Ce este sudarea?
Capacitatea de sudare a metalului se referă la adaptabilitatea materialului metalic la procesul de sudare, se referă în principal la dificultatea de a obține îmbinări sudate de înaltă calitate în anumite condiții de proces de sudare.În linii mari, conceptul de „capacitate de sudare” include și „disponibilitate” și „fiabilitate”.Capacitatea de sudare depinde de caracteristicile materialului și de condițiile de proces utilizate.Capacitatea de sudare a materialelor metalice nu este statică, dar se dezvoltă, de exemplu, pentru materialele care au fost considerate inițial a fi slabe în capacitatea de sudare, odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, noile metode de sudare au devenit mai ușor de sudat, adică capacitatea de sudare. a devenit mai bun.Prin urmare, nu putem lăsa condițiile de proces să vorbim despre capacitatea de sudare.
Capacitatea de sudare include două aspecte: unul este performanța îmbinării, adică sensibilitatea de a forma defecte de sudare în anumite condiții de proces de sudare;a doua este performanța practică, adică adaptabilitatea îmbinării sudate la cerințele de utilizare în anumite condiții de proces de sudare.
Metode de sudare
1.Sudura cu laser（LBW）
2. sudare cu ultrasunete (USW)
3. sudare prin difuzie (DFW)
4.etc
1.Sudarea este un proces de îmbinare a materialelor, de obicei metale, prin încălzirea suprafețelor până la punctul de topire și apoi lăsarea acestora să se răcească și să se solidifice, adesea cu adăugarea unui material de umplutură.Sudabilitatea unui material se referă la capacitatea acestuia de a fi sudat în anumite condiții de proces și depinde atât de caracteristicile materialului, cât și de procesul de sudare utilizat.
2.Sudabilitatea poate fi împărțită în două aspecte: performanța îmbinării și performanța practică.Performanța îmbinării se referă la sensibilitatea la formarea defectelor de sudură în anumite condiții de proces de sudare, în timp ce performanța practică se referă la adaptabilitatea îmbinării sudate la cerințele de utilizare în anumite condiții de proces de sudare.
3. Există diverse metode de sudare, inclusiv sudarea cu laser (LBW), sudarea cu ultrasunete (USW) și sudarea prin difuzie (DFW), printre altele.Alegerea metodei de sudare depinde de materialele care se îmbină, de grosimea materialelor, de rezistența necesară a îmbinării și de alți factori.
Ce este sudarea cu laser?
Sudarea cu laser, cunoscută și sub denumirea de sudare cu fascicul laser („LBW”), este o tehnică de producție prin care două sau mai multe bucăți de material (de obicei metal) sunt unite împreună prin utilizarea unui fascicul laser.
Este un proces fără contact care necesită acces la zona de sudură dintr-o parte a pieselor sudate.
Căldura creată de laser topește materialul de pe ambele părți ale îmbinării și, pe măsură ce materialul topit se amestecă și se resolidifică, topește piesele.
Sudura se formează pe măsură ce lumina intensă a laserului încălzește rapid materialul - de obicei calculat în milisecunde.
Raza laser este o lumină coerentă (monofazată) cu o singură lungime de undă (monocromatică).Raza laser are o divergență redusă a fasciculului și un conținut ridicat de energie care va crea căldură atunci când lovește o suprafață
Ca toate formele de sudare, detaliile contează atunci când utilizați LBW.Puteți utiliza diferite lasere și diferite procese LBW și există momente în care sudarea cu laser nu este cea mai bună alegere.
Sudarea cu laser
Există 3 tipuri de sudare cu laser:
1.Mod de conducere
2.Mod de conducere/penetrare
3.Mod de penetrare sau gaura cheii
Aceste tipuri de sudare cu laser sunt grupate în funcție de cantitatea de energie livrată metalului.Gândiți-vă la acestea ca la niveluri de energie scăzute, medii și ridicate ale energiei laser.
Modul de conducere
Modul de conducție oferă metalului energie laser scăzută, rezultând o penetrare scăzută cu o sudură superficială.
Este bun pentru îmbinările care nu au nevoie de rezistență ridicată, deoarece rezultatele sunt un fel de sudare continuă în puncte.Sudurile prin conducție sunt netede și plăcute din punct de vedere estetic și sunt de obicei mai largi decât adânci.
Există două tipuri de mod de conducere LBW:
1.Încălzire directă:Suprafața piesei este încălzită direct de un laser.Căldura este apoi condusă în metal și porțiuni din metalul de bază se topesc, topind îmbinarea atunci când metalul se resolidifică.
2.Transmiterea energiei: O cerneală specială absorbantă este plasată mai întâi la interfața îmbinării.Această cerneală preia energia laserului și generează căldură.Metalul subiacent conduce apoi căldura într-un strat subțire, care se topește și se resolidifică pentru a forma o îmbinare sudata.
Modul de conducere/penetrare
Este posibil ca unii să nu recunoască acest lucru ca fiind unul dintre moduri.Ei simt că există doar două tipuri;fie conduci căldura în metal, fie vaporizezi un mic canal de metal, permițând laserului să pătrundă în metal.
Dar modul de conducere/penetrare folosește energie „medie” și are ca rezultat mai multă penetrare.Dar laserul nu este suficient de puternic pentru a vaporiza metalul ca în modul gaura cheii.
Modul de penetrare sau gaura cheii
Acest mod creează suduri adânci și înguste.Deci, unii îl numesc mod de penetrare.Sudurile realizate sunt în mod normal mai adânci decât largi și mai puternice decât sudurile în modul de conducere.
Cu acest tip de sudare LBW, un laser de mare putere vaporizează metalul de bază, creând un tunel îngust cunoscut sub numele de „gaura cheii” care se extinde în jos în îmbinare.Această „găură” oferă o conductă pentru ca laserul să pătrundă adânc în metal.
Metale potrivite pentru LBW
Sudarea cu laser funcționează cu multe metale, cum ar fi:
- Otel carbon
- Aluminiu
- Titan
- Oțel slab aliat și inoxidabil
- Nichel
- Platină
- Molibden
Sudarea cu ultrasunete
Sudarea cu ultrasunete (USW) este îmbinarea sau reformarea materialelor termoplastice prin utilizarea căldurii generate de mișcarea mecanică de înaltă frecvență.Se realizează prin conversia energiei electrice de înaltă frecvență în mișcare mecanică de înaltă frecvență.Această mișcare mecanică, împreună cu forța aplicată, creează căldură de frecare la suprafețele de îmbinare ale componentelor din plastic (zona de îmbinare), astfel încât materialul plastic se topește și formează o legătură moleculară între părți.
PRINCIPIUL DE BAZĂ AL SUDURII ULTRASONIC
1.Piesele în fixare: Cele două părți termoplastice care urmează să fie asamblate sunt așezate împreună, una peste alta, într-un cuib de susținere numit dispozitiv de fixare.
2. Contactul cornului cu ultrasunete: O componentă de titan sau aluminiu numită corn este adusă în contact cu partea superioară din plastic.
3.Forța aplicată: O forță sau presiune controlată este aplicată pieselor, strângându-le împreună de dispozitivul de fixare.
4. Timp de sudare: Cornul ultrasonic este vibrat vertical de 20.000 (20 kHz) sau 40.000 (40 kHz) de ori pe secundă, la distanțe măsurate în miimi de inch (microni), pentru o perioadă de timp predeterminată numită timp de sudare.Prin proiectarea atentă a pieselor, această energie mecanică vibratorie este direcționată către puncte limitate de contact dintre cele două părți.Vibrațiile mecanice sunt transmise prin materialele termoplastice la interfața articulației pentru a crea căldură de frecare.Când temperatura la interfața îmbinării atinge punctul de topire, plasticul se topește și curge, iar vibrația este oprită.Acest lucru permite plasticului topit să înceapă să se răcească.
5.Timp de reținere: Forța de strângere este menținută pentru o perioadă de timp predeterminată pentru a permite pieselor să fuzioneze pe măsură ce plasticul topit se răcește și se solidifică.Acest lucru este cunoscut sub numele de timp de reținere.(Notă: Îmbunătățirea rezistenței îmbinării și a ermeticității pot fi obținute prin aplicarea unei forțe mai mari în timpul timpului de reținere. Acest lucru se realizează folosind o presiune dublă).
6.Cornul se retrage: Odată ce plasticul topit s-a solidificat, forța de strângere este îndepărtată și cornul cu ultrasunete este retras.Cele două părți din plastic sunt acum unite ca și cum ar fi turnate împreună și sunt îndepărtate din dispozitiv ca o singură parte.
Sudarea prin difuzie, DFW
Proces de îmbinare prin căldură și presiune în care suprafețele de contact sunt unite prin difuzia atomilor.
Procesul
Două piese de prelucrat [1] la concentrații diferite sunt plasate între două prese [2].Presele sunt unice pentru fiecare combinație a pieselor de prelucrat, astfel încât este necesar un nou design dacă designul produsului se modifică.
Căldura echivalentă cu aproximativ 50-70% din punctul de topire al materialelor este apoi furnizată sistemului, crescând mobilitatea atomilor celor două materiale.
Presele sunt apoi presate împreună, determinând atomii să înceapă să se difuzeze între materiale în zona de contact [3].Difuzia are loc datorită faptului că piesele de prelucrat sunt de diferite concentrații, în timp ce căldura și presiunea nu fac decât să ușureze procesul.Prin urmare, presiunea este utilizată pentru a aduce materialele în contact cu suprafețele cât mai aproape posibil, astfel încât atomii să poată difuza mai ușor.Când proporția dorită de atomi este difuzată, căldura și presiunea sunt îndepărtate și procesarea de legare este finalizată.
