Lo sviluppo attivo di metodi ad alta tecnologia di saldatura termica dei metalli mette in ombra metodi di lavorazione alternativi. Allo stesso tempo, ci sono tecniche abbastanza degne della più antica deformazione a freddo dei prodotti in plastica. La saldatura a secco è uno di questi metodi. Per il metallo, in particolare, viene applicata la deformazione direzionale all'aumentare delle sollecitazioni interne. In questo processo è possibile utilizzare una varietà di agenti attivi, strumenti e materiali di consumo.
Panoramica della tecnologia
La saldatura a secco è una delle tipologie di saldatura a freddo in fase solida, in cui si verificano significativi processi di deformazione con un leggero grado di localizzazione della struttura di lavoro. Un'importante differenza di questa tecnica è l' alta pressione applicata per eseguire i processi di deformazione. Paragonato ametodi base della saldatura termica a caldo, questa tecnologia permette di eseguire l'operazione a temperature normali o addirittura negative. La foto sopra della saldatura a secco per metallo sotto pressione mostra il risultato di tale lavoro in condizioni di temperatura inferiori al grado di ricristallizzazione. La direzione principale di questa tecnologia è l'impatto meccanico sul materiale, a seguito del quale si forma una connessione tra due o più pezzi.
Processo di saldatura passo dopo passo
La tecnologia di saldatura a secco standard viene eseguita secondo le seguenti istruzioni:
- Viene eseguita l'estrusione plastica del metallo, che colpisce la struttura profonda. In questa operazione vengono utilizzate unità speciali per garantire il processo di deformazione.
- Dopo la fine dell'azione deformante, si forma il contatto degli strati profondi del metallo.
- Si sta formando un'unica struttura cristallina. Il tempo di esecuzione della saldatura a secco per metallo a questo punto può essere calcolato in frazioni di secondo, il che porta all'assenza di interazione volumetrica tra i pezzi.
- Il trattamento speciale della superficie esterna viene effettuato con composti protettivi e rinforzanti, compresi quelli con effetto anticorrosivo e l'effetto di alleggerimento delle sollecitazioni interne.
Caratteristiche principali del processo
I parametri dell'operazione, da un lato, riflettono l'entità dell'impatto fisico sul pezzo e, dall' altro, la qualità della connessione. Alle caratteristiche primarie di entrambi gli spettriincludere quanto segue:
- Profondità di rientro. Di solito, per la deformazione viene utilizzato un punzone: uno strumento di pressatura, a causa del quale la forma della parte cambia. Inoltre, questa caratteristica della saldatura a secco per metallo può essere assegnata come un grado di plasticità, che, a seconda del materiale, può consentire un coefficiente di ingresso nella struttura dal 10-15% (indio) all'85-90% (rame, nichel).
- Azione di compressione. È espresso in termini di forza di compressione e taglio, che viene calcolato dalla forza tangenziale. Questo non è un indicatore diretto del cambiamento strutturale, ma una caratteristica che determina il potenziale spostamento delle superfici da unire.
- La capacità di saldare. Dipende dalla complessa resistenza della struttura metallica in relazione agli effetti meccanici della saldatura a secco. I più accessibili per tali operazioni sono i prodotti in rame, alluminio, argento, cadmio, ecc. All'aumentare della durezza, la capacità di saldare diminuisce.
Tipi di saldatura a secco
Fondamentalmente, i metodi si distinguono per il tipo di composto formato, oltre che durante l'esposizione termica. Può essere saldatura di testa, a punti e di cucitura. Meno comuni sono le tecniche di giunzione a taglio e ad alta pressione. Quando si esegue la saldatura a punti, vengono utilizzati punzoni cilindrici come strumento e con una tecnica di cucitura vengono utilizzati elementi a rulli. Entrambi questi metodi sono caratterizzati da un'elevata produttività, ma di conseguenza danno cuciture piuttosto ruvide ed esternamente poco attraenti. La saldatura a secco di testa per metallo comportal'uso di pressioni speciali, nonché l'implementazione di intagli per prevenire lo slittamento del pezzo. I vantaggi del metodo includono la capacità di lavorare con parti solide e, in linea di principio, l'uso di alta pressione, che aumenta la potenza della forza di deformazione. D' altra parte, a causa della necessità di intaglio, l'aspetto del prodotto può deteriorarsi anche in luoghi al di fuori dell'area di lavoro.
Preparazione del pezzo per il lavoro
Il problema principale nella preparazione dei materiali per la saldatura a secco è dovuto alla necessità di un'accurata rimozione dei film adsorbiti e organici. Possono essere tracce di olio e grasso, nonché rivestimenti acidi e paraffinici, che vengono spesso applicati per preservare e supportare altri processi tecnologici in fabbrica. Per rimuovere tali strati vengono utilizzati prodotti contenenti alcol e benzina, solventi e prodotti chimici speciali per la lavorazione dei metalli. Inoltre, l'istruzione per la saldatura a secco del metallo prevede le seguenti operazioni preparatorie:
- Pulizia delle superfici con spazzole abrasive in acciaio.
- Nel caso dei grezzi di alluminio, la calcinazione viene utilizzata a temperature comprese tra 300 e 400 °C.
- Rivestire il prodotto con un sottile strato di cromo o nichel elettrodeposto.
- Se stiamo parlando di conduttori con isolamento, tutti gli strati protettivi esterni vengono rimossi con una piccola cattura dell'area non funzionante.
Parametri delle modalità di saldatura
Tra i parametri principali di questo tipo di saldatura c'è lo sbalzoparti dal morsetto, pressione specifica, spessore del punzone, ecc. Ad esempio, l'indicatore di pressione viene selezionato in base alle caratteristiche fisiche e meccaniche del pezzo di destinazione. Pertanto, l'alluminio viene saldato a 800 MN/m2 e le parti in rame a 2500 MN/m2. Per quanto riguarda la partenza del pezzo dal meccanismo di bloccaggio, in questo caso tutto è individuale. Ad esempio, per le aste di alluminio di lunghezza d, la sporgenza sarà 1,2d e per il rame - 1,5d. I coefficienti possono variare a seconda della forma del pezzo. Particolare attenzione nella valutazione di opportuni parametri viene data alle dimensioni dei punzoni che realizzano direttamente la saldatura a secco. Per metalli come lo stesso rame e alluminio, le caratteristiche del meccanismo di pressatura sono calcolate in base al fatto che il carico applicato dovrebbe essere compreso tra 600 MPa e 2000 MPa. I parametri dimensionali vengono adattati alla massa della struttura e la forma e il design vengono adattati ai parametri del prodotto.
Esegui saldatura a secco
Con l'ausilio di speciali attrezzature di pressatura, l'operazione viene eseguita nel seguente ordine:
- I morsetti vengono fissati in base alle dimensioni dei pezzi da saldare.
- L'aria compressa viene fornita alla macchina per fornire la pressione desiderata attraverso il compressore.
- L'unità funzionale viene portata in stato attivo, la cui forza viene utilizzata per eseguire la deformazione.
- Immediatamente prima della produzione della saldatura a secco per metallo, le istruzioni per l'uso della tecnologia indicano la necessità di trattare le parti con acetone o alcol.
- Sono in corso la saldatura delle barre grezze e il taglio del flash (metallo in eccesso alla giunzione, felice quando estruso).
- Gli elementi saldati vengono rilasciati dai morsetti.
- Il meccanismo mobile ritorna nella sua posizione originale, i fermi sono allentati.
Durante l'intero flusso di lavoro, l'operatore interagisce con la funzionalità della macchina attraverso maniglie, leve di comando e alimentatori. Nei moderni modelli di apparecchiature per la saldatura a secco sono forniti anche mezzi elettronici per il controllo dell'operazione, con l'aiuto dei quali è organizzata la modalità in linea di lavorazione delle parti.
Vantaggi della saldatura a secco
Sbarazzarsi della necessità del riscaldamento ad alta temperatura dei pezzi è il principale vantaggio di questa tecnologia rispetto ai tipi di saldatura elettrochimica. Ciò elimina l'utilizzo di potenti fonti di energia, eliminando una significativa voce di costo. Nello stesso gruppo di vantaggi, si può notare una diminuzione della probabilità di intasamento elettrochimico, da cui, con metodi termici, è necessario proteggere i pezzi con fluidi e flussi gassosi. Inoltre, a seconda della complessità del compito e delle condizioni di lavoro, ci sono altri vantaggi della saldatura a secco per metallo:
- Alte prestazioni con un investimento di tempo ridotto.
- Set minimo di accessori e materiali di consumo.
- Possibilità di automazione dei processi.
- L'operatore non deve essere un saldatore altamente qualificato.
- I requisiti per la post-elaborazione delle parti sono minimi.
Svantaggi della saldatura a secco
Con tutti i vantaggi, questa tecnologia non è così diffusa rispetto alla saldatura a caldo, il che si spiega con forti limitazioni in termini di accettabilità del metodo per metalli e leghe a bassa duttilità. Possono essere lavorati principalmente metalli non ferrosi e puri. Ma anche in questo caso, non sempre è possibile contare su un risultato di alta qualità. Inoltre, i principali svantaggi tecnologici della saldatura a secco per metalli altamente duttili sono associati alla deformazione della struttura interna, che potrebbe influire negativamente sul funzionamento futuro del prodotto. In generale, possiamo dire che la tecnologia è conveniente ea basso costo, ma non universale e piuttosto altamente specializzata.
Conclusione
I metodi di saldatura a freddo presentano differenze fondamentali rispetto alla tecnologia termica di giunzione dei pezzi grezzi di metallo. Sono legati alla natura dell'impatto sulla struttura del materiale e alle condizioni dell'organizzazione tecnica del processo. Come mostrano le recensioni sulla saldatura a secco per metalli, questo metodo funziona bene nel lavoro con materiali di consumo elettrici, piccoli pezzi nell'industria elettrica, ecc. Parliamo principalmente di conduttori e piccoli elementi stampati. Quando si tratta di strutture metalliche, tubi di grandi dimensioni e lamiere di acciaio inossidabile, il flusso di lavoro deve essere affidato alla saldatura ad alta temperatura. La modifica della struttura a causa della deformazione in questi casi sarà inefficace.
