Beveik kiekvieną surinkimo procesą galima atlikti keliais būdais. Gamintojas arba integratorius, siekdamas geriausių rezultatų, paprastai pasirenka variantą, kuris pritaiko patikrintą technologiją konkrečiai taikymo sričiai.
Litavimas yra vienas iš tokių procesų. Litavimas yra metalų jungimo procesas, kurio metu dvi ar daugiau metalinių dalių sujungiamos išlydant užpildą ir įleidžiant jį į jungtį. Užpildo lydymosi temperatūra yra žemesnė nei gretimų metalinių dalių.
Litavimo šilumą galima tiekti degikliais, krosnimis arba indukcinėmis ritėmis. Indukcinio litavimo metu indukcinė ritė sukuria magnetinį lauką, kuris kaitina pagrindą, kad ištirptų užpildo metalas. Indukcinis litavimas yra geriausias pasirinkimas vis daugiau surinkimo sričių.
„Indukcinis litavimas yra daug saugesnis nei litavimas degikliu, greitesnis nei litavimas krosnyje ir lengviau pakartojamas nei abu šie metodai“, – teigė Steve'as Andersonas, „Fusion Inc.“, 88 metų senumo integratoriaus iš Viloubio, Ohajo valstijos, lauko ir bandymų mokslo vadovas. Šis integratorius specializuojasi įvairiuose surinkimo metoduose, įskaitant litavimą. „Be to, indukcinis litavimas yra lengvesnis. Palyginti su kitais dviem metodais, jums tereikia standartinės elektros.“
Prieš kelerius metus „Fusion“ sukūrė visiškai automatinę šešių stočių mašiną, skirtą 10 karbido frezų surinkimui metalo apdirbimui ir įrankių gamybai. Frezos gaminamos pritvirtinant cilindrinius ir kūginius volframo karbido ruošinius prie plieninio koto. Gamybos greitis yra 250 dalių per valandą, o atskirame dalių dėkle telpa 144 ruošiniai ir įrankių laikikliai.
„Keturių ašių SCARA robotas paima rankeną iš dėklo, pateikia ją litavimo pastos dozatoriui ir įdeda į griebtuvo lizdą“, – aiškina Andersonas. „Tada robotas paima ruošinio gabalėlį iš dėklo ir uždeda jį ant koto, prie kurio jis priklijuotas, galo. Indukcinis litavimas atliekamas naudojant elektrinę ritę, kuri vertikaliai apvynioja abi dalis ir sidabro užpildo metalą įkaitina iki 1305 F likvidumo temperatūros. Sulygiavus ir atvėsinus šlifavimo detalę, ji išstumiama per išleidimo angą ir surenkama tolesniam apdorojimui.“
Indukcinio litavimo naudojimas surinkimui didėja, daugiausia dėl to, kad jis sukuria tvirtą jungtį tarp dviejų metalinių dalių ir yra labai efektyvus jungiant skirtingas medžiagas. Aplinkosaugos problemos, patobulintos technologijos ir netradiciniai pritaikymai taip pat verčia gamybos inžinierius atidžiau pažvelgti į indukcinį litavimą.
Indukcinis litavimas egzistuoja nuo XX a. 6-ojo dešimtmečio, nors indukcinio kaitinimo (naudojant elektromagnetizmą) koncepciją daugiau nei prieš šimtmetį atrado britų mokslininkas Michaelas Faradėjus. Rankiniai degikliai buvo pirmasis šilumos šaltinis litavimui, o po to, 1920 m., atsirado krosnys. Antrojo pasaulinio karo metu krosnių metodai buvo dažnai naudojami dideliems metalinių dalių kiekiams gaminti su minimaliomis darbo sąnaudomis ir sąnaudomis.
Vartotojų oro kondicionavimo paklausa septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose sukūrė naujas indukcinio litavimo taikymo sritis. Tiesą sakant, masinis aliuminio litavimas aštuntojo dešimtmečio pabaigoje lėmė daugelio komponentų, randamų šiuolaikinėse automobilių oro kondicionavimo sistemose, atsiradimą.
„Skirtingai nuo litavimo degikliu, indukcinis litavimas yra bekontaktis ir sumažina perkaitimo riziką“, – pažymi Rickas Bauschas, „Ambrell Corp.“ pardavimų vadovas, „inTEST.temperature“.
Pasak Grego Hollando, „eldec LLC“ pardavimų ir operacijų vadovo, standartinė indukcinio litavimo sistema susideda iš trijų komponentų. Tai maitinimo šaltinis, darbinė galvutė su indukcine rite ir aušintuvas arba aušinimo sistema.
Maitinimo šaltinis prijungtas prie darbinės galvutės, o ritės yra specialiai suprojektuotos taip, kad tilptų aplink jungtį. Induktoriai gali būti pagaminti iš kietų strypų, lanksčių kabelių, apdirbtų ruošinių arba 3D spausdintuvu atspausdintų iš vario lydinių miltelių. Tačiau paprastai jie gaminami iš tuščiavidurio vario vamzdžio, per kurį dėl kelių priežasčių teka vanduo. Viena iš jų – išlaikyti ritę vėsią, neutralizuojant šilumą, kurią dalys atspindi litavimo proceso metu. Tekantis vanduo taip pat neleidžia ritėse kauptis šilumai dėl dažno kintamosios srovės buvimo ir dėl to neefektyvaus šilumos perdavimo.
„Kartais ant ritės uždedamas srauto koncentratorius, siekiant sustiprinti magnetinį lauką viename ar keliuose jungties taškuose“, – aiškina Hollandas. „Tokie koncentratoriai gali būti laminato tipo, sudaryti iš plonų, sandariai sudėtų elektrotechninių plienų, arba feromagnetinių vamzdelių, kuriuose yra miltelių pavidalo feromagnetinės medžiagos ir dielektrinių jungčių, suspaustų esant aukštam slėgiui. Naudokite bet kurį iš šių variantų: koncentratoriaus privalumas yra tas, kad jis sutrumpina ciklo laiką, nes greičiau tiekia daugiau energijos į konkrečias jungties vietas, o kitas vietas išlaiko vėsesnes.“
Prieš pozicionuodamas metalines dalis indukciniam litavimui, operatorius turi tinkamai nustatyti sistemos dažnį ir galios lygius. Dažnis gali svyruoti nuo 5 iki 500 kHz, kuo didesnis dažnis, tuo greičiau paviršius įkaista.
Maitinimo šaltiniai dažnai gali pagaminti šimtus kilovatų elektros energijos. Tačiau delno dydžio detalės litavimui per 10–15 sekundžių reikia tik 1–5 kilovatų. Palyginimui, didelėms detalėms gali prireikti 50–100 kilovatų galios, o litavimas trunka iki 5 minučių.
„Paprastai mažesni komponentai naudoja mažiau energijos, tačiau jiems reikia aukštesnių dažnių, pavyzdžiui, nuo 100 iki 300 kilohercų“, – sakė Bauschas. „Priešingai, didesniems komponentams reikia daugiau galios ir žemesnių dažnių, paprastai mažesnių nei 100 kilohercų.“
Nepriklausomai nuo jų dydžio, metalines dalis prieš tvirtinant, reikia teisingai išdėstyti. Reikia stengtis išlaikyti nedidelį tarpą tarp pagrindinių metalų, kad tekantis užpildo metalas galėtų tinkamai kapiliariškai veikti. Užpakalinės, persidengiančios ir užpakalinės persidengiančios jungtys yra geriausias būdas užtikrinti šį tarpą.
Priimtini tradiciniai arba savaime tvirtinami tvirtinimo elementai. Standartiniai šviestuvai turėtų būti pagaminti iš mažiau laidžių medžiagų, tokių kaip nerūdijantis plienas arba keramika, ir kuo mažiau liesti komponentus.
Projektuojant dalis su susikertančiomis siūlėmis, presavimo įdubimais, įdubimais ar grioveliais, galima pasiekti savaiminį fiksavimą be mechaninės atramos.
Tada jungtys valomos švitriniu popieriumi arba tirpikliu, kad būtų pašalinti teršalai, tokie kaip alyva, riebalai, rūdys, apnašos ir nešvarumai. Šis žingsnis dar labiau sustiprina išlydyto užpildo metalo kapiliarinį veikimą, kai jis tempiasi per gretimus jungties paviršius.
Tinkamai sujungus ir nuvalius dalis, operatorius ant jungties užtepa glaisto (dažniausiai pastos). Glaistas yra užpildo metalo, fliuso (kad būtų išvengta oksidacijos) ir rišiklio, kuris sujungia metalą ir fliusą prieš išsilydant, mišinys.
Litavimo metu naudojami užpildai ir fliusai yra sukurti taip, kad atlaikytų aukštesnę temperatūrą nei naudojami litavimo metu. Litavimo metu naudojami užpildai lydosi ne žemesnėje kaip 842 F temperatūroje ir yra stipresni atvėsę. Jiems priskiriami aliuminio ir silicio, vario, vario ir sidabro, žalvario, bronzos, aukso ir sidabro, sidabro ir nikelio lydiniai.
Tada operatorius pozicionuoja indukcinę ritę, kuri būna įvairių konstrukcijų. Spiralinės ritės yra apskritos arba ovalios formos ir visiškai supa detalę, o šakutės (arba žnyplės) ritės yra abiejose jungties pusėse, o kanalinės ritės užkabinamos už detalės. Kitos ritės yra vidinio skersmens (ID), ID/išorinio skersmens (OD), blyninės, atviros ir daugiapadėtės.
Aukštos kokybės lituotoms jungtims būtinas vienodas kaitinimas. Norėdamas tai padaryti, operatorius turi užtikrinti, kad vertikalus atstumas tarp kiekvienos indukcinės ritės kilpos būtų mažas ir kad sujungimo atstumas (tarpo plotis nuo ritės išorinio skersmens iki vidinio skersmens) išliktų vienodas.
Toliau operatorius įjungia maitinimą, kad pradėtų jungties šildymo procesą. Tai apima greitą vidutinio arba aukšto dažnio kintamosios srovės perdavimą iš maitinimo šaltinio į induktorių, kad aplink jį būtų sukurtas kintamasis magnetinis laukas.
Magnetinis laukas indukuoja srovę jungties paviršiuje, kuri generuoja šilumą, kuri išlydo užpildo metalą, leisdama jam tekėti ir sudrėkinti metalinės dalies paviršių, sukurdama tvirtą jungtį. Naudojant daugiapakopes rites, šį procesą galima atlikti su keliomis dalimis vienu metu.
Rekomenduojama atlikti kiekvieno lituoto komponento galutinį valymą ir apžiūrą. Plaunant dalis vandeniu, pašildytu bent iki 120 F (49 °C), pašalinamos fliuso liekanos ir bet kokios litavimo metu susidariusios apnašos. Dalis turėtų būti panardinta į vandenį, kai užpildo metalas sukietėja, bet jungtis vis dar karšta.
Priklausomai nuo detalės, po minimalios patikros gali būti atliekami neardomieji ir ardomieji bandymai. NDT metodai apima vizualinę ir radiografinę patikrą, taip pat sandarumo ir sandarumo bandymus. Įprasti ardomųjų bandymų metodai yra metalografiniai, lupimo, tempimo, šlyties, nuovargio, perkėlimo ir sukimo bandymai.
„Indukcinis litavimas reikalauja didesnių pradinių kapitalo investicijų nei degiklio metodas, tačiau tai verta, nes gaunamas papildomas efektyvumas ir kontrolė“, – sakė Hollandas. „Kai naudojate indukcinį litavimą, kai reikia šilumos, tiesiog paspauskite. Kai jos nereikia, tiesiog paspauskite.“
„Eldec“ gamina platų indukcinio litavimo maitinimo šaltinių asortimentą, pavyzdžiui, „ECO LINE MF“ tarpinio dažnio liniją, kuri tiekiama įvairiomis konfigūracijomis, kad geriausiai atitiktų kiekvieną pritaikymą. Šių maitinimo šaltinių galia svyruoja nuo 5 iki 150 kW, o dažnis – nuo ​​8 iki 40 Hz. Visuose modeliuose gali būti įrengta galios didinimo funkcija, leidžianti operatoriui per 3 minutes padidinti 100 % nepertraukiamo darbo galią dar 50 %. Kitos svarbios savybės: pirometro temperatūros valdymas, temperatūros registratorius ir izoliuoto užtūros dvipolinio tranzistoriaus maitinimo jungiklis. Šioms eksploatacinėms medžiagoms reikia mažai priežiūros, jos veikia tyliai, užima mažai vietos ir yra lengvai integruojamos su darbo celių valdikliais.
Įvairių pramonės šakų gamintojai vis dažniau naudoja indukcinį litavimą detalėms surinkti. „Bausch“ nurodo automobilių, aviacijos ir kosmoso, medicinos įrangos ir kasybos įrangos gamintojus kaip didžiausius „Ambrell“ indukcinio litavimo įrangos naudotojus.
„Dėl svorio mažinimo iniciatyvų automobilių pramonėje indukciniu būdu lituojamų aliuminio komponentų skaičius toliau didėja“, – pabrėžia Bausch. „Aviacijos ir kosmoso sektoriuje nikelio ir kitų tipų dilimo įdėklai dažnai lituojami prie purkštukų menčių. Abiejose pramonės šakose indukciniu būdu taip pat lituojami įvairūs plieninių vamzdžių jungiamieji elementai.“
Visos šešios „Ambrell“ „EasyHeat“ sistemos veikia nuo 150 iki 400 kHz dažnių diapazone ir idealiai tinka įvairių geometrijų mažų detalių indukciniam litavimui. Kompaktiški modeliai (0112 ir 0224) siūlo galios valdymą 25 vatų skiriamąja geba; LI serijos modeliai (3542, 5060, 7590, 8310) siūlo valdymą 50 vatų skiriamąja geba.
Abi serijos turi nuimamą darbinę galvutę, esančią iki 10 pėdų atstumu nuo maitinimo šaltinio. Sistemos priekinio skydelio valdikliai yra programuojami, todėl galutinis vartotojas gali apibrėžti iki keturių skirtingų šildymo profilių, kurių kiekvienas turi iki penkių laiko ir galios pakopų. Nuotolinis galios valdymas galimas kontaktiniu arba analoginiu įėjimu arba pasirenkamu nuosekliuoju duomenų prievadu.
„Pagrindiniai mūsų indukcinio litavimo klientai yra dalių, kuriose yra anglies, arba didelių masių dalių, kuriose yra didelis geležies procentas, gamintojai“, – aiškina Richas Cukeljas, sintezės verslo plėtros vadovas. „Kai kurios iš šių įmonių aptarnauja automobilių ir aviacijos pramonę, o kitos gamina pistoletus, pjovimo įrankių mazgus, santechnikos čiaupus ir kanalizaciją arba elektros paskirstymo blokus ir saugiklius.“
„Fusion“ parduoda individualiai pritaikytas rotacines sistemas, kurios gali indukciniu būdu lituoti nuo 100 iki 1000 detalių per valandą. Pasak Cukelj, didesnė išeiga galima tiek iš vieno tipo detalės, tiek iš konkrečios detalių serijos. Šių detalių dydis svyruoja nuo 2 iki 14 kvadratinių colių.
„Kiekvienoje sistemoje yra „Stelron Components Inc.“ indeksavimo įrenginys su 8, 10 arba 12 darbo stočių“, – aiškina Cukelj. „Kai kurios darbo stotys naudojamos litavimui, o kitos – patikrai, naudojant vaizdo kameras ar lazerinę matavimo įrangą, arba atliekant tempimo bandymus, siekiant užtikrinti aukštos kokybės lituotus sujungimus.“
Gamintojai naudoja standartinius „eldec“ ECO LINE maitinimo šaltinius įvairiems indukcinio litavimo darbams, pavyzdžiui, rotorių ir velenų susitraukimui arba variklių korpusų sujungimui, teigė Hollandas. Visai neseniai šio generatoriaus 100 kW modelis buvo panaudotas didelėje detalių gamyboje, kurioje variniai grandinės žiedai buvo lituojami prie varinių atšakų jungčių hidroelektrinių užtvankų generatoriams.
„Eldec“ taip pat gamina nešiojamus „MiniMICO“ maitinimo šaltinius, kuriuos galima lengvai perkelti gamykloje, o jų dažnių diapazonas yra nuo 10 iki 25 kHz. Prieš dvejus metus automobilių šilumokaičių vamzdžių gamintojas naudojo „MiniMICO“, kad indukciniu būdu lituotų grįžtamąsias alkūnes prie kiekvieno vamzdžio. Visą litavimą atliko vienas asmuo, o kiekvieno vamzdžio surinkimas užtruko mažiau nei 30 sekundžių.
Džimas yra vyresnysis „ASSEMBLY“ redaktorius, turintis daugiau nei 30 metų redakcinės patirties. Prieš prisijungdamas prie „ASSEMBLY“, Camillo dirbo projektų inžinieriumi ir „Association for Equipment Engineering Journal“ bei „Milling Journal“ redaktoriumi. Džimas turi anglų kalbos bakalauro laipsnį, įgytą DePaul universitete.
Pateikite pasiūlymo užklausą (RFP) pasirinktam tiekėjui ir spustelėkite mygtuką, kuriame išsamiai aprašysite savo poreikius.
Peržiūrėkite mūsų pirkėjo vadovą ir raskite visų tipų surinkimo technologijų, mašinų ir sistemų tiekėjus, paslaugų teikėjus ir prekybos organizacijas.
„Lean Six Sigma“ metodas jau dešimtmečius skatina nuolatinio tobulėjimo pastangas, tačiau jo trūkumai išryškėjo. Duomenų rinkimas yra daug darbo reikalaujantis procesas ir gali apimti tik mažas imtis. Dabar duomenis galima rinkti per ilgą laiką ir keliose vietose už nedidelę kainą, palyginti su senesniais rankiniais metodais.
Robotai yra pigesni ir lengviau naudojami nei bet kada anksčiau. Ši technologija lengvai prieinama net mažiems ir vidutiniams gamintojams. Klausykitės šios išskirtinės diskusijos, kurioje dalyvaus keturių didžiausių Amerikos robotikos tiekėjų – „ATI Industrial Automation“, „Epson Robots“, „FANUC America“ ir „Universal Robots“ – vadovai.