Գրեթե յուրաքանչյուր հավաքման գործընթաց կարող է իրականացվել մի քանի եղանակով: Լավագույն արդյունքի հասնելու համար արտադրողի կամ ինտեգրատորի կողմից ընտրվող տարբերակը սովորաբար այն տարբերակն է, որը համապատասխանում է ապացուցված տեխնոլոգիային որոշակի կիրառման հետ:
Եռակցումը նման գործընթացներից մեկն է: Եռակցումը մետաղների միացման գործընթաց է, որի ընթացքում երկու կամ ավելի մետաղական մասեր միացվում են լցանյութը հալեցնելով և այն միացման մեջ հոսեցնելով: Լցանյութը ավելի ցածր հալման ջերմաստիճան ունի, քան հարակից մետաղական մասերը:
Եռակցման համար անհրաժեշտ ջերմությունը կարող է ապահովվել ջահերի, վառարանների կամ ինդուկցիոն կծիկների միջոցով: Ինդուկցիոն եռակցման ընթացքում ինդուկցիոն կծիկը ստեղծում է մագնիսական դաշտ, որը տաքացնում է հիմքը՝ լցանյութը հալեցնելու համար: Ինդուկցիոն եռակցումը ապացուցում է, որ լավագույն ընտրությունն է հավաքման կիրառությունների աճող թվի համար:
«Ինդուկցիոն եռակցումը շատ ավելի անվտանգ է, քան ջահով եռակցումը, ավելի արագ, քան վառարանում եռակցումը, և ավելի կրկնելի է, քան երկուսն էլ», - ասաց Սթիվ Անդերսոնը, Fusion Inc.-ի դաշտային և փորձարկման գիտության մենեջերը, որը 88-ամյա ինտեգրատոր է Ուիլոուբիում, Օհայո նահանգ, մասնագիտացած է հավաքման տարբեր մեթոդների, այդ թվում՝ եռակցման մեջ։ «Բացի այդ, ինդուկցիոն եռակցումն ավելի հեշտ է։ Մյուս երկու մեթոդների համեմատ, ձեզ իրականում անհրաժեշտ է միայն ստանդարտ էլեկտրաէներգիա»։
Մի քանի տարի առաջ Fusion-ը մշակեց լիովին ավտոմատ վեց կայանից բաղկացած մեքենա՝ մետաղամշակման և գործիքաշինության համար նախատեսված 10 կարբիդային սկյուռ հավաքելու համար: Սկյուռները պատրաստվում են գլանաձև և կոնաձև վոլֆրամի կարբիդային նախշերը պողպատե սրունքին ամրացնելով: Արտադրության արագությունը ժամում 250 մաս է, իսկ առանձին մասերի սկուտեղը կարող է տեղավորել 144 նախշ և գործիքակալ:
«Չորս առանցք ունեցող SCARA ռոբոտը սկուտեղից վերցնում է բռնակը, այն դնում է զոդման մածուկի բաշխիչին և լցնում այն ​​բռնակի բնի մեջ», - բացատրում է Անդերսոնը: «Այնուհետև ռոբոտը սկուտեղից վերցնում է դատարկ թերթիկի մի կտոր և տեղադրում այն ​​ցողունի ծայրին, որին այն սոսնձված է: Ինդուկցիոն եռակցումն իրականացվում է էլեկտրական կծիկի միջոցով, որը ուղղահայաց փաթաթվում է երկու մասերի շուրջ և արծաթե լցոնիչ մետաղը հասցնում է 1305 F հեղուկուսի ջերմաստիճանի: Բլուրային բաղադրիչը հավասարեցնելուց և սառեցնելուց հետո այն դուրս է մղվում արտանետման խողովակով և հավաքվում հետագա մշակման համար»:
Ինդուկցիոն եռակցման կիրառումը հավաքման համար աճում է, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ այն ստեղծում է ամուր կապ երկու մետաղական մասերի միջև և քանի որ այն շատ արդյունավետ է տարբեր նյութեր միացնելու համար: Շրջակա միջավայրի հետ կապված մտահոգությունները, բարելավված տեխնոլոգիաները և ոչ ավանդական կիրառությունները նույնպես ստիպում են արտադրական ինժեներներին ավելի մանրամասն ուսումնասիրել ինդուկցիոն եռակցումը:
Ինդուկցիոն եռակցումը գոյություն ունի 1950-ական թվականներից, չնայած ինդուկցիոն տաքացման (էլեկտրամագնիսականության միջոցով) հայեցակարգը հայտնաբերվել է ավելի քան մեկ դար առաջ բրիտանացի գիտնական Մայքլ Ֆարադեյի կողմից: Ձեռքի ջահերը եռակցման առաջին ջերմային աղբյուրն էին, որին հաջորդեցին վառարանները 1920-ական թվականներին: Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ վառարանների վրա հիմնված մեթոդները հաճախ օգտագործվում էին մեծ քանակությամբ մետաղական մասեր արտադրելու համար՝ նվազագույն աշխատուժով և ծախսերով:
1960-ական և 1970-ական թվականներին սպառողների կողմից օդորակման պահանջարկը ստեղծեց ինդուկցիոն եռակցման նոր կիրառություններ: Փաստորեն, 1970-ականների վերջին ալյումինի զանգվածային եռակցման արդյունքում ստացվեցին այսօրվա ավտոմեքենաների օդորակման համակարգերում հանդիպող բազմաթիվ բաղադրիչներ:
«Ի տարբերություն ջահով եռակցման, ինդուկցիոն եռակցումը անհպում է և նվազագույնի է հասցնում գերտաքացման ռիսկը», - նշում է Ռիք Բաուշը, Ambrell Corp.-ի վաճառքի մենեջերը, inTEST.temperature-ից։
Ըստ eldec LLC-ի վաճառքի և գործառնությունների մենեջեր Գրեգ Հոլանդի, ստանդարտ ինդուկցիոն եռակցման համակարգը բաղկացած է երեք բաղադրիչներից։ Դրանք են՝ սնուցման աղբյուրը, աշխատանքային գլխիկը՝ ինդուկցիոն կծիկով, և սառեցնողը կամ սառեցման համակարգը։
Սնուցման աղբյուրը միացված է աշխատանքային գլխիկին, և կծիկները հատուկ նախագծված են՝ միացման շուրջը տեղավորվելու համար։ Ինդուկտորները կարող են պատրաստվել պինդ ձողերից, ճկուն մալուխներից, մեքենայացված մշակված կտորներից կամ եռաչափ տպագրությամբ՝ փոշիացված պղնձի համաձուլվածքներից։ Սակայն, սովորաբար այն պատրաստված է խոռոչ պղնձե խողովակից, որի միջով ջուրը հոսում է մի քանի պատճառներով։ Մեկը կծիկը սառը պահելն է՝ զոդման գործընթացի ընթացքում մասերի կողմից անդրադարձող ջերմությունը հակազդելով։ Հոսող ջուրը նաև կանխում է կծիկներում ջերմության կուտակումը՝ փոփոխական հոսանքի հաճախակի առկայության և դրա հետևանքով առաջացող անարդյունավետ ջերմափոխանակման պատճառով։
«Երբեմն հոսքի կոնցենտրատոր է տեղադրվում կծիկի վրա՝ միացման մեկ կամ մի քանի կետերում մագնիսական դաշտը ուժեղացնելու համար», - բացատրում է Հոլանդը: «Նման կոնցենտրատորները կարող են լինել լամինատե տեսակի՝ բաղկացած բարակ էլեկտրական պողպատներից, որոնք սերտորեն դասավորված են միմյանց, կամ ֆերոմագնիսական խողովակներից, որոնք պարունակում են փոշիացված ֆերոմագնիսական նյութ և բարձր ճնշման տակ սեղմված դիէլեկտրիկ կապեր: Օգտագործեք երկուսն էլ: Կոնցենտրատորի առավելությունն այն է, որ այն կրճատում է ցիկլի ժամանակը՝ միացման որոշակի հատվածներ ավելի արագ մատակարարելով ավելի շատ էներգիա, մինչդեռ մյուս հատվածները պահում է ավելի զով»:
Մինչև մետաղական մասերը ինդուկցիոն եռակցման համար տեղադրելը, օպերատորը պետք է ճիշտ կարգավորի համակարգի հաճախականությունը և հզորության մակարդակները: Հաճախականությունը կարող է տատանվել 5-ից մինչև 500 կՀց, որքան բարձր է հաճախականությունը, այնքան արագ է մակերեսը տաքանում:
Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումները հաճախ կարող են արտադրել հարյուրավոր կիլովատտ էլեկտրաէներգիա: Այնուամենայնիվ, ափի չափի մասը 10-15 վայրկյանում եռակցելու համար անհրաժեշտ է ընդամենը 1-5 կիլովատ: Համեմատության համար, մեծ մասերը կարող են պահանջել 50-100 կիլովատտ հզորություն և մինչև 5 րոպե եռակցելու համար:
«Որպես ընդհանուր կանոն, փոքր բաղադրիչները օգտագործում են ավելի քիչ էներգիա, բայց պահանջում են ավելի բարձր հաճախականություններ, ինչպիսիք են 100-ից 300 կիլոհերցը», - ասաց Բաուշը: «Ի տարբերություն դրա, ավելի մեծ բաղադրիչները պահանջում են ավելի շատ հզորություն և ավելի ցածր հաճախականություններ, սովորաբար 100 կիլոհերցից ցածր»:
Անկախ չափսերից, մետաղական մասերը պետք է ճիշտ տեղադրվեն ամրացնելուց առաջ: Պետք է զգույշ լինել հիմնական մետաղների միջև ամուր բացվածք պահպանելու համար, որպեսզի հոսող լցոնիչ մետաղը պատշաճ կերպով կարողանա մազանոթային ազդեցություն ունենալ: Եզրային, եզրային և եզրային եզրային միացումները այս բացվածքն ապահովելու լավագույն միջոցն են:
Ավանդական կամ ինքնաամրացվող սարքերը ընդունելի են: Ստանդարտ լուսամփոփները պետք է պատրաստված լինեն ավելի քիչ հաղորդիչ նյութերից, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը կամ կերամիկան, և հնարավորինս քիչ դիպչեն բաղադրիչներին:
Նախագծելով մասեր՝ փոխկապակցված կարերով, ակոսներով, փոսիկներով կամ կնճռոտված մասեր, ինքնաամրացումը կարող է իրականացվել առանց մեխանիկական հենարանի անհրաժեշտության։
Այնուհետև միացումները մաքրվում են հղկաթղթե սկավառակով կամ լուծիչով՝ հեռացնելու համար այնպիսի աղտոտիչներ, ինչպիսիք են յուղը, ճարպը, ժանգը, թեփը և կեղտը: Այս քայլն էլ ավելի է ուժեղացնում հալված լցոնիչ մետաղի մազանոթային ազդեցությունը, որը քաշում է իրեն միացման հարակից մակերեսների միջով:
Մասերը պատշաճ կերպով տեղադրելուց և մաքրելուց հետո, օպերատորը միացմանը քսում է միացման խառնուրդ (սովորաբար մածուկ): Միացությունը լցանյութի մետաղի, ֆլյուզի (օքսիդացումը կանխելու համար) և կապակցանյութի խառնուրդ է, որը մետաղը և ֆլյուզիումը միասին է պահում հալվելուց առաջ:
Եռակցման մեջ օգտագործվող լցանյութ մետաղներն ու հալույթները մշակված են այնպես, որ դիմակայեն ավելի բարձր ջերմաստիճանների, քան եռակցման մեջ օգտագործվողները: Եռակցման համար օգտագործվող լցանյութ մետաղները հալվում են առնվազն 842°F ջերմաստիճանում և ավելի ամուր են դառնում սառեցման ժամանակ: Դրանք ներառում են ալյումին-սիլիցիում, պղինձ, պղինձ-արծաթ, արույր, բրոնզ, ոսկի-արծաթ, արծաթ և նիկելի համաձուլվածքներ:
Այնուհետև օպերատորը տեղադրում է ինդուկցիոն կծիկը, որը գալիս է տարբեր դիզայններով: Պարուրաձև կծիկները շրջանաձև կամ օվալաձև են և ամբողջությամբ շրջապատում են մասը, մինչդեռ պատառաքաղային (կամ աքցանային) կծիկները տեղակայված են միացման երկու կողմերում, իսկ խողովակաձև կծիկները կեռիկավորվում են մասի վրա: Այլ կծիկներն են՝ ներքին տրամագիծը (ՆՏ), ՆՏ/արտաքին տրամագիծը (ԴՏ), նրբաբլիթային, բաց և բազմադիրք:
Միատարր ջերմությունը կարևոր է բարձրորակ եռակցված միացումների համար: Դրա համար օպերատորը պետք է ապահովի, որ յուրաքանչյուր ինդուկցիոն կծիկի օղակի միջև ուղղահայաց հեռավորությունը փոքր լինի, և որ միացման հեռավորությունը (կծիկի արտաքին մասից մինչև ներքին չափսերի միջև եղած բացվածքի լայնությունը) մնա միատարր:
Հաջորդը, օպերատորը միացնում է հոսանքը՝ միացման տաքացման գործընթացը սկսելու համար: Սա ներառում է միջին կամ բարձր հաճախականության փոփոխական հոսանքի արագ փոխանցում հոսանքի աղբյուրից ինդուկտոր՝ դրա շուրջ փոփոխական մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար:
Մագնիսական դաշտը միացման մակերեսին առաջացնում է հոսանք, որն առաջացնում է ջերմություն՝ լցանյութը հալեցնելու համար, թույլ տալով դրան հոսել և թրջել մետաղական մասի մակերեսը՝ ստեղծելով ամուր կապ։ Բազմադիրք կծիկների միջոցով այս գործընթացը կարող է իրականացվել միաժամանակ մի քանի մասերի վրա։
Խորհուրդ է տրվում յուրաքանչյուր եռակցված բաղադրիչի վերջնական մաքրում և ստուգում: Մասերը լվանալ առնվազն մինչև 120 F տաքացրած ջրով կհեռացվեն հոսքի մնացորդները և եռակցման ընթացքում առաջացած ցանկացած թեփուկ: Մասը պետք է ընկղմվի ջրի մեջ, երբ լցանյութի մետաղը պնդանա, բայց հավաքվածքը դեռ տաք լինի:
Կախված մասից, նվազագույն զննմանը կարող են հաջորդել ոչ դեստրուկտիվ և դեստրուկտիվ փորձարկումները: NDT մեթոդները ներառում են տեսողական և ռենտգենագրական զննում, ինչպես նաև արտահոսքի և հերմետիկության փորձարկում: Դեստրուկտիվ փորձարկման տարածված մեթոդներն են մետաղագրական, կեղևի, ձգման, կտրման, հոգնածության, փոխանցման և պտտման փորձարկումները:
«Ինդուկցիոն եռակցումը պահանջում է ավելի մեծ նախնական կապիտալ ներդրում, քան ջահի մեթոդը, բայց այն արժե դրան, քանի որ դուք ստանում եք լրացուցիչ արդյունավետություն և վերահսկողություն», - ասաց Հոլանդը: «Ինդուկցիայի դեպքում, երբ ձեզ ջերմություն է պետք, պարզապես սեղմում եք: Երբ չունեք, սեղմում եք»:
Eldec-ը արտադրում է ինդուկցիոն եռակցման համար նախատեսված էներգիայի աղբյուրների լայն տեսականի, ինչպիսին է ECO LINE MF միջանկյալ հաճախականության գիծը, որը հասանելի է տարբեր կոնֆիգուրացիաներով՝ յուրաքանչյուր կիրառմանը լավագույնս համապատասխանելու համար: Այս սնուցման աղբյուրները հասանելի են 5-ից մինչև 150 կՎտ հզորությամբ և 8-ից մինչև 40 Հց հաճախականությամբ: Բոլոր մոդելները կարող են հագեցած լինել հզորության բարձրացման գործառույթով, որը թույլ է տալիս օպերատորին 3 րոպեի ընթացքում ավելացնել 100% անընդհատ աշխատանքի վարկանիշը լրացուցիչ 50%-ով: Այլ հիմնական առանձնահատկություններից են պիրոմետերի ջերմաստիճանի կառավարումը, ջերմաստիճանի գրանցիչը և մեկուսացված դարպասով երկբևեռ տրանզիստորային հզորության անջատիչը: Այս սպառվող նյութերը քիչ սպասարկում են պահանջում, աշխատում են անաղմուկ, ունեն փոքր տարածք և հեշտությամբ ինտեգրվում են աշխատանքային բջիջների կարգավորիչների հետ:
Մի շարք ոլորտների արտադրողներ ավելի ու ավելի հաճախ են օգտագործում ինդուկցիոն եռակցումը մասերը հավաքելու համար: Բաուշը մատնանշում է ավտոմոբիլային, ավիատիեզերական, բժշկական սարքավորումների և հանքարդյունաբերական սարքավորումների արտադրողներին՝ որպես Ambrell ինդուկցիոն եռակցման սարքավորումների ամենամեծ օգտագործողներ:
«Ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ ինդուկցիոն եռակցմամբ ալյումինե բաղադրիչների քանակը շարունակում է աճել քաշի նվազեցման նախաձեռնությունների շնորհիվ», - նշում է Բաուշը: «Ավիատիեզերական ոլորտում նիկելը և այլ տեսակի մաշվածության բարձիկները հաճախ եռակցվում են ռեակտիվ թևերին: Երկու արդյունաբերություններն էլ ինդուկցիոն եռակցմամբ են եռակցում տարբեր պողպատե խողովակների միացումներ»:
Ambrell-ի EasyHeat բոլոր վեց համակարգերն ունեն 150-ից 400 կՀց հաճախականության տիրույթ և իդեալական են տարբեր երկրաչափությունների փոքր մասերի ինդուկցիոն եռակցման համար: Կոմպակտ մոդելները (0112 և 0224) ապահովում են հզորության կառավարում 25 վատտ լուծաչափով, իսկ LI շարքի մոդելները (3542, 5060, 7590, 8310)՝ 50 վատտ լուծաչափով:
Երկու շարքերն էլ ունեն հանվող աշխատանքային գլխիկ, որը գտնվում է մինչև 10 ոտնաչափ հեռավորության վրա սնուցման աղբյուրից: Համակարգի առջևի վահանակի կառավարման տարրերը ծրագրավորելի են, ինչը թույլ է տալիս վերջնական օգտագործողին սահմանել մինչև չորս տարբեր ջեռուցման պրոֆիլներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի մինչև հինգ ժամանակային և հզորության քայլեր: Հեռակառավարվող հզորության կառավարումը հասանելի է կոնտակտային կամ անալոգային մուտքի կամ լրացուցիչ սերիական տվյալների միացքի համար:
«Ինդուկցիոն եռակցման մեր հիմնական հաճախորդները որոշակի քանակությամբ ածխածին պարունակող մասերի կամ մեծ զանգվածով մասերի արտադրողներն են, որոնք պարունակում են երկաթի բարձր տոկոս», - բացատրում է «Միաձուլման» բիզնեսի զարգացման մենեջեր Ռիչ Ցուկելջը։ «Այս ընկերություններից մի քանիսը սպասարկում են ավտոմոբիլային և ավիատիեզերական արդյունաբերությունները, մինչդեռ մյուսները արտադրում են զենքեր, կտրող գործիքների հավաքածուներ, սանտեխնիկական ծորակներ և ջրահեռացման համակարգեր, կամ էլեկտրամատակարարման բաշխման բլոկներ և ապահովիչներ»։
Fusion-ը վաճառում է պատվերով պատրաստված պտտվող համակարգեր, որոնք կարող են ինդուկցիոն եռակցման միջոցով մշակել ժամում 100-ից 1000 մաս: Ըստ Ցուկելջի՝ ավելի բարձր արտադրողականություն հնարավոր է մեկ տեսակի մասի կամ մասերի որոշակի շարքի համար: Այս մասերի չափերը տատանվում են 2-ից 14 քառակուսի դյույմ:
«Յուրաքանչյուր համակարգ պարունակում է Stelron Components Inc.-ի ինդեքսատոր՝ 8, 10 կամ 12 աշխատանքային կայաններով», - բացատրում է Ցուկելջը։ «Որոշ աշխատանքային կայաններ օգտագործվում են եռակցման համար, մինչդեռ մյուսները՝ ստուգման համար՝ օգտագործելով տեսողական տեսախցիկներ կամ լազերային չափման սարքավորումներ, կամ քաշման փորձարկումներ կատարելու համար՝ բարձրորակ եռակցված միացումներ ապահովելու համար»։
Հոլանդն ասաց, որ արտադրողները օգտագործում են eldec-ի ստանդարտ ECO LINE սնուցման աղբյուրները ինդուկցիոն եռակցման տարբեր կիրառությունների համար, ինչպիսիք են կծկվող ռոտորների և լիսեռների միացումը կամ շարժիչի պատյանների միացումը: Վերջերս այս գեներատորի 100 կՎտ հզորությամբ մոդելը օգտագործվել է մեծ մասերի կիրառման մեջ, որը ներառում էր պղնձե շղթայի օղակների եռակցում պղնձե միացումներին հիդրոէլեկտրակայանների ամբարտակների գեներատորների համար:
Eldec-ը նաև արտադրում է MiniMICO դյուրակիր սնուցման աղբյուրներ, որոնք կարող են հեշտությամբ տեղափոխվել գործարանում՝ 10-ից 25 կՀց հաճախականության տիրույթում: Երկու տարի առաջ ավտոմեքենաների ջերմափոխանակիչ խողովակների արտադրողը օգտագործեց MiniMICO-ն յուրաքանչյուր խողովակի հետադարձ արմունկները ինդուկցիոն եռակցման համար: Ամբողջ եռակցումն իրականացրեց մեկ անձ, և յուրաքանչյուր խողովակը հավաքելու համար պահանջվեց 30 վայրկյանից էլ պակաս:
Ջիմը ASSEMBLY-ի ավագ խմբագիր է՝ ավելի քան 30 տարվա խմբագրական փորձով։ ASSEMBLY-ին միանալուց առաջ Կամիլոն եղել է PM ինժեներ, Association for Equipment Engineering Journal-ի և Milling Journal-ի խմբագիր։ Ջիմը անգլերենի բակալավրի աստիճան ունի ԴեՊոլ համալսարանից։
Ներկայացրեք առաջարկի հարցում (RFP) ձեր ընտրած մատակարարին և սեղմեք ձեր կարիքները մանրամասնող կոճակը
Զննեք մեր գնորդի ուղեցույցը՝ բոլոր տեսակի հավաքման տեխնոլոգիաների, մեքենաների և համակարգերի մատակարարներ, ծառայություններ մատուցողներ և առևտրային կազմակերպություններ գտնելու համար։
Lean Six Sigma-ն տասնամյակներ շարունակ խթանել է շարունակական կատարելագործման ջանքերը, սակայն դրա թերությունները ակնհայտ են դարձել։ Տվյալների հավաքագրումը աշխատատար է և կարող է ընդգրկել միայն փոքր նմուշներ։ Տվյալները այժմ կարող են հավաքագրվել երկար ժամանակահատվածում և բազմաթիվ վայրերում՝ հին ձեռքով մեթոդների արժեքի մի փոքր մասով։
Ռոբոտներն ավելի էժան և հեշտ օգտագործման են, քան երբևէ։ Այս տեխնոլոգիան հեշտությամբ հասանելի է նույնիսկ փոքր և միջին արտադրողների համար։ Լսեք այս բացառիկ վահանակային քննարկմանը, որին մասնակցում են Ամերիկայի չորս առաջատար ռոբոտաշինության մատակարարների՝ ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America և Universal Robots-ի ղեկավարներ։