Byna elke monteerproses kan op verskeie maniere uitgevoer word. Die opsie wat 'n vervaardiger of integrator vir die beste resultate kies, is gewoonlik een wat 'n bewese tegnologie by 'n spesifieke toepassing pas.
Soldeer is een so 'n proses. Soldeer is 'n metaalverbindingsproses waarin twee of meer metaalonderdele verbind word deur vulmetaal te smelt en dit in die verbinding te laat vloei. Die vulmetaal het 'n laer smeltpunt as die aangrensende metaalonderdele.
Die hitte vir soldeerwerk kan verskaf word deur fakkels, oonde of induksiespoele. Tydens induksiesoldeerwerk skep 'n induksiespoel 'n magnetiese veld wat die substraat verhit om die vulmetaal te smelt. Induksiesoldeerwerk blyk die beste keuse te wees vir 'n groeiende aantal monteringstoepassings.
“Induksiesoldeer is baie veiliger as fakkelsoldeer, vinniger as oondsoldeer, en meer herhaalbaar as albei,” sê Steve Anderson, bestuurder van veld- en toetswetenskap by Fusion Inc., 'n 88-jarige integrator in Willoughby, Ohio Said, wat spesialiseer in 'n verskeidenheid monteermetodes, insluitend soldeer. Boonop is induksiesoldeer makliker. In vergelyking met die ander twee metodes, is al wat jy regtig nodig het standaard elektrisiteit.”
'n Paar jaar gelede het Fusion 'n volautomatiese sesstasiemasjien ontwikkel vir die montering van 10 hardmetaal-frees vir metaalbewerking en gereedskapvervaardiging. Die frees word gemaak deur silindriese en koniese wolframkarbied-blanks aan 'n staalskag te heg. Die produksietempo is 250 onderdele per uur, en die aparte onderdelebak kan 144 blanks en gereedskaphouers hou.
“’n Vier-as SCARA-robot neem ’n handvatsel van die bakkie, gee dit aan die soldeerpasta-uitdeeler en laai dit in die grypernes,” verduidelik Anderson. “Die robot neem dan ’n stukkie blank van die bakkie en plaas dit aan die einde van die skag waaraan dit vasgeplak is. Induksiesoldeer word uitgevoer met behulp van ’n elektriese spoel wat vertikaal om die twee dele draai en die silwer vulmetaal tot ’n liquidustemperatuur van 1 305 F bring. Nadat die braamkomponent in lyn gebring en afgekoel is, word dit deur ’n uitlaatgoot uitgewerp en vir verdere verwerking versamel.”
Die gebruik van induksiesoldeer vir montering neem toe, hoofsaaklik omdat dit 'n sterk verbinding tussen twee metaalonderdele skep en omdat dit baie effektief is om verskillende materiale te verbind. Omgewingskwessies, verbeterde tegnologie en nie-tradisionele toepassings dwing ook vervaardigingsingenieurs om induksiesoldeer van nader te bekyk.
Induksiesoldeerwerk bestaan ​​al sedert die 1950's, hoewel die konsep van induksieverhitting (met behulp van elektromagnetisme) meer as 'n eeu tevore deur die Britse wetenskaplike Michael Faraday ontdek is. Handfakkels was die eerste hittebron vir soldeerwerk, gevolg deur oonde in die 1920's. Tydens die Tweede Wêreldoorlog is oondgebaseerde metodes gereeld gebruik om groot hoeveelhede metaalonderdele met minimale arbeid en koste te vervaardig.
Verbruikersvraag na lugversorging in die 1960's en 1970's het nuwe toepassings vir induksiesoldeerwerk geskep. Trouens, die massasoldeerwerk van aluminium in die laat 1970's het gelei tot baie van die komponente wat in vandag se motor-lugversorgingstelsels gevind word.
“Anders as fakkelsoldeerwerk, is induksiesoldeerwerk kontakloos en verminder dit die risiko van oorverhitting,” merk Rick Bausch, verkoopsbestuurder vir Ambrell Corp., inTEST.temperature, op.
Volgens Greg Holland, verkoops- en bedryfsbestuurder by eldec LLC, bestaan ​​'n standaard induksiesoldeerstelsel uit drie komponente. Dit is die kragtoevoer, die werkkop met die induksiespoel en die verkoeler of verkoelingstelsel.
Die kragtoevoer is aan die werkkop gekoppel en die spoele is spesiaal ontwerp om om die verbinding te pas. Induktors kan gemaak word van soliede stafies, buigsame kabels, bewerkte billets, of 3D-gedruk word van poeierkoperlegerings. Gewoonlik word dit egter gemaak van hol koperpype, waardeur water om verskeie redes vloei. Een daarvan is om die spoel koel te hou deur die hitte wat deur die onderdele tydens die soldeerproses weerkaats word, teen te werk. Die vloeiende water voorkom ook hitte-opbou in die spoele as gevolg van die gereelde teenwoordigheid van wisselstroom en die gevolglike ondoeltreffende hitte-oordrag.
“Soms word ’n vloedkonsentrator op die spoel geplaas om die magneetveld by een of meer punte in die aansluiting te versterk,” verduidelik Holland. “Sulke konsentrators kan van die laminaattipe wees, bestaande uit dun elektriese staal wat styf op mekaar gestapel is, of ferromagnetiese buise wat poeieragtige ferromagnetiese materiaal en diëlektriese bindings bevat wat onder hoë druk saamgepers word. Gebruik enigeen van die twee. Die voordeel van die konsentrator is dat dit siklustyd verminder deur meer energie vinniger in spesifieke areas van die verbinding te bring, terwyl ander areas koeler bly.”
Voordat metaalonderdele vir induksiesoldeerwerk geplaas word, moet die operateur die frekwensie- en kragvlakke van die stelsel behoorlik instel. Die frekwensie kan wissel van 5 tot 500 kHz, hoe hoër die frekwensie, hoe vinniger word die oppervlak warm.
Kragtoevoere is dikwels in staat om honderde kilowatt elektrisiteit te produseer. Die soldeer van 'n handpalmgrootte onderdeel in 10 tot 15 sekondes benodig egter slegs 1 tot 5 kilowatt. Ter vergelyking kan groot onderdele 50 tot 100 kilowatt krag benodig en tot 5 minute neem om te soldeer.
“As 'n algemene reël gebruik kleiner komponente minder krag, maar benodig hoër frekwensies, soos 100 tot 300 kilohertz,” het Bausch gesê. “In teenstelling hiermee benodig groter komponente meer krag en laer frekwensies, tipies onder 100 kilohertz.”
Ongeag hul grootte, moet metaalonderdele korrek geposisioneer word voordat hulle vasgemaak word. Sorg moet gedra word om 'n noue gaping tussen die basismetale te handhaaf om behoorlike kapillêre werking deur die vloeiende vulmetaal toe te laat. Stomp-, oorlappings- en stompoorlappingsverbindings is die beste manier om hierdie speling te verseker.
Tradisionele of selfbevestigende toebehore is aanvaarbaar. Standaardtoebehore moet van minder geleidende materiale soos vlekvrye staal of keramiek gemaak word, en die komponente so min as moontlik raak.
Deur onderdele met inmekaarpassende nate, swaaiwerk, depressies of riffels te ontwerp, kan selffiksasie bereik word sonder die behoefte aan meganiese ondersteuning.
Die verbindings word dan skoongemaak met 'n skuurlap of oplosmiddel om kontaminante soos olie, vet, roes, skaal en vuiligheid te verwyder. Hierdie stap verbeter verder die kapillêre werking van die gesmelte vulmetaal wat homself deur die aangrensende oppervlaktes van die verbinding trek.
Nadat die dele behoorlik vasgesit en skoongemaak is, wend die operateur 'n voegmiddel (gewoonlik 'n pasta) aan op die voeg. Die verbinding is 'n mengsel van vulmetaal, vloeimiddel (om oksidasie te voorkom) en 'n bindmiddel wat die metaal en vloeimiddel bymekaar hou voordat dit smelt.
Vulmetale en vloeimiddels wat in soldeerwerk gebruik word, is geformuleer om hoër temperature te weerstaan ​​as dié wat in soldeerwerk gebruik word. Vulmetale wat vir soldeerwerk gebruik word, smelt by temperature van minstens 842 F en is sterker wanneer dit afgekoel word. Dit sluit in aluminium-silikon, koper, koper-silwer, messing, brons, goud-silwer, silwer en nikkellegerings.
Die operateur posisioneer dan die induksiespoel, wat in 'n verskeidenheid ontwerpe beskikbaar is. Heliese spoele is sirkelvormig of ovaalvormig en omring die onderdeel heeltemal, terwyl vurk- (of knyper-) spoele aan elke kant van die verbinding geleë is en kanaalspoele aan die onderdeel haak. Ander spoele sluit in binnediameter (ID), ID/buitendiameter (OD), pannekoek, oop en veelvuldige posisie.
Eenvormige hitte is noodsaaklik vir hoëgehalte-gesoldeerde verbindings. Om dit te doen, moet die operateur verseker dat die vertikale afstand tussen elke induksiespoellus klein is en dat die koppelafstand (gapingwydte van spoel-OD tot ID) eenvormig bly.
Volgende skakel die operateur die krag aan om die proses van verhitting van die verbinding te begin. Dit behels die vinnige oordrag van intermediêre of hoëfrekwensie wisselstroom vanaf 'n kragbron na 'n induktor om 'n wisselende magnetiese veld daaromheen te skep.
Die magnetiese veld veroorsaak 'n stroom op die oppervlak van die las, wat hitte genereer om die vulmetaal te smelt, wat dit toelaat om te vloei en die oppervlak van die metaalonderdeel te benat, wat 'n sterk binding skep. Deur gebruik te maak van multiposisie-spoele kan hierdie proses gelyktydig op verskeie dele uitgevoer word.
Finale skoonmaak en inspeksie van elke gesoldeerde komponent word aanbeveel. Die was van onderdele met water wat tot ten minste 120 F verhit is, sal vloeimiddelreste en enige skaal wat tydens soldeerwerk gevorm word, verwyder. Die onderdeel moet in water gedompel word nadat die vulmetaal gestol het, maar die samestelling is steeds warm.
Afhangende van die onderdeel, kan minimale inspeksie gevolg word deur nie-vernietigende en destruktiewe toetsing. NDT-metodes sluit visuele en radiografiese inspeksie in, sowel as lek- en digtoetsing. Algemene destruktiewe toetsmetodes is metallografiese, skil-, trek-, skuif-, moegheids-, oordrag- en torsietoetsing.
“Induksie-soldeerwerk vereis wel 'n groter vooraf kapitaalbelegging as die fakkelmetode, maar dit is die moeite werd, want jy kry die ekstra doeltreffendheid en beheer,” het Holland gesê. “Met induksie, wanneer jy hitte nodig het, druk jy net. Wanneer jy dit nie nodig het nie, druk jy.”
Eldec vervaardig 'n wye reeks kragbronne vir induksiesoldeerwerk, soos die ECO LINE MF intermediêre frekwensielyn, wat in verskeie konfigurasies beskikbaar is om die beste by elke toepassing te pas. Hierdie kragbronne is beskikbaar in kraggraderings wat wissel van 5 tot 150 kW en frekwensies van 8 tot 40 Hz. Alle modelle kan toegerus word met 'n kragversterkingfunksie wat die operateur toelaat om die 100% deurlopende diensgradering met 'n bykomende 50% binne 3 minute te verhoog. Ander belangrike kenmerke sluit in 'n pirometertemperatuurbeheer, temperatuuropnemer en geïsoleerde hek bipolêre transistor-kragskakelaar. Hierdie verbruiksgoedere benodig min onderhoud, werk stil, het 'n klein voetspoor en word maklik met werkselbeheerders geïntegreer.
Vervaardigers in verskeie industrieë gebruik toenemend induksiesoldeerwerk om onderdele te monteer. Bausch wys na vervaardigers van motor-, lugvaart-, mediese toerusting- en mynboutoerusting as die grootste gebruikers van Ambrell-induksiesoldeerwerk.
“Die aantal induksiesoldeerde aluminiumkomponente in die motorbedryf bly toeneem as gevolg van gewigsverminderingsinisiatiewe,” wys Bausch daarop. “In die lugvaartsektor word nikkel en ander soorte slytblokke dikwels aan straallemme gesoldeer. Beide nywerhede induksiesoldeer ook verskeie staalpyptoebehore.”
Al ses van Ambrell se EasyHeat-stelsels het 'n frekwensiebereik van 150 tot 400 kHz en is ideaal vir induksiesoldeer van klein onderdele van verskillende geometrieë. Die kompakte (0112 en 0224) bied kragbeheer binne 'n resolusie van 25 watt; die modelle in die LI-reeks (3542, 5060, 7590, 8310) bied beheer binne 'n resolusie van 50 watt.
Beide reekse het 'n verwyderbare werkkop tot 10 voet van die kragbron af. Die stelsel se voorpaneelkontroles is programmeerbaar, wat die eindgebruiker toelaat om tot vier verskillende verhittingsprofiele te definieer, elk met tot vyf tyd- en kragstappe. Afstandbeheer vir krag is beskikbaar vir kontak- of analooginvoer, of opsionele seriële datapoort.
“Ons hoofkliënte vir induksiesoldeerwerk is vervaardigers van onderdele wat koolstof bevat, of groot massa-onderdele wat 'n hoë persentasie yster bevat,” verduidelik Rich Cukelj, Fusion Business Development Manager. “Sommige van hierdie maatskappye bedien die motor- en lugvaartbedryf, terwyl ander gewere, snygereedskapsamestellings, loodgieterkrane en dreine, of kragverspreidingsblokke en sekerings maak.”
Fusion verkoop pasgemaakte roterende stelsels wat 100 tot 1 000 onderdele per uur kan induksie-soldeer. Volgens Cukelj is hoër opbrengste moontlik vir 'n enkele tipe onderdeel of vir 'n spesifieke reeks onderdele. Hierdie onderdele wissel in grootte van 2 tot 14 vierkante duim.
“Elke stelsel bevat 'n indekseerder van Stelron Components Inc. met 8, 10 of 12 werkstasies,” verduidelik Cukelj. “Sommige werkstasies word vir soldeerwerk gebruik, terwyl ander vir inspeksie, met behulp van visiekameras of lasermetingstoerusting, of vir die uitvoering van trektoetse om hoëgehalte-soldeerde verbindings te verseker.”
Vervaardigers gebruik eldec se standaard ECO LINE-kragbronne vir 'n verskeidenheid induksiesoldeertoepassings, soos krimppassing van rotors en skagte, of die koppeling van motorhuise, het Holland gesê. Meer onlangs is 'n 100 kW-model van hierdie kragopwekker gebruik in 'n groot onderdele-toepassing wat die soldeer van koperkringringe aan koperkraanverbindings vir hidroëlektriese damkragopwekkers behels het.
Eldec vervaardig ook draagbare MiniMICO-kragbronne wat maklik in die fabriek rondgeskuif kan word met 'n frekwensiebereik van 10 tot 25 kHz. Twee jaar gelede het 'n vervaardiger van motorhittewisselaarbuise MiniMICO gebruik om induksie-soldeer-terugkeer-elmboë aan elke buis te verbind. Een persoon het al die soldeerwerk gedoen, en dit het minder as 30 sekondes geneem om elke buis aanmekaar te sit.
Jim is 'n senior redakteur by ASSEMBLY met meer as 30 jaar redaksionele ervaring. Voordat hy by ASSEMBLY aangesluit het, was Camillo PM Engineer, redakteur van die Association for Equipment Engineering Journal en Milling Journal. Jim het 'n graad in Engels van DePaul Universiteit.
Dien 'n Versoek om Voorstel (RFP) in by 'n verskaffer van u keuse en klik op 'n knoppie wat u behoeftes uiteensit
Blaai deur ons kopersgids om verskaffers van alle soorte monteertegnologie, masjiene en stelsels, diensverskaffers en handelsorganisasies te vind.
Lean Six Sigma dryf al dekades lank voortdurende verbeteringspogings aan, maar die tekortkominge daarvan het duidelik geword. Data-insameling is arbeidsintensief en kan slegs klein monsters vaslê. Data kan nou oor lang tydperke en op verskeie plekke vasgelê word teen 'n fraksie van die koste van ouer handmatige metodes.
Robotte is goedkoper en makliker om te gebruik as ooit tevore. Hierdie tegnologie is geredelik beskikbaar, selfs vir klein en medium vervaardigers. Luister na hierdie eksklusiewe paneelbespreking met bestuurders van vier van Amerika se top robotika-verskaffers: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America en Universal Robots.