Речиси секој процес на склопување може да се изврши на неколку начини. Опцијата што производителот или интеграторот ја избира за најдобри резултати е обично онаа што одговара на докажана технологија со одредена апликација.
Лемењето е еден таков процес. Лемењето е процес на спојување на метали во кој два или повеќе метални делови се спојуваат со топење на металот за полнење и негово влевање во спојот. Металот за полнење има пониска точка на топење од соседните метални делови.
Топлината за лемење може да се обезбеди со факели, печки или индукциски калеми. За време на индукциското лемење, индукциската калем создава магнетно поле кое ја загрева подлогата за да го стопи металот за полнење. Индукциското лемење се покажува како најдобар избор за сè поголем број апликации за монтажа.
„Индукциското лемење е многу побезбедно од лемењето со факел, побрзо од лемењето во печка и поповторливо од обете“, рече Стив Андерсон, менаџер за теренска и тест наука во Fusion Inc., 88-годишен интегратор во Вилоуби, Охајо, специјализиран за различни методи на склопување, вклучително и лемење.“ Плус, индукциското лемење е полесно. Во споредба со другите два методи, сè што ви треба е стандардна електрична енергија.“
Пред неколку години, „Фјужн“ разви целосно автоматска машина со шест станици за склопување на 10 карбидни струготини за обработка на метали и изработка на алати. Стручните струготини се изработуваат со прицврстување на цилиндрични и конусни празнини од волфрам-карбид на челична дршка. Стапката на производство е 250 делови на час, а посебната лента за делови може да собере 144 празнини и држачи за алати.
„Робот SCARA со четири оски зема рачка од послужавникот, ја доставува до диспензерот за паста за лемење и ја става во гнездото за фаќање“, објаснува Андерсон. „Потоа роботот зема парче празно парче од послужавникот и го поставува на крајот од стеблото на кое е залепено. Индукциското лемење се изведува со помош на електрична намотка што се обвиткува вертикално околу двата дела и го доведува сребрениот метал за полнење до температура на ликвидус од 1.305 F. Откако компонентата за брусење ќе се порамни и излади, таа се исфрла низ отвор за празнење и се собира за понатамошна обработка.“
Употребата на индукциско лемење за склопување се зголемува, главно затоа што создава силна врска помеѓу два метални делови и затоа што е многу ефикасна во спојувањето на различни материјали. Загриженоста за животната средина, подобрената технологија и нетрадиционалните апликации, исто така, ги принудуваат производствените инженери подетално да го разгледаат индукциското лемење.
Индукциското лемење постои уште од 1950-тите, иако концептот на индукциско греење (користејќи електромагнетизам) бил откриен повеќе од еден век претходно од британскиот научник Мајкл Фарадеј. Рачните факели биле првиот извор на топлина за лемење, по што следеле печките во 1920-тите. За време на Втората светска војна, методите базирани на печки често се користеле за производство на големи количини метални делови со минимален труд и трошоци.
Побарувачката на потрошувачите за климатизација во 1960-тите и 1970-тите создаде нови апликации за индукциско лемење. Всушност, масовното лемење на алуминиум кон крајот на 1970-тите резултираше со многу од компонентите што се наоѓаат во денешните системи за климатизација во автомобилите.
„За разлика од лемењето со факел, индукциското лемење е бесконтактно и го минимизира ризикот од прегревање“, забележува Рик Бауш, менаџер за продажба во Ambrell Corp., inTEST.temperature.“
Според Грег Холанд, менаџер за продажба и операции во „eldec LLC“, стандардниот систем за индуктивно лемење се состои од три компоненти. Тоа се напојувањето, работната глава со индукцискиот намот и ладилникот или системот за ладење.
Напојувањето е поврзано со работната глава, а намотките се дизајнирани по мерка да се вклопат околу спојот. Индукторите можат да бидат направени од цврсти прачки, флексибилни кабли, машински обработени цепаници или 3D печатени од прашкасти бакарни легури. Меѓутоа, обично се направени од шупливи бакарни цевки, низ кои тече вода од неколку причини. Едната е да се одржува намотката ладна со неутрализирање на топлината што се рефлектира од деловите за време на процесот на лемење. Течечката вода, исто така, спречува насобирање на топлина во намотките поради честото присуство на наизменична струја и резултирачкиот неефикасен пренос на топлина.
„Понекогаш на намотката се поставува концентратор на флукс за да се зајакне магнетното поле на една или повеќе точки во спојот“, објаснува Холанд. „Таквите концентратори можат да бидат од ламинатен тип, кои се состојат од тенки електрични челици цврсто наредени заедно, или феромагнетни цевки што содржат прашкаст феромагнетен материјал и диелектрични врски компресирани под висок притисок. Користете или. Предноста на концентраторот е што го намалува времето на циклусот со побрзо внесување повеќе енергија во одредени области на спојот, додека другите области ги одржува поладни.“
Пред позиционирање на метални делови за индукциско лемење, операторот треба правилно да ја постави фреквенцијата и нивоата на моќност на системот. Фреквенцијата може да се движи од 5 до 500 kHz, колку е поголема фреквенцијата, толку побрзо се загрева површината.
Напојувањата честопати се способни да произведат стотици киловати електрична енергија. Сепак, лемењето на дел со големина на дланка за 10 до 15 секунди бара само 1 до 5 киловати. За споредба, големите делови можат да бараат 50 до 100 киловати енергија и да потраат до 5 минути за лемење.
„Како општо правило, помалите компоненти користат помалку енергија, но бараат повисоки фреквенции, како што се 100 до 300 килохерци“, рече Бауш. „Спротивно на тоа, поголемите компоненти бараат поголема енергија и пониски фреквенции, обично под 100 килохерци.“
Без оглед на нивната големина, металните делови треба правилно да се позиционираат пред да се прицврстат. Треба да се внимава да се одржи тесен јаз помеѓу основните метали за да се овозможи правилно капиларно дејство од страна на течниот метал за полнење. Задните, преклопните и преклопните споеви се најдобар начин да се обезбеди овој јаз.
Традиционалните или самоприцврстувачките се прифатливи. Стандардните светилки треба да бидат направени од помалку спроводливи материјали како што се не'рѓосувачки челик или керамика, и да ги допираат компонентите што е можно помалку.
Со дизајнирање на делови со испреплетени споеви, набивање, вдлабнатини или жлебови, може да се постигне самофиксирање без потреба од механичка потпора.
Потоа спојниците се чистат со шмиргла или растворувач за да се отстранат загадувачи како што се масло, маснотии, 'рѓа, бигор и нечистотија. Овој чекор дополнително го подобрува капиларното дејство на стопениот метал за полнење кој се влече низ соседните површини на спојот.
Откако деловите се правилно поставени и исчистени, операторот нанесува соединение за спојување (обично паста) на спојот. Соединението е мешавина од метал за полнење, флукс (за да се спречи оксидација) и врзивно средство кое го држи металот и флуксот заедно пред топењето.
Металите за полнење и флуксовите што се користат при лемење се формулирани да издржат повисоки температури од оние што се користат при лемење. Металите за полнење што се користат за лемење се топат на температури од најмалку 842 F и се посилни кога се ладат. Тие вклучуваат легури на алуминиум-силициум, бакар, бакар-сребро, месинг, бронза, злато-сребро, сребро и никел.
Потоа операторот ја позиционира индукциската намотка, која се нуди во различни дизајни. Спиралните намотки се кружни или овални по форма и целосно го опкружуваат делот, додека намотките со вилушка (или клешти) се наоѓаат од двете страни на спојот, а каналните намотки се закачуваат на делот. Другите намотки вклучуваат внатрешен дијаметар (ID), ID/надворешен дијаметар (OD), палачинка, отворен и повеќепозиционен.
Униформната топлина е од суштинско значење за висококвалитетни лемечки споеви. За да го направите ова, операторот треба да се осигура дека вертикалното растојание помеѓу секоја јамка на индукцискиот намот е мало и дека растојанието на спојување (ширина на јазот од надворешната страна на намотката до внатрешната страна на намотката) останува униформно.
Потоа, операторот го вклучува напојувањето за да го започне процесот на загревање на спојот. Ова вклучува брзо пренесување на среднофреквентна или високофреквентна наизменична струја од извор на енергија до индуктор за да се создаде наизменично магнетно поле околу него.
Магнетното поле индуцира струја на површината на спојот, што генерира топлина за топење на металот за полнење, дозволувајќи му да тече и да ја навлажни површината на металниот дел, создавајќи силна врска. Користејќи намотки со повеќе позиции, овој процес може да се изврши на повеќе делови истовремено.
Се препорачува конечно чистење и проверка на секоја лемена компонента. Миењето на деловите со вода загреана на најмалку 120 F ќе ги отстрани остатоците од флукс и секој бигор формиран за време на лемењето. Делот треба да се потопи во вода откако металот за полнење ќе се стврдне, но склопот е сè уште топол.
Во зависност од делот, минималната инспекција може да биде проследена со недеструктивно и деструктивно тестирање. НДТ методите вклучуваат визуелна и радиографски инспекции, како и тестирање за протекување и отпорност. Вообичаени методи за деструктивно тестирање се металографски, лупење, затегнување, смолкнување, замор, пренос и торзија.
„Индукциското лемење бара поголема почетна капитална инвестиција отколку методот со факел, но вреди бидејќи добивате дополнителна ефикасност и контрола“, рече Холанд. „Со индукцијата, кога ви треба топлина, само притискате. Кога не ви треба, притискате.“
Eldec произведува широк спектар на извори на енергија за индукциско лемење, како што е ECO LINE MF линијата со средна фреквенција, која е достапна во различни конфигурации за најдобро да одговара на секоја апликација. Овие напојувања се достапни со номинална моќност од 5 до 150 kW и фреквенции од 8 до 40 Hz. Сите модели можат да бидат опремени со функција за зголемување на моќноста што му овозможува на операторот да ја зголеми номиналната континуирана работа од 100% за дополнителни 50% во рок од 3 минути. Други клучни карактеристики вклучуваат контрола на температурата на пирометарот, снимач на температура и прекинувач за напојување со биполарен транзистор со изолирана порта. Овие потрошни материјали бараат малку одржување, работат тивко, имаат мала површина и лесно се интегрираат со контролери на работни ќелии.
Производителите во неколку индустрии сè повеќе користат индукциско лемење за склопување делови. Бауш ги посочува производителите на автомобилска, воздухопловна, медицинска опрема и опрема за рударство како најголеми корисници на опремата за индукциско лемење Ambrell.
„Бројот на индукциски лемени алуминиумски компоненти во автомобилската индустрија продолжува да се зголемува поради иницијативите за намалување на тежината“, истакнува Бауш. „Во воздухопловниот сектор, никелот и другите видови на абење често се лемат на млазни лопатки. Двете индустрии, исто така, индукциски лематизираат разни фитинзи за челични цевки.“
Сите шест EasyHeat системи на Ambrell имаат фреквентен опсег од 150 до 400 kHz и се идеални за индукциско лемење на мали делови од различни геометрии. Компактните системи (0112 и 0224) нудат контрола на моќноста во рамките на резолуција од 25 вати; моделите од серијата LI (3542, 5060, 7590, 8310) нудат контрола во рамките на резолуција од 50 вати.
И двете серии имаат отстранлива работна глава до 10 стапки од изворот на енергија. Контролите на предниот панел на системот се програмабилни, овозможувајќи му на крајниот корисник да дефинира до четири различни профили на греење, секој со до пет чекори на време и моќност. Далечинска контрола на напојувањето е достапна за контактен или аналоген влез или опционален сериски порт за податоци.
„Нашите главни клиенти за индукциско лемење се производители на делови што содржат одреден јаглерод или делови со голема маса што содржат висок процент на железо“, објаснува Рич Цукелј, менаџер за развој на бизнисот со „Фјужн“. „Некои од овие компании им служат на автомобилската и воздухопловната индустрија, додека други произведуваат пиштоли, склопови на алати за сечење, водоводни славини и одводи или блокови и осигурувачи за дистрибуција на електрична енергија.“
„Фјужн“ продава ротациони системи по нарачка кои можат да индукциско лемење од 100 до 1.000 делови на час. Според Цукел, можни се поголеми приноси за еден тип дел или за одредена серија делови. Овие делови се со големина од 2 до 14 квадратни инчи.
„Секој систем содржи индексатор од Stelron Components Inc. со 8, 10 или 12 работни станици“, објаснува Цукелј. „Некои работни станици се користат за лемење, додека други се користат за инспекција, користејќи визуелни камери или опрема за ласерско мерење, или изведување тестови за влечење за да се обезбедат висококвалитетни лемечки споеви.“
Производителите ги користат стандардните напојувања ECO LINE на eldec за различни апликации за индукциско лемење, како што се ротори и вратила со склопување или спојување на куќишта на мотори, рече Холанд. Неодамна, модел од 100 kW на овој генератор беше користен во голема примена на делови што вклучуваше лемење на бакарни прстени на кола до бакарни спојки на славини за хидроелектрични генератори на брани.
„Елдек“ исто така произведува преносни MiniMICO напојувања кои лесно можат да се движат низ фабриката со фреквентен опсег од 10 до 25 kHz. Пред две години, производител на цевки за автомобилски разменувачи на топлина користеше MiniMICO за индукциско лемење на повратни лакти на секоја цевка. Едно лице го направи целото лемење, а склопувањето на секоја цевка траеше помалку од 30 секунди.
Џим е виш уредник во ASSEMBLY со над 30 години уредувачко искуство. Пред да се приклучи на ASSEMBLY, Камило беше PM инженер, уредник на списанието на Здружението за инженерство на опрема и списанието за фрезирање. Џим има диплома по англиски јазик од Универзитетот ДеПол.
Поднесете Барање за Предлог (RFP) до добавувач по ваш избор и кликнете на копче со детали за вашите потреби
Прелистајте го нашиот водич за купувачи за да пронајдете добавувачи на сите видови технологија за склопување, машини и системи, даватели на услуги и трговски организации.
Lean Six Sigma со децении поттикнува континуирани напори за подобрување, но неговите недостатоци станаа очигледни. Собирањето податоци е трудоинтензивно и може да се соберат само мали примероци. Податоците сега можат да се собираат во долги временски периоди и на повеќе локации за дел од цената на постарите рачни методи.
Роботите се поевтини и полесни за употреба од кога било. Оваа технологија е лесно достапна дури и за мали и средни производители. Слушнете ја оваа ексклузивна панел-дискусија на која учествуваат директори од четири од водечките американски добавувачи на роботика: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America и Universal Robots.