הפיתוח הפעיל של שיטות היי-טק של ריתוך תרמי של מתכות מאפיל על שיטות עיבוד חלופיות. יחד עם זאת, ישנן טכניקות ראויות למדי של עיוות קר העתיק ביותר של מוצרי פלסטיק. ריתוך יבש היא אחת מהשיטות הללו. עבור מתכת, במיוחד, מוחל עיוות כיווני עם עומס פנימי הולך וגובר. בתהליך זה, ניתן להשתמש במגוון של סוכנים פעילים, כלים וחומרים מתכלים.
סקירת טכנולוגיה
ריתוך יבש הוא אחד מסוגי הריתוך הקר בשלב המוצק, בו מתרחשים תהליכי דפורמציה משמעותיים עם מידה קלה של לוקליזציה של מבנה העבודה. הבדל חשוב של טכניקה זו הוא הלחץ הגבוה המופעל על מנת לבצע את תהליכי העיוות. לעומתשיטות בסיסיות של ריתוך חם תרמית, טכנולוגיה זו מאפשרת לבצע את הפעולה בטמפרטורות רגילות או אפילו שליליות. התמונה לעיל של ריתוך יבש למתכת בלחץ מציגה את התוצאה של עבודה כזו בתנאי טמפרטורה מתחת לדרגת התגבשות מחדש. הכיוון העיקרי של טכנולוגיה זו הוא ההשפעה המכנית על החומר, כתוצאה מכך נוצר חיבור בין שני חלקי עבודה או יותר.
תהליך ריתוך שלב אחר שלב
טכנולוגיית ריתוך יבש רגיל מבוצעת לפי ההוראות הבאות:
- מתבצעת שחול פלסטיק של מתכת, המשפיעה על המבנה העמוק. בפעולה זו, משתמשים ביחידות מיוחדות כדי להבטיח את תהליך העיוות.
- לאחר סיום פעולת העיוות, נוצר המגע של השכבות העמוקות של המתכת.
- נוצר מבנה גבישי יחיד. ניתן לחשב את זמן הביצוע של ריתוך יבש למתכת בשלב זה בשברירי שנייה, מה שמוביל להעדר אינטראקציה נפחית בין חלקי העבודה.
- טיפול משטח חיצוני מיוחד מתבצע עם תרכובות הגנה ומחזקות, כולל כאלו בעלות אפקט אנטי קורוזיה והשפעת הפגת מתח פנימי.
מאפיינים עיקריים של התהליך
פרמטרי הפעולה, מצד אחד, משקפים את גודל ההשפעה הפיזית על חומר העבודה, ומצד שני, את איכות החיבור. למאפיינים העיקריים של שני הספקטריםכלול את הדברים הבאים:
- עומק הכניסה. בדרך כלל, אגרוף משמש לדפורמציה - כלי לחיצה, שבגללו משתנה צורת החלק. כמו כן, ניתן להקצות מאפיין זה של ריתוך יבש למתכת כדרגת פלסטיות, אשר, בהתאם לחומר, יכולה לאפשר מקדם כניסה למבנה מ-10-15% (אינדיום) עד 85-90% (נחושת, ניקל).
- פעולת סחיטה. הוא מתבטא במונחים של כוח לחיצה וגזירה, אשר מחושב מהכוח המשיק. זה לא אינדיקציה ישירה לשינוי מבני, אלא מאפיין שקובע את התזוזה הפוטנציאלית של המשטחים שיש לחבר.
- היכולת לרתך. תלוי בהתנגדות המורכבת של מבנה המתכת ביחס להשפעות המכניות של ריתוך יבש. הנגישים ביותר לפעולות כאלה הם מוצרים העשויים מנחושת, אלומיניום, כסף, קדמיום וכו'. ככל שהקשיות עולה, יורדת יכולת הריתוך.
סוגי ריתוך יבש
בעיקרון, השיטות נבדלות לפי סוג התרכובת שנוצרה, כמו גם במהלך חשיפה תרמית. זה יכול להיות ריתוך תחת, נקודה ותפר. פחות נפוצות הן טכניקות חיבור גזירה ולחץ גבוה. בעת ביצוע ריתוך נקודתי, אגרופים גליליים משמשים ככלי, ועם טכניקת תפר, אלמנטים רולר משמשים. שתי השיטות הללו מאופיינות בפריון גבוה, אך כתוצאה מכך הן נותנות תפרים גסים למדי ולא מושכים כלפי חוץ. ריתוך קת יבש למתכת כרוךשימוש בלחצים מיוחדים, כמו גם יישום חריצים על מנת למנוע החלקה של חומר העבודה. יתרונות השיטה כוללים יכולת עבודה עם חלקים מוצקים ובאופן עקרוני שימוש בלחץ גבוה המגביר את כוחו של כוח הדפורמציה. מאידך, עקב הצורך בחריצים, מראה המוצר עלול להתדרדר גם במקומות מחוץ לאזור העבודה.
הכנת חומר העבודה לעבודה
הבעיה העיקרית בהכנת חומרים לריתוך יבש נובעת מהצורך בהסרה זהירה של סרטים ספוגים ואורגניים. אלה יכולים להיות עקבות של שמן וגריז, כמו גם ציפוי חומצה ופרפין, אשר מיושמים לרוב לשימור ולתמוך בתהליכים טכנולוגיים אחרים במפעל. כדי להסיר שכבות כאלה, משתמשים במוצרי בנזין המכילים אלכוהול, ממיסים וכימיקלים מיוחדים לעיבוד מתכת. בנוסף, ההוראה לריתוך יבש למתכת כוללת את פעולות ההכנה הבאות:
- ניקוי משטחים עם מברשות שוחקות מפלדה.
- במקרה של ריקים מאלומיניום, נעשה שימוש בחידוד בטמפרטורות הנעות בין 300 ל-400 מעלות צלזיוס.
- ציפוי המוצר בשכבה דקה של כרום או ניקל מצופה אלקטרו.
- אם אנחנו מדברים על מוליכים עם בידוד, אז כל שכבות ההגנה החיצוניות מוסרות עם לכידה קטנה של האזור שאינו עובד.
פרמטרים של מצבי ריתוך
בין הפרמטרים העיקריים של סוג זה של ריתוך הם התלייהחלקים מהמהדק, לחץ ספציפי, עובי אגרוף וכו'. לדוגמה, מחוון הלחץ נבחר על סמך המאפיינים הפיזיים והמכניים של חומר העבודה היעד. לפיכך, אלומיניום מרותך ב-800 MN/m2, וחלקי נחושת ב-2500 MN/m2. באשר ליציאה של חומר העבודה ממנגנון ההידוק, אז במקרה זה הכל אינדיבידואלי. לדוגמה, עבור מוטות אלומיניום באורך d, התלייה תהיה 1.2d, ולנחושת - 1.5d. המקדמים עשויים להשתנות בהתאם לצורת החלק. תשומת לב מיוחדת בהערכת פרמטרים מתאימים ניתנת לממדים של חבטות המממשות ישירות ריתוך יבש. עבור מתכות כמו אותו נחושת ואלומיניום, המאפיינים של מנגנון הלחיצה מחושבים על סמך העובדה שהעומס המופעל צריך להיות בין 600 MPa ל-2000 MPa. פרמטרי מידות מותאמים למסת המבנה, והצורה והעיצוב מותאמים לפרמטרים של המוצר.
ביצוע ריתוך יבש
בעזרת ציוד לחיצה מיוחד, הפעולה מתבצעת בסדר הבא:
- מהדקים קבועים בהתאם לגודל חלקי העבודה שיש לרתך.
- אוויר דחוס מסופק למכונה כדי לספק את הלחץ הרצוי דרך המדחס.
- היחידה הפונקציונלית מובאת למצב פעיל, שכוחה משמש לביצוע דפורמציה.
- מיד לפני ייצור ריתוך יבש למתכת, ההוראה לשימוש בטכנולוגיה מצביעה על הצורך לטפל בחלקים באצטון או באלכוהול.
- ריתוך של מוטות ריקים וחיתוך הפלאש (עודף מתכת בצומת, שמח כשחולץ) מתבצע.
- האלמנטים המרותכים משוחררים מההדקים.
- המנגנון הנייד חוזר למקומו המקורי, התפסים משוחררים.
לאורך כל זרימת העבודה, המפעיל מקיים אינטראקציה עם הפונקציונליות של המכונה באמצעות ידיות, ידיות בקרה ומזינים. בדגמים מודרניים של ציוד לריתוך יבש, מסופקים גם אמצעים אלקטרוניים לשליטה בפעולה, בעזרתם מאורגן מצב עיבוד החלקים בשורה.
היתרונות של ריתוך יבש
היפטרות מהצורך בחימום בטמפרטורה גבוהה של חלקי עבודה היא היתרון העיקרי של טכנולוגיה זו בהשוואה לסוגי ריתוך אלקטרוכימיים. זה מבטל את השימוש במקורות אנרגיה רבי עוצמה, ומסיר פריט עלות משמעותי. באותה קבוצה של יתרונות, ניתן לציין ירידה בסבירות לסתימה אלקטרוכימית, שממנה, בשיטות תרמיות, יש צורך להגן על חלקי עבודה עם מדיה גזים ושטף. כמו כן, בהתאם למורכבות המשימה ולתנאי העבודה, ישנם יתרונות נוספים של ריתוך יבש למתכת:
- ביצועים גבוהים עם השקעת זמן נמוכה.
- סט מינימלי של אביזרים וחומרים מתכלים.
- אפשרות לאוטומציה של תהליכים.
- המפעיל לא חייב להיות רתך מוסמך במיוחד.
- הדרישות לחלקים לאחר עיבוד הן מינימליות.
חסרונות של ריתוך יבש
עם כל היתרונות, הטכנולוגיה הזו לא כל כך נפוצה בהשוואה לריתוך חם, מה שמוסבר במגבלות חמורות מבחינת קבילות השיטה למתכות וסגסוגות בעלות משיכות נמוכה. ניתן לעבד בעיקר מתכות לא ברזליות וטהורות. אבל גם במקרה זה, לא תמיד ניתן לסמוך על תוצאה איכותית. יתר על כן, החסרונות הטכנולוגיים העיקריים של ריתוך יבש עבור מתכות רקיעות מאוד קשורים לעיוות של המבנה הפנימי, מה שעלול להשפיע לרעה על הפעולה העתידית של המוצר. באופן כללי, אנו יכולים לומר שהטכנולוגיה נוחה ובעלות נמוכה, אך לא אוניברסלית ודי מתמחה במיוחד.
מסקנה
לשיטות ריתוך קר יש הבדלים מהותיים מהטכנולוגיה התרמית של חיבור חלקי מתכת. הם קשורים לאופי ההשפעה על מבנה החומר ותנאי הארגון הטכני של התהליך. כפי שסקירות על ריתוך יבש למתכת מראים, שיטה זו עובדת היטב בעבודה עם חומרים מתכלים, חלקי עבודה קטנים בתעשיית החשמל וכו'. אנחנו מדברים בעיקר על מוליכים ואלמנטים מוטבעים קטנים. כשמדובר במבני מתכת, צינורות גדולים ויריעות נירוסטה, יש לסמוך על זרימת העבודה עם ריתוך בטמפרטורה גבוהה. שינוי המבנה עקב דפורמציה במקרים כאלה לא יהיה יעיל.
