Čo je zváranie?
Zváracia schopnosť kovu sa vzťahuje na prispôsobivosť kovového materiálu procesu zvárania, najmä sa vzťahuje na obtiažnosť získania vysokokvalitných zvarových spojov za určitých podmienok procesu zvárania.Všeobecne povedané, pojem „schopnosť zvárania“ zahŕňa aj „dostupnosť“ a „spoľahlivosť“.Schopnosť zvárania závisí od vlastností materiálu a použitých procesných podmienok.Zváracia schopnosť kovových materiálov nie je statická, ale vyvíja sa napríklad pri materiáloch, ktoré boli pôvodne považované za nedostatočne zvárateľné, s rozvojom vedy a techniky sa nové metódy zvárania zjednodušili na zváranie, to znamená zváracia schopnosť. sa stal lepším.Preto nemôžeme opustiť procesné podmienky a hovoriť o schopnosti zvárania.
Schopnosť zvárania zahŕňa dva aspekty: jedným je výkon spoja, to znamená citlivosť tvorby defektov zvárania za určitých podmienok procesu zvárania;druhým je praktický výkon, to znamená prispôsobivosť zvarového spoja požiadavkám použitia za určitých podmienok procesu zvárania.
Metódy zvárania
1. Laserové zváranie(LBW)
2. ultrazvukové zváranie (USW)
3.difúzne zváranie (DFW)
4.atď
1.Zváranie je proces spájania materiálov, zvyčajne kovov, zahrievaním povrchov až do bodu roztavenia a následným ochladením a stuhnutím, často s pridaním prídavného materiálu.Zvárateľnosť materiálu sa vzťahuje na jeho schopnosť zvárať za určitých podmienok procesu a závisí od charakteristík materiálu a použitého procesu zvárania.
2. Zvárateľnosť možno rozdeliť do dvoch hľadísk: spoločný výkon a praktický výkon.Výkon spoja sa vzťahuje na citlivosť vytvárania chýb zvárania za určitých podmienok procesu zvárania, zatiaľ čo praktický výkon sa vzťahuje na prispôsobivosť zváraného spoja požiadavkám použitia za určitých podmienok procesu zvárania.
3.Existujú rôzne metódy zvárania vrátane laserového zvárania (LBW), ultrazvukového zvárania (USW) a difúzneho zvárania (DFW).Výber spôsobu zvárania závisí od spájaných materiálov, hrúbky materiálov, požadovanej pevnosti spoja a ďalších faktorov.
Čo je laserové zváranie?
Laserové zváranie, tiež známe ako zváranie laserovým lúčom („LBW“), je výrobná technika, pri ktorej sa dva alebo viac kusov materiálu (zvyčajne kovu) spoja pomocou laserového lúča.
Ide o bezkontaktný proces, ktorý vyžaduje prístup do zvarovej zóny z jednej strany zváraných dielov.
Teplo vytvorené laserom roztaví materiál na oboch stranách spoja a ako sa roztavený materiál mieša a znovu tuhne, spája diely.
Zvar sa vytvorí, keď intenzívne laserové svetlo rýchlo zohreje materiál – zvyčajne sa počíta v milisekundách.
Laserový lúč je koherentné (jednofázové) svetlo jednej vlnovej dĺžky (monochromatické).Laserový lúč má nízku divergenciu lúča a vysoký energetický obsah, ktorý pri dopade na povrch vytvorí teplo
Rovnako ako všetky formy zvárania, aj pri použití LBW záleží na detailoch.Môžete použiť rôzne lasery a rôzne procesy LBW a sú chvíle, kedy laserové zváranie nie je tou najlepšou voľbou.
Laserové zváranie
Existujú 3 typy laserového zvárania:
1. Režim vedenia
2. Režim vedenia/penetrácie
3. Režim penetrácie alebo kľúčovej dierky
Tieto typy laserového zvárania sú zoskupené podľa množstva energie dodanej do kovu.Predstavte si ich ako nízku, strednú a vysokú energetickú hladinu laserovej energie.
Režim vedenia
Vodivý režim dodáva kovu nízku energiu lasera, čo má za následok nízku penetráciu s plytkým zvarom.
Je to dobré pre spoje, ktoré nepotrebujú vysokú pevnosť, pretože výsledkom je druh súvislého bodového zvaru.Vodivé zvary sú hladké a esteticky príjemné a zvyčajne sú širšie ako hlboké.
Existujú dva typy režimu vedenia LBW:
1. Priame vykurovanie:Povrch dielu je zahrievaný priamo laserom.Teplo sa potom vedie do kovu a časti základného kovu sa roztavia, čím sa spoj spojí, keď kov znova stuhne.
2. Prenos energie: Na rozhranie spoja sa najskôr umiestni špeciálny absorbujúci atrament.Tento atrament odoberá energiu lasera a vytvára teplo.Podkladový kov potom vedie teplo do tenkej vrstvy, ktorá sa roztaví a znovu stuhne, čím vytvorí zvarový spoj.
Režim vedenia/penetrácie
Niektorí to nemusia uznať ako jeden z režimov.Majú pocit, že existujú len dva typy;buď vediete teplo do kovu, alebo odparujete malý kovový kanál, čím sa laser dostane do kovu.
Ale režim vedenia/penetrácie využíva „strednú“ energiu a výsledkom je väčšia penetrácia.Ale laser nie je dostatočne silný na to, aby odparil kov ako v režime kľúčovej dierky.
Režim penetrácie alebo kľúčovej dierky
Tento režim vytvára hlboké, úzke zvary.Niektorí to teda nazývajú penetračný režim.Vykonané zvary sú zvyčajne hlbšie ako široké a pevnejšie ako zvary vo vodivom režime.
Pri tomto type zvárania LBW vysokovýkonný laser odparuje základný kov a vytvára úzky tunel známy ako „kľúčová dierka“, ktorá siaha až do spoja.Táto „diera“ poskytuje vedenie pre laser na preniknutie hlboko do kovu.
Vhodné kovy pre LBW
Laserové zváranie pracuje s mnohými kovmi, ako sú:
- Uhlíková oceľ
- hliník
- titán
- Nízkolegovaná a nehrdzavejúca oceľ
- Nikel
- Platinum
- molybdén
Ultrazvukové zváranie
Ultrazvukové zváranie (USW) je spájanie alebo reformovanie termoplastov pomocou tepla generovaného vysokofrekvenčným mechanickým pohybom.Dosahuje sa premenou vysokofrekvenčnej elektrickej energie na vysokofrekvenčný mechanický pohyb.Tento mechanický pohyb spolu s aplikovanou silou vytvára trecie teplo na spojovacích povrchoch plastových komponentov (oblasť spoja), takže plastový materiál sa topí a vytvára molekulárnu väzbu medzi časťami.
ZÁKLADNÝ PRINCÍP ULTRAZVUKOVÉHO ZVÁRANIA
1. Diely v prípravku: Dva termoplastické diely, ktoré sa majú zmontovať, sú umiestnené spolu, jedna na druhej, v podpornom hniezde nazývanom prípravok.
2. Ultrazvukový kontakt klaksónu: Titánový alebo hliníkový komponent nazývaný klaksón sa dostane do kontaktu s hornou plastovou časťou.
3. Aplikovaná sila: Na diely sa aplikuje riadená sila alebo tlak, pričom sa navzájom zovrú o prípravok.
4. Čas zvárania: Ultrazvukový klaksón vibruje vertikálne 20 000 (20 kHz) alebo 40 000 (40 kHz) krát za sekundu, vo vzdialenostiach meraných v tisícinách palca (mikrónov), počas vopred stanoveného času nazývaného čas zvárania.Vďaka starostlivému dizajnu dielov je táto vibračná mechanická energia nasmerovaná do obmedzených bodov kontaktu medzi týmito dvoma dielmi.Mechanické vibrácie sa prenášajú cez termoplastické materiály na rozhranie spoja, aby sa vytvorilo trecie teplo.Keď teplota na rozhraní spoja dosiahne bod topenia, plast sa topí a tečie a vibrácie sa zastavia.To umožňuje, aby sa roztavený plast začal ochladzovať.
5. Čas držania: Upínacia sila je udržiavaná počas vopred stanoveného času, aby sa časti mohli spojiť, keď sa roztavený plast ochladzuje a tuhne.Toto je známe ako čas zdržania.(Poznámka: Zlepšenú pevnosť a hermetickosť spoja možno dosiahnuť aplikáciou vyššej sily počas doby zdržania. To sa dosiahne pomocou dvojitého tlaku).
6. Horn sa zasúva: Keď roztavený plast stuhne, upínacia sila sa odstráni a ultrazvukový klaksón sa zatiahne.Dve plastové časti sú teraz spojené, ako keby boli spolu vylisované a sú odstránené z upínadla ako jeden diel.
Difúzne zváranie, DFW
Proces spájania teplom a tlakom, kde sú kontaktné plochy spojené difúziou atómov.
Proces
Medzi dva lisy [2] sú umiestnené dva obrobky [1] s rôznymi koncentráciami.Lisy sú jedinečné pre každú kombináciu obrobkov, čo má za následok, že pri zmene dizajnu produktu je potrebný nový dizajn.
Teplo ekvivalentné asi 50-70% bodu topenia materiálov sa potom dodáva do systému, čím sa zvyšuje pohyblivosť atómov dvoch materiálov.
Lisy sú potom stlačené k sebe, čo spôsobí, že atómy začnú difundovať medzi materiálmi na kontaktnej ploche [3].K difúzii dochádza v dôsledku rôznych koncentrácií obrobkov, zatiaľ čo teplo a tlak proces len uľahčujú.Tlak sa preto používa na to, aby sa povrchy, ktoré sú v kontakte s materiálmi, dostali čo najbližšie, aby atómy mohli ľahšie difundovať.Keď sa požadovaný podiel atómov rozptýli, teplo a tlak sa odstránia a proces spájania je dokončený.
