การพัฒนาอย่างแข็งขันของวิธีการเชื่อมโลหะด้วยความร้อนที่มีเทคโนโลยีสูงบดบังวิธีการประมวลผลทางเลือก ในเวลาเดียวกัน มีเทคนิคที่คุ้มค่าสำหรับการเปลี่ยนรูปเย็นที่เก่าแก่ที่สุดของผลิตภัณฑ์พลาสติก การเชื่อมแบบแห้งเป็นหนึ่งในวิธีการเหล่านี้ สำหรับโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเสียรูปตามทิศทางพร้อมกับความเค้นภายในที่เพิ่มขึ้นถูกนำมาใช้ ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถใช้ตัวแทน เครื่องมือ และวัสดุสิ้นเปลืองที่หลากหลายได้
ภาพรวมเทคโนโลยี
การเชื่อมแบบแห้งเป็นหนึ่งในประเภทของการเชื่อมเย็นในเฟสของแข็ง ซึ่งกระบวนการเปลี่ยนรูปที่สำคัญเกิดขึ้นพร้อมกับระดับการแปลเล็กน้อยของโครงสร้างการทำงาน ความแตกต่างที่สำคัญของเทคนิคนี้คือการใช้แรงดันสูงในกระบวนการเปลี่ยนรูป เมื่อเทียบกับวิธีการพื้นฐานของการเชื่อมด้วยความร้อนด้วยความร้อน เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถทำงานที่อุณหภูมิปกติหรืออุณหภูมิติดลบได้ ภาพด้านบนของการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะภายใต้ความกดดันแสดงผลของงานดังกล่าวในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าระดับของการตกผลึกซ้ำ ทิศทางหลักของเทคโนโลยีนี้คือผลกระทบทางกลต่อวัสดุ ซึ่งเป็นผลมาจากการเชื่อมต่อระหว่างชิ้นงานตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไป
ขั้นตอนการเชื่อมทีละขั้นตอน
เทคโนโลยีการเชื่อมแบบแห้งมาตรฐานดำเนินการตามคำแนะนำต่อไปนี้:
- ทำการรีดพลาสติกจากโลหะ ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างที่ลึก ในการดำเนินการนี้ จะใช้หน่วยพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการเปลี่ยนรูป
- หลังจากสิ้นสุดการดำเนินการเปลี่ยนรูป หน้าสัมผัสของชั้นโลหะลึกจะเกิดขึ้น
- กำลังสร้างโครงสร้างผลึกเดี่ยว เวลาดำเนินการสำหรับการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะ ณ จุดนี้สามารถคำนวณเป็นเสี้ยววินาที ซึ่งจะทำให้ไม่มีปฏิกิริยาเชิงปริมาตรระหว่างชิ้นงาน
- การชุบผิวภายนอกแบบพิเศษด้วยสารป้องกันและเสริมความแข็งแรง ซึ่งรวมถึงสารที่มีฤทธิ์ต้านการกัดกร่อนและการบรรเทาความเครียดภายใน
ลักษณะสำคัญของกระบวนการ
ด้านหนึ่งพารามิเตอร์ของการดำเนินการสะท้อนถึงขนาดของผลกระทบทางกายภาพต่อชิ้นงานและอีกด้านหนึ่งคุณภาพของการเชื่อมต่อ ถึงคุณสมบัติเบื้องต้นของสเปกตรัมทั้งสองรวมสิ่งต่อไปนี้:
- เยื้องลึก. โดยปกติหมัดจะใช้สำหรับการเสียรูป - เครื่องมือกดเนื่องจากรูปร่างของชิ้นส่วนเปลี่ยนไป นอกจากนี้ ลักษณะของการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะนี้สามารถกำหนดเป็นระดับของความเป็นพลาสติก ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุ สามารถให้สัมประสิทธิ์การเข้าสู่โครงสร้างจาก 10-15% (อินเดียม) ถึง 85-90% (ทองแดง นิกเกิล).
- บีบการกระทำ. แสดงในรูปของแรงอัดและแรงเฉือน ซึ่งคำนวณจากแรงสัมผัส นี่ไม่ใช่ตัวบ่งชี้โดยตรงของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง แต่เป็นลักษณะที่กำหนดศักยภาพการเคลื่อนตัวของพื้นผิวที่จะเข้าร่วม
- ความสามารถในการเชื่อม ขึ้นอยู่กับความต้านทานที่ซับซ้อนของโครงสร้างโลหะที่สัมพันธ์กับผลกระทบทางกลของการเชื่อมแบบแห้ง ผลิตภัณฑ์ที่เข้าถึงได้มากที่สุดสำหรับการดำเนินการดังกล่าว ได้แก่ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากทองแดง อะลูมิเนียม เงิน แคดเมียม ฯลฯ เมื่อความแข็งเพิ่มขึ้น ความสามารถในการเชื่อมจะลดลง
ประเภทของการเชื่อมแบบแห้ง
โดยพื้นฐานแล้ว วิธีการจะแตกต่างไปตามประเภทของสารประกอบที่เกิดขึ้น เช่นเดียวกับในระหว่างการสัมผัสความร้อน เชื่อมได้ทั้งแบบก้น แบบจุด และแบบตะเข็บ พบได้น้อยกว่าคือเทคนิคการเชื่อมแบบแรงเฉือนและแรงกดสูง เมื่อทำการเชื่อมแบบจุดจะใช้การเจาะทรงกระบอกเป็นเครื่องมือและด้วยเทคนิคตะเข็บจะใช้องค์ประกอบลูกกลิ้ง ทั้งสองวิธีมีคุณลักษณะที่ให้ผลผลิตสูง แต่ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ตะเข็บค่อนข้างหยาบและไม่สวย การเชื่อมแบบก้นแห้งสำหรับโลหะเกี่ยวข้องกับการใช้แรงกดพิเศษเช่นเดียวกับการใช้ร่องเพื่อป้องกันการเลื่อนหลุดของชิ้นงาน ข้อดีของวิธีนี้ ได้แก่ ความสามารถในการทำงานกับชิ้นส่วนที่เป็นของแข็ง และโดยหลักการแล้ว การใช้แรงดันสูง ซึ่งจะเพิ่มพลังของแรงการเปลี่ยนรูป ในทางกลับกัน เนื่องจากความจำเป็นในการบาก รูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์อาจเสื่อมสภาพได้แม้อยู่ในสถานที่นอกพื้นที่ทำงาน
เตรียมชิ้นงาน
ปัญหาหลักในการเตรียมวัสดุสำหรับการเชื่อมแบบแห้งนั้นเกิดจากความจำเป็นในการกำจัดฟิล์มดูดซับและออร์แกนิกอย่างระมัดระวัง สิ่งเหล่านี้อาจเป็นร่องรอยของน้ำมันและไขมัน ตลอดจนสารเคลือบกรดและพาราฟิน ซึ่งมักใช้เพื่อรักษาและสนับสนุนกระบวนการทางเทคโนโลยีอื่นๆ ในโรงงาน ในการลบชั้นดังกล่าวจะใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีแอลกอฮอล์และน้ำมันเบนซินตัวทำละลายและสารเคมีพิเศษสำหรับกระบวนการแปรรูปโลหะ นอกจากนี้ คำแนะนำสำหรับการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะยังเกี่ยวข้องกับการดำเนินการเตรียมการดังต่อไปนี้:
- ทำความสะอาดพื้นผิวด้วยแปรงขัดเหล็ก
- ในกรณีของว่างอะลูมิเนียม การเผาจะใช้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 300 ถึง 400 °C
- เคลือบผลิตภัณฑ์ด้วยโครเมียมบางๆ หรือชุบนิกเกิลด้วยไฟฟ้า
- ถ้าเรากำลังพูดถึงตัวนำที่มีฉนวน ชั้นป้องกันภายนอกทั้งหมดจะถูกลบออกโดยจับบริเวณที่ไม่ทำงานเล็กน้อย
พารามิเตอร์ของโหมดการเชื่อม
ปัจจัยหลักของการเชื่อมประเภทนี้คือระยะยื่นชิ้นส่วนจากแคลมป์ แรงกดจำเพาะ ความหนาของหมัด ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ตัวระบุแรงดันจะถูกเลือกตามลักษณะทางกายภาพและทางกลของชิ้นงานเป้าหมาย ดังนั้น อลูมิเนียมจึงถูกเชื่อมที่ 800 MN/m2 และชิ้นส่วนทองแดงที่ 2500 MN/m2 สำหรับการเคลื่อนตัวของชิ้นงานออกจากกลไกการหนีบในกรณีนี้ทุกอย่างเป็นรายบุคคล ตัวอย่างเช่น สำหรับแท่งอลูมิเนียมที่มีความยาว d ส่วนยื่นจะเป็น 1.2d และสำหรับทองแดง - 1.5d ค่าสัมประสิทธิ์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นส่วน การวัดค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมจะให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขนาดของการเจาะที่เชื่อมได้โดยตรงแบบแห้ง สำหรับโลหะ เช่น ทองแดงและอลูมิเนียมชนิดเดียวกัน คุณสมบัติของกลไกการกดจะคำนวณตามข้อเท็จจริงที่ว่าโหลดที่ใช้ควรอยู่ระหว่าง 600 MPa ถึง 2000 MPa พารามิเตอร์มิติจะถูกปรับตามมวลของโครงสร้าง และรูปร่างและการออกแบบจะถูกปรับตามพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์
ทำการเชื่อมแบบแห้ง
ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์กดพิเศษ การดำเนินการจะดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:
- แคลมป์ยึดตามขนาดของชิ้นงานที่จะเชื่อม
- อัดอากาศไปยังเครื่องเพื่อให้แรงดันที่ต้องการผ่านคอมเพรสเซอร์
- หน่วยการทำงานถูกนำเข้าสู่สถานะใช้งานซึ่งกำลังที่ใช้ในการทำการเปลี่ยนรูป
- ทันทีก่อนการผลิตการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะ คำแนะนำสำหรับการใช้เทคโนโลยีบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการรักษาชิ้นส่วนด้วยอะซิโตนหรือแอลกอฮอล์
- กำลังเชื่อมแท่งเปล่าและตัดแต่งแฟลช (โลหะส่วนเกินที่ทางแยก ยินดีเมื่ออัดรีด)
- ชิ้นส่วนที่เชื่อมออกจากที่หนีบ
- กลไกที่เคลื่อนย้ายได้จะกลับสู่ตำแหน่งเดิม สลักจะคลายออก
ตลอดทั้งเวิร์กโฟลว์ ผู้ปฏิบัติงานโต้ตอบกับฟังก์ชันการทำงานของเครื่องผ่านที่จับ คันโยกควบคุม และตัวป้อน ในรุ่นที่ทันสมัยของอุปกรณ์สำหรับการเชื่อมแบบแห้งนั้นยังมีวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ในการควบคุมการทำงานด้วยความช่วยเหลือของโหมดอินไลน์ของชิ้นส่วนการประมวลผล
ข้อดีของการเชื่อมแบบแห้ง
การขจัดความจำเป็นในการให้ความร้อนกับชิ้นงานที่อุณหภูมิสูงเป็นข้อได้เปรียบหลักของเทคโนโลยีนี้เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมประเภทไฟฟ้าเคมี วิธีนี้ช่วยลดการใช้แหล่งพลังงานอันทรงพลัง ซึ่งทำให้รายการต้นทุนสำคัญหายไป ในข้อดีกลุ่มเดียวกัน เราสามารถสังเกตได้ว่าโอกาสที่การอุดตันของไฟฟ้าเคมีลดลง ซึ่งด้วยวิธีทางความร้อน จำเป็นต้องปกป้องชิ้นงานด้วยตัวกลางที่เป็นก๊าซและฟลักซ์ นอกจากนี้ยังมีข้อดีอื่นๆ ของการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะ:ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของงานและสภาพการทำงาน
- ประสิทธิภาพสูงและใช้เวลาลงทุนน้อย
- ชุดอุปกรณ์เสริมและวัสดุสิ้นเปลืองขั้นต่ำ
- ความเป็นไปได้ของกระบวนการอัตโนมัติ
- ช่างเชื่อมไม่จำเป็นต้องเป็นช่างเชื่อมที่มีคุณวุฒิ
- ข้อกำหนดสำหรับชิ้นส่วนหลังการประมวลผลมีน้อยมาก
ข้อเสียของการเชื่อมแบบแห้ง
ด้วยข้อดีทั้งหมด เทคโนโลยีนี้ไม่แพร่หลายนักเมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบร้อน ซึ่งอธิบายได้จากข้อจำกัดที่ร้ายแรงในแง่ของการยอมรับวิธีการสำหรับโลหะและโลหะผสมที่มีความเหนียวต่ำ โลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะบริสุทธิ์ส่วนใหญ่สามารถนำมาแปรรูปได้ แต่ถึงกระนั้นในกรณีนี้ ก็ยังไม่สามารถวางใจในผลลัพธ์คุณภาพสูงได้เสมอไป นอกจากนี้ ข้อเสียทางเทคโนโลยีหลักของการเชื่อมแบบแห้งสำหรับโลหะที่มีความเหนียวสูงนั้นสัมพันธ์กับการเสียรูปของโครงสร้างภายใน ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อการทำงานในอนาคตของผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไป เราสามารถพูดได้ว่าเทคโนโลยีนี้สะดวกและราคาถูก แต่ไม่เป็นสากลและค่อนข้างเฉพาะทางสูง
สรุป
วิธีการเชื่อมแบบเย็นมีความแตกต่างพื้นฐานจากเทคโนโลยีการระบายความร้อนของการเชื่อมช่องว่างโลหะ เกี่ยวข้องกับลักษณะของผลกระทบต่อโครงสร้างของวัสดุและเงื่อนไขขององค์กรทางเทคนิคของกระบวนการ จากการทบทวนการเชื่อมแบบแห้งสำหรับการแสดงโลหะ วิธีนี้ใช้ได้ผลดีในการทำงานกับวัสดุสิ้นเปลืองไฟฟ้า ชิ้นงานขนาดเล็กในอุตสาหกรรมไฟฟ้า ฯลฯ เรากำลังพูดถึงตัวนำและชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีการประทับตราเป็นหลัก เมื่อพูดถึงโครงสร้างโลหะ ท่อขนาดใหญ่ และแผ่นสแตนเลส เวิร์กโฟลว์ต้องเชื่อถือได้ด้วยการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง การเปลี่ยนโครงสร้างเนื่องจากการเสียรูปในกรณีดังกล่าวจะไม่ได้ผล
