASKAŅAS METINĀŠANAS PAMATPRINCIPS
1.Armatūras daļas: abas saliekamās termoplastiskās daļas ir novietotas kopā, viena virs otras, atbalsta ligzdā, ko sauc par armatūru.
2. Ultraskaņas raga kontakts: titāna vai alumīnija detaļa, ko sauc par ragu, nonāk saskarē ar augšējo plastmasas daļu.
3. Pielietotais spēks: daļām tiek pielikts kontrolēts spēks vai spiediens, saspiežot tās kopā pret armatūru.
4. Metināšanas laiks: Ultraskaņas signāltaure tiek vibrēta vertikāli 20 000 (20 kHz) vai 40 000 (40 kHz) reižu sekundē attālumos, kas mērīti collas tūkstošdaļās (mikronos), iepriekš noteiktu laiku, ko sauc par metināšanas laiku.Rūpīgi izstrādājot detaļas, šī vibrējošā mehāniskā enerģija tiek novirzīta uz ierobežotiem saskares punktiem starp abām daļām.Mehāniskās vibrācijas tiek pārnestas caur termoplastiskajiem materiāliem uz savienojuma saskarni, lai radītu berzes siltumu.Kad temperatūra savienojuma saskarnē sasniedz kušanas temperatūru, plastmasa kūst un plūst, un vibrācija tiek apturēta.Tas ļauj izkusušajai plastmasai sākt atdzist.
5.Aiztures laiks: Saspiedes spēks tiek uzturēts iepriekš noteiktu laiku, lai ļautu daļām saplūst, kad izkususi plastmasa atdziest un sacietē.To sauc par aizturēšanas laiku.(Piezīme. Uzlabotu savienojuma izturību un hermētiskumu var panākt, pieliekot lielāku spēku noturēšanas laikā. Tas tiek panākts, izmantojot dubultu spiedienu).
6.Rags ievelkas. Kad izkususi plastmasa ir sacietējusi, tiek noņemts saspiedes spēks un ultraskaņas signāltaure tiek ievilkta.Abas plastmasas daļas tagad ir savienotas it kā kopā un tiek noņemtas no armatūras kā viena daļa.
Difūzijas metināšana, DFW
Savienošanas process ar karstumu un spiedienu, kur saskares virsmas savienojas ar atomu difūziju.
Process
Divas sagataves [1] dažādās koncentrācijās ir novietotas starp divām presēm [2].Preses ir unikālas katrai sagatavju kombinācijai, kā rezultātā ir nepieciešams jauns dizains, ja mainās izstrādājuma dizains.
Pēc tam sistēmai tiek piegādāts siltums, kas atbilst aptuveni 50–70% no materiālu kušanas temperatūras, palielinot abu materiālu atomu mobilitāti.
Pēc tam preses tiek saspiesti kopā, izraisot atomu izkliedi starp materiāliem kontakta zonā [3].Difūzija notiek tāpēc, ka sagataves ir dažādās koncentrācijās, savukārt siltums un spiediens tikai atvieglo procesu.Tāpēc spiediens tiek izmantots, lai materiāli nonāktu saskarē ar virsmām pēc iespējas tuvāk, lai atomi varētu vieglāk izkliedēties.Kad vēlamā atomu proporcija ir izkliedēta, siltums un spiediens tiek noņemti un savienošanas apstrāde ir pabeigta.
