Какво е заваряване?
Способността за заваряване на метала се отнася до адаптивността на металния материал към процеса на заваряване, главно се отнася до трудността за получаване на висококачествени заварени съединения при определени условия на процеса на заваряване.Най-общо казано, понятието "способност за заваряване" включва също "наличност" и "надеждност".Способността за заваряване зависи от характеристиките на материала и условията на използвания процес.Способността за заваряване на метални материали не е статична, а се развива, например за материали, които първоначално са били смятани за лоши по отношение на заваръчната способност, с развитието на науката и технологиите новите методи на заваряване станаха по-лесни за заваряване, т.е. е станала по-добра.Следователно не можем да оставим условията на процеса, за да говорим за способността за заваряване.
Способността за заваряване включва два аспекта: единият е работата на съединението, т.е. чувствителността на образуване на дефекти при заваряване при определени условия на процеса на заваряване;второто е практическото представяне, тоест адаптивността на заварената връзка към изискванията за употреба при определени условия на процеса на заваряване.
Методи за заваряване
1.Лазерно заваряване（LBW）
2. ултразвуково заваряване (USW)
3. дифузионно заваряване (DFW)
4.и т.н
1. Заваряването е процес на свързване на материали, обикновено метали, чрез нагряване на повърхностите до точката на стопяване и след това им позволяване да се охладят и втвърдят, често с добавяне на пълнежен материал.Заваряемостта на даден материал се отнася до способността му да бъде заварен при определени условия на процеса и зависи както от характеристиките на материала, така и от използвания процес на заваряване.
2. Заваряемостта може да бъде разделена на два аспекта: съвместно изпълнение и практическо изпълнение.Ефективността на съединението се отнася до чувствителността на образуване на заваръчни дефекти при определени условия на заваръчния процес, докато практическото представяне се отнася до адаптивността на заварената връзка към изискванията за използване при определени условия на заваръчния процес.
3. Има различни методи за заваряване, включително лазерно заваряване (LBW), ултразвуково заваряване (USW) и дифузионно заваряване (DFW), наред с други.Изборът на метод на заваряване зависи от съединяваните материали, дебелината на материалите, необходимата якост на съединението и други фактори.
Какво е лазерно заваряване?
Лазерното заваряване, известно още като заваряване с лазерен лъч („LBW“), е техника в производството, при която две или повече парчета материал (обикновено метал) се свързват заедно чрез използването на лазерен лъч.
Това е безконтактен процес, който изисква достъп до заваръчната зона от едната страна на частите, които се заваряват.
Топлината, създадена от лазера, разтапя материала от двете страни на съединението и докато разтопеният материал се смесва и втвърдява отново, той слепва частите.
Заваръчният шев се образува, тъй като интензивната лазерна светлина бързо нагрява материала – обикновено се изчислява за милисекунди.
Лазерният лъч е кохерентна (еднофазна) светлина с една дължина на вълната (монохромна).Лазерният лъч има ниска дивергенция на лъча и високо енергийно съдържание, което ще създаде топлина, когато удари повърхност
Както всички форми на заваряване, детайлите са от значение при използването на LBW.Можете да използвате различни лазери и различни LBW процеси и има моменти, когато лазерното заваряване не е най-добрият избор.
Лазерно заваряване
Има 3 вида лазерно заваряване:
1. Режим на провеждане
2.Режим на провеждане/проникване
3. Режим на проникване или ключалка
Тези видове лазерно заваряване са групирани според количеството енергия, доставена на метала.Мислете за тях като за ниски, средни и високи енергийни нива на лазерна енергия.
Режим на провеждане
Режимът на проводимост доставя ниска лазерна енергия към метала, което води до ниско проникване с плитка заварка.
Добре е за фуги, които не се нуждаят от висока якост, тъй като резултатите са вид непрекъсната точкова заварка.Проводимите заварки са гладки и естетически приятни и обикновено са по-широки, отколкото дълбоки.
Има два вида режим на проводимост LBW:
1. Директно отопление:Повърхността на детайла се нагрява директно от лазер.След това топлината се насочва към метала и части от основния метал се стопяват, сливайки съединението, когато металът се втвърди отново.
2. Предаване на енергия: Първо се поставя специално абсорбиращо мастило на повърхността на фугата.Това мастило поема енергията на лазера и генерира топлина.След това основният метал отвежда топлината в тънък слой, който се топи и отново се втвърдява, за да образува заварена връзка.
Режим на провеждане/проникване
Някои може да не признаят това като един от режимите.Те смятат, че има само два типа;вие или провеждате топлина в метала, или изпарявате малък метален канал, позволявайки на лазера да влезе в метала.
Но режимът на проводимост/проникване използва „средна“ енергия и води до повече проникване.Но лазерът не е достатъчно силен, за да изпари метал, както в режим на ключалка.
Режим на проникване или ключалка
Този режим създава дълбоки, тесни заварки.И така, някои го наричат режим на проникване.Направените заварки обикновено са по-дълбоки от широките и по-здрави от заварките в режим на проводимост.
При този тип LBW заваряване високомощен лазер изпарява основния метал, създавайки тесен тунел, известен като „ключова дупка“, който се простира надолу във връзката.Тази „дупка“ осигурява канал за лазера да проникне дълбоко в метала.
Подходящи метали за LBW
Лазерното заваряване работи с много метали, като:
- Въглеродна стомана
- Алуминий
- Титан
- Нисколегирана и неръждаема стомана
- никел
- Платина
- Молибден
Ултразвуково заваряване
Ултразвуковото заваряване (USW) е свързването или реформирането на термопласти чрез използването на топлина, генерирана от високочестотно механично движение.Постига се чрез преобразуване на високочестотна електрическа енергия във високочестотно механично движение.Това механично движение, заедно с приложената сила, създава топлина при триене на съединителните повърхности на пластмасовите компоненти (зоната на съединението), така че пластмасовият материал се топи и образува молекулярна връзка между частите.
ОСНОВЕН ПРИНЦИП НА УЛТРАЗВУКОВО ЗАВАРЯВАНЕ
1. Части в приспособлението: Двете термопластични части, които трябва да бъдат сглобени, се поставят заедно, една върху друга, в поддържащо гнездо, наречено приспособление.
2. Контакт с ултразвуков рог: Титаниев или алуминиев компонент, наречен рог, влиза в контакт с горната пластмасова част.
3. Приложена сила: Контролирана сила или натиск се прилага към частите, затягайки ги заедно към приспособлението.
4. Време за заваряване: Ултразвуковият клаксон вибрира вертикално 20 000 (20 kHz) или 40 000 (40 kHz) пъти в секунда, на разстояния, измерени в хилядни от инча (микрони), за предварително определен период от време, наречен време за заваряване.Чрез внимателен дизайн на частта тази вибрационна механична енергия се насочва към ограничени точки на контакт между двете части.Механичните вибрации се предават през термопластичните материали към интерфейса на съединението, за да създадат топлина от триене.Когато температурата на повърхността на съединението достигне точката на топене, пластмасата се топи и тече и вибрациите спират.Това позволява на разтопената пластмаса да започне да се охлажда.
5. Време на задържане: Силата на затягане се поддържа за предварително определен период от време, за да позволи на частите да се слеят, докато разтопената пластмаса се охлажда и втвърдява.Това е известно като време на задържане.(Забележка: Подобрена здравина и херметичност на съединението може да се постигне чрез прилагане на по-висока сила по време на задържането. Това се постига чрез двойно налягане).
6.Клаксонът се прибира: След като разтопената пластмаса се втвърди, силата на затягане се премахва и ултразвуковият клаксон се прибира.Двете пластмасови части сега са съединени, сякаш са формовани заедно и се отстраняват от приспособлението като една част.
Дифузионно заваряване, DFW
Процес на свързване чрез топлина и налягане, при който контактните повърхности се свързват чрез дифузия на атоми.
Процеса
Две заготовки [1] с различни концентрации се поставят между две преси [2].Пресите са уникални за всяка комбинация от детайли, в резултат на което е необходим нов дизайн, ако дизайнът на продукта се промени.
Топлината, еквивалентна на около 50-70% от точката на топене на материалите, след това се подава към системата, увеличавайки мобилността на атомите на двата материала.
След това пресите се притискат една към друга, което кара атомите да започнат да дифундират между материалите в контактната зона [3].Дифузията се осъществява поради това, че детайлите са с различна концентрация, докато топлината и налягането само улесняват процеса.Следователно налягането се използва, за да се доближат материалите до повърхностите възможно най-близо, така че атомите да могат по-лесно да дифундират.Когато желаната част от атомите се разпръснат, топлината и налягането се отстраняват и процесът на свързване е завършен.
