Әрбір дерлік құрастыру процесін бірнеше жолмен жүзеге асыруға болады. Өндіруші немесе интегратор ең жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін таңдайтын нұсқа, әдетте, дәлелденген технологияны белгілі бір қолданбаға сәйкестендіретін нұсқа болып табылады.
Дәнекерлеу - осындай процестердің бірі. Дәнекерлеу - екі немесе одан да көп металл бөлшектері толтырғыш металды балқытып, оны қосылысқа құю арқылы біріктірілетін металды біріктіру процесі. Толтырғыш металдың балқу температурасы көршілес металл бөлшектерге қарағанда төмен.
Дәнекерлеуге арналған жылу алаулармен, пештермен немесе индукциялық катушкалармен қамтамасыз етілуі мүмкін. Индукциялық дәнекерлеу кезінде индукциялық катушка толтырғыш металды балқыту үшін негізді қыздыратын магнит өрісін жасайды. Индукциялық дәнекерлеу құрастыру қолданбаларының санының артуы үшін ең жақсы таңдау болып табылады.
«Индукциялық дәнекерлеу алаумен дәнекерлеуге қарағанда әлдеқайда қауіпсіз, пешпен дәнекерлеуге қарағанда жылдамырақ және екеуіне қарағанда қайталанатыны жақсы», - деді Огайо штатының Уиллоуби қаласындағы 88 жастағы интегратор Fusion Inc. компаниясының далалық және сынақ ғылымдары жөніндегі менеджері Стив Андерсон дәнекерлеуді қоса алғанда, әртүрлі құрастыру әдістеріне маманданған. «Сонымен қатар, индукциялық дәнекерлеу оңайырақ. Басқа екі әдіспен салыстырғанда, сізге тек стандартты электр қуаты қажет».
Бірнеше жыл бұрын Fusion металл өңдеу және құрал жасау үшін 10 карбидті қадаларды жинауға арналған толық автоматты алты станциялы машина жасап шығарды. Қадалар цилиндрлік және конус тәрізді вольфрам карбидті дайындамаларды болат сабына бекіту арқылы жасалады. Өндіріс жылдамдығы сағатына 250 бөлшек, ал бөлек бөлшектер науасына 144 дайындама мен құрал ұстағыштары сыяды.
«Төрт осьті SCARA роботы науадан тұтқаны алып, оны дәнекерлеу пастасы диспенсеріне ұсынады және оны ұстағыш ұясына салады», - деп түсіндіреді Андерсон. «Содан кейін робот науадан дайындама бөлігін алып, оны желімделген саптың ұшына қояды. Индукциялық дәнекерлеу екі бөліктің айналасына тігінен оралатын және күміс толтырғыш металын 1305 F сұйықтық температурасына жеткізетін электрлік катушка арқылы орындалады. Қақпақ компоненті тураланып, салқындатылғаннан кейін, ол шығару науасы арқылы шығарылады және одан әрі өңдеу үшін жиналады».
Индукциялық дәнекерлеуді құрастыру үшін қолдану артып келеді, себебі ол екі металл бөлік арасында берік байланыс жасайды және әртүрлі материалдарды біріктіруде өте тиімді. Қоршаған ортаға қатысты мәселелер, жетілдірілген технология және дәстүрлі емес қолданулар да өндіріс инженерлерін индукциялық дәнекерлеуге мұқият қарауға мәжбүр етеді.
Индукциялық дәнекерлеу 1950 жылдардан бері бар, дегенмен индукциялық қыздыру (электромагнетизмді қолдану арқылы) тұжырымдамасын бір ғасырдан астам уақыт бұрын британдық ғалым Майкл Фарадей ашқан. Қолмен пісіру алаулары дәнекерлеудің алғашқы жылу көзі болды, одан кейін 1920 жылдары пештер пайда болды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде пешке негізделген әдістер металл бөлшектерді минималды еңбек пен шығынмен көп мөлшерде өндіру үшін жиі қолданылды.
1960 және 1970 жылдары тұтынушылардың ауа баптағышқа деген сұранысы индукциялық дәнекерлеудің жаңа қолданыстарын тудырды. Шын мәнінде, 1970 жылдардың аяғында алюминийді жаппай дәнекерлеу қазіргі автомобиль ауа баптағыш жүйелерінде кездесетін көптеген компоненттердің пайда болуына әкелді.
«Алаумен дәнекерлеуден айырмашылығы, индукциялық дәнекерлеу жанаспайды және қызып кету қаупін азайтады», - дейді Ambrell Corp. компаниясының inTEST.temperature сату менеджері Рик Бауш.
eldec LLC компаниясының сату және операциялар жөніндегі менеджері Грег Холландтың айтуынша, стандартты индукциялық дәнекерлеу жүйесі үш компоненттен тұрады. Олар: қуат көзі, индукциялық катушкасы бар жұмыс басы және салқындатқыш немесе салқындату жүйесі.
Қуат көзі жұмыс басына қосылған және катушкалар қосылыстың айналасына сәйкес келетіндей етіп жасалған. Индукторлар қатты шыбықтардан, икемді кабельдерден, өңделген дайындамалардан немесе ұнтақ мыс қорытпаларынан 3D басып шығарылған түрде жасалуы мүмкін. Дегенмен, әдетте ол бірнеше себептерге байланысты су ағатын қуыс мыс түтіктерден жасалады. Біріншісі - дәнекерлеу процесінде бөлшектер шағылысқан жылуды қайтару арқылы катушканы салқын ұстау. Ағынды су сонымен қатар айнымалы токтың жиі болуына және нәтижесінде тиімсіз жылу берілуіне байланысты катушкаларда жылудың жиналуына жол бермейді.
«Кейде түйіспедегі бір немесе бірнеше нүктедегі магнит өрісін күшейту үшін катушкаға флюс концентраторы орналастырылады», - деп түсіндіреді Холланд. «Мұндай концентраторлар бір-біріне тығыз орналасқан жұқа электрлік болаттардан немесе ұнтақ ферромагниттік материал мен жоғары қысыммен сығылған диэлектрлік байланыстары бар ферромагниттік түтіктерден тұратын ламинат түріне ие болуы мүмкін. Концентратордың артықшылығы - ол түйіспенің белгілі бір аймақтарына тезірек көбірек энергия әкелу арқылы цикл уақытын қысқартады, ал басқа аймақтарды салқын ұстайды».
Индукциялық дәнекерлеуге арналған металл бөлшектерді орналастырмас бұрын, оператор жүйенің жиілігі мен қуат деңгейлерін дұрыс орнатуы керек. Жиілік 5-тен 500 кГц-ке дейін болуы мүмкін, жиілік неғұрлым жоғары болса, беті соғұрлым тез қызады.
Қуат көздері көбінесе жүздеген киловатт электр энергиясын өндіруге қабілетті. Дегенмен, алақан өлшеміндегі бөлшекті 10-15 секунд ішінде дәнекерлеу үшін тек 1-ден 5 киловаттқа дейін энергия қажет. Салыстыру үшін, үлкен бөлшектер 50-ден 100 киловаттқа дейін қуатты қажет етеді және дәнекерлеуге 5 минутқа дейін уақыт кетеді.
«Жалпы ереже бойынша, кішігірім компоненттер аз қуат тұтынады, бірақ 100-ден 300 килогерцке дейінгі сияқты жоғары жиіліктерді қажет етеді», - деді Бауш. «Керісінше, үлкенірек компоненттер көбірек қуатты және әдетте 100 килогерцтен төмен төмен жиіліктерді қажет етеді».
Металл бөлшектердің өлшеміне қарамастан, оларды бекітпес бұрын дұрыс орналастыру қажет. Ағынды толтырғыш металдың капиллярлық әрекетін дұрыс қамтамасыз ету үшін негізгі металдар арасындағы тығыз саңылауды сақтауға тырысу керек. Бұл саңылауды қамтамасыз етудің ең жақсы жолы - түйіспелі, тізелі және тізелі қосылыстар.
Дәстүрлі немесе өздігінен бекітілетін құрылғылар қолайлы. Стандартты арматуралар тот баспайтын болат немесе керамика сияқты электр өткізгіштігі аз материалдардан жасалуы керек және компоненттерге мүмкіндігінше аз тиюі керек.
Бөлшектерді өзара бекітілген тігістермен, ілмектермен, ойықтармен немесе түйреуіштермен жобалау арқылы механикалық тірексіз өздігінен бекітуге қол жеткізуге болады.
Содан кейін қосылыстар май, май, тот, қақ және кір сияқты ластаушы заттарды кетіру үшін зығыр жастықшамен немесе еріткішпен тазаланады. Бұл қадам балқытылған толтырғыш металдың қосылыстың іргелес беттері арқылы өзін тартып, капиллярлық әсерін одан әрі күшейтеді.
Бөлшектер дұрыс орнатылып, тазаланғаннан кейін, оператор қосылысқа қосылыс қоспасын (әдетте паста) жағады. Қоспа толтырғыш металл, флюс (тотығудың алдын алу үшін) және балқымас бұрын металл мен флюсті бірге ұстап тұратын байланыстырғыш қоспасы болып табылады.
Пісіруде қолданылатын толтырғыш металдар мен флюстер дәнекерлеуде қолданылатындарға қарағанда жоғары температураға төтеп беру үшін жасалған. Пісіруде қолданылатын толтырғыш металдар кем дегенде 842 F температурада балқиды және салқындаған кезде берік болады. Оларға алюминий-кремний, мыс, мыс-күміс, жез, қола, алтын-күміс, күміс және никель қорытпалары жатады.
Содан кейін оператор әртүрлі конструкцияларда келетін индукциялық катушканы орналастырады. Спиральды катушкалар дөңгелек немесе сопақша пішінді және бөлшекті толығымен қоршап тұрады, ал шанышқы (немесе қысқыш) катушкалар қосылыстың екі жағында орналасқан және арна катушкалары бөлшекке ілінеді. Басқа катушкаларға ішкі диаметр (ID), сыртқы диаметр (OD), құймақ, ашық және көп позициялы катушкалар жатады.
Жоғары сапалы дәнекерленген қосылыстар үшін біркелкі жылу өте маңызды. Ол үшін оператор әрбір индукциялық катушка ілмегі арасындағы тік қашықтықтың аз болуын және қосылыс қашықтығының (катушканың OD-ден ID-ге дейінгі саңылау ені) біркелкі болып қалуын қамтамасыз етуі керек.
Келесіде, оператор қосылысты қыздыру процесін бастау үшін қуатты қосады. Бұл аралық немесе жоғары жиілікті айнымалы токты қуат көзінен индукторға жылдам беруді және оның айналасында айнымалы магнит өрісін жасауды қамтиды.
Магнит өрісі қосылыс бетінде ток тудырады, ол толтырғыш металды балқыту үшін жылу шығарады, бұл оның ағып, металл бөлшектің бетін сулауына мүмкіндік береді, бұл берік байланыс жасайды. Көп позициялы катушкаларды пайдалану арқылы бұл процесті бір уақытта бірнеше бөлікте орындауға болады.
Әрбір дәнекерленген компонентті соңғы тазалау және тексеру ұсынылады. Бөлшектерді кем дегенде 120 F дейін қыздырылған сумен жуу дәнекерлеу кезінде пайда болған ағын қалдықтарын және кез келген қақтарды кетіреді. Толтырғыш металл қатып қалғаннан кейін, бірақ құрастыру әлі ыстық болғаннан кейін бөлшекті суға батыру керек.
Бөлшекке байланысты минималды тексеруден кейін бұзбайтын және бұзатын сынақтар жүргізілуі мүмкін. Ұқсас сынақ әдістеріне визуалды және радиографиялық тексеру, сондай-ақ ағып кетуден және өткізбейтін сынақтар кіреді. Жалпы бұзатын сынақ әдістеріне металлографиялық, қабыршақтану, созылу, ығысу, шаршау, беру және бұралу сынағы жатады.
«Индукциялық дәнекерлеу алау әдісіне қарағанда көбірек бастапқы капитал салымын қажет етеді, бірақ бұл тұрарлық, себебі сіз қосымша тиімділік пен бақылауды аласыз», - деді Холланд. «Индукция кезінде сізге жылу қажет болған кезде сіз жай ғана басасыз. Қажет болмаған кезде басасыз».
Eldec индукциялық дәнекерлеуге арналған кең ауқымды қуат көздерін шығарады, мысалы, әрбір қолданысқа ең жақсы сәйкес келетін әртүрлі конфигурацияларда қолжетімді ECO LINE MF аралық жиілік желісі. Бұл қуат көздері 5-тен 150 кВт-қа дейінгі қуат рейтингтерінде және 8-ден 40 Гц-ке дейінгі жиіліктерде қолжетімді. Барлық модельдер операторға 3 минут ішінде 100% үздіксіз жұмыс рейтингін қосымша 50%-ға арттыруға мүмкіндік беретін қуатты арттыру функциясымен жабдықталуы мүмкін. Басқа негізгі мүмкіндіктерге пирометр температурасын басқару, температураны жазу құрылғысы және оқшауланған қақпалы биполярлы транзисторлық қуат қосқышы жатады. Бұл шығын материалдары аз күтімді қажет етеді, тыныш жұмыс істейді, аз орын алады және жұмыс элементінің контроллерлерімен оңай біріктіріледі.
Бірнеше саладағы өндірушілер бөлшектерді жинау үшін индукциялық дәнекерлеуді барған сайын көбірек қолданады. Бауш автомобиль, аэроғарыш, медициналық жабдықтар және тау-кен жабдықтары өндірушілерін Ambrell индукциялық дәнекерлеу жабдықтарының ең ірі пайдаланушылары ретінде көрсетеді.
«Автомобиль өнеркәсібінде индукциялық дәнекерленген алюминий компоненттерінің саны салмақты азайту бастамаларына байланысты артып келеді», - деп атап өтті Бауш. «Аэроғарыш саласында никель және басқа да тозу төсемдерінің түрлері көбінесе реактивті қалақтарға дәнекерленеді. Екі сала да әртүрлі болат құбыр арматураларын индукциялық дәнекерлейді».
Ambrell компаниясының алты EasyHeat жүйесінің барлығы 150-ден 400 кГц-ке дейінгі жиілік диапазонына ие және әртүрлі геометриялық ұсақ бөлшектерді индукциялық дәнекерлеу үшін өте қолайлы. Компакт модельдер (0112 және 0224) 25 ватт ажыратымдылықтағы қуатты басқаруды ұсынады; LI сериясындағы модельдер (3542, 5060, 7590, 8310) 50 ватт ажыратымдылықтағы басқаруды ұсынады.
Екі серияда да қуат көзінен 10 футқа дейінгі қашықтықта алынбалы жұмыс басы бар. Жүйенің алдыңғы панельдік басқару элементтері бағдарламаланатын, бұл соңғы пайдаланушыға әрқайсысы бес уақытқа және қуат қадамдарымен төрт түрлі қыздыру профиліне дейін анықтауға мүмкіндік береді. Қашықтан қуат басқару түйіспелі немесе аналогтық кіріс немесе қосымша сериялық деректер порты үшін қолжетімді.
«Индукциялық дәнекерлеудің негізгі тұтынушылары - құрамында көміртегі бар бөлшектерді немесе темірдің жоғары пайызын қамтитын үлкен массалық бөлшектерді өндірушілер», - деп түсіндіреді Термоядролық бизнесті дамыту жөніндегі менеджер Рич Кукель. «Бұл компаниялардың кейбіреулері автомобиль және аэроғарыш салаларына қызмет көрсетеді, ал басқалары тапаншалар, кескіш құралдардың жинақтары, сантехникалық крандар мен дренаждар немесе қуат тарату блоктары мен сақтандырғыштар шығарады».
Fusion сағатына 100-ден 1000-ға дейін бөлшекті индукциялық дәнекерлеуге қабілетті арнайы айналмалы жүйелерді сатады. Кукелдждің айтуынша, бір ғана бөлшек түрі немесе белгілі бір бөлшектер сериясы үшін жоғары өнімділікке қол жеткізуге болады. Бұл бөлшектердің өлшемі 2-ден 14 шаршы дюймге дейін болады.
«Әрбір жүйеде Stelron Components Inc. компаниясының 8, 10 немесе 12 жұмыс станциясы бар индексаторы бар», - деп түсіндіреді Кукель. «Кейбір жұмыс станциялары дәнекерлеу үшін пайдаланылады, ал басқалары тексеру, көру камераларын немесе лазерлік өлшеу жабдықтарын пайдалану немесе жоғары сапалы дәнекерленген қосылыстарды қамтамасыз ету үшін тарту сынақтарын жүргізу үшін пайдаланылады».
Холландтың айтуынша, өндірушілер Eldec компаниясының стандартты ECO LINE қуат көздерін индукциялық дәнекерлеу қолданбаларының әртүрлі түрлері үшін, мысалы, қысылатын роторлар мен біліктер немесе қозғалтқыш корпустарын біріктіру үшін пайдаланады. Жақында бұл генератордың 100 кВт моделі гидроэлектрлік бөгет генераторларына арналған мыс тізбегінің сақиналарын мыс кран қосылыстарына дәнекерлеуді қамтитын ірі бөлшектерді қолдануда қолданылды.
Eldec сонымен қатар зауытта 10-нан 25 кГц-ке дейінгі жиілік диапазонымен оңай жылжытылатын портативті MiniMICO қуат көздерін шығарады. Екі жыл бұрын автомобиль жылу алмастырғыш түтіктерін өндіруші MiniMICO-ны әрбір түтікке индукциялық дәнекерлеу үшін пайдаланды. Барлық дәнекерлеу жұмыстарын бір адам жасады және әрбір түтікті жинауға 30 секундтан аз уақыт кетті.
Джим - ASSEMBLY компаниясында 30 жылдан астам редакторлық тәжірибесі бар аға редактор. ASSEMBLY-ге қосылмас бұрын, Камилло премьер-министр инженері, Equipment Engineering Journal және Milling Journal қауымдастығының редакторы болды. Джимнің ДеПол университетінде ағылшын тілі бойынша дәрежесі бар.
Таңдаған жеткізушіңізге ұсыныс сұрауын (RFP) жіберіп, қажеттіліктеріңізді егжей-тегжейлі сипаттайтын түймені басыңыз
Барлық құрастыру технологияларының, машиналар мен жүйелердің жеткізушілерін, қызмет көрсетушілерді және сауда ұйымдарын табу үшін біздің сатып алушыларға арналған нұсқаулықты қараңыз.
Lean Six Sigma ондаған жылдар бойы үздіксіз жетілдіру жұмыстарын жүргізіп келеді, бірақ оның кемшіліктері айқын бола бастады. Деректерді жинау көп еңбекті қажет етеді және тек шағын үлгілерді ғана жинай алады. Енді деректерді ұзақ уақыт бойы және бірнеше жерде ескі қолмен жасалатын әдістердің құнынан әлдеқайда төмен бағамен жинауға болады.
Роботтар бұрынғыдан да арзан және пайдалану оңай. Бұл технология тіпті шағын және орта өндірушілер үшін де оңай қолжетімді. Американың төрт жетекші робототехника жеткізушісінің басшыларының қатысуымен өтетін осы эксклюзивті панельдік талқылауды тыңдаңыз: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America және Universal Robots.