Hemen hemen her montaj işlemi birkaç şekilde gerçekleştirilebilir. Bir üreticinin veya entegratörün en iyi sonuçlar için seçtiği seçenek genellikle belirli bir uygulamaya kanıtlanmış bir teknolojiyi uyduran seçenektir.
Lehimleme böyle bir işlemdir. Lehimleme, iki veya daha fazla metal parçasının dolgu metalini eriterek ve birleştirme noktasına akıtarak birleştirildiği bir metal birleştirme işlemidir. Dolgu metalinin erime noktası, bitişik metal parçalardan daha düşüktür.
Lehimleme için ısı, meşaleler, fırınlar veya indüksiyon bobinleri ile sağlanabilir. İndüksiyon lehimleme sırasında, bir indüksiyon bobini, dolgu metalini eritmek için alt tabakayı ısıtan bir manyetik alan oluşturur. İndüksiyon lehimleme, giderek artan sayıda montaj uygulaması için en iyi seçim olduğunu kanıtlamaktadır.
"Endüksiyon lehimleme, meşale lehimlemeden çok daha güvenli, fırın lehimlemeden daha hızlı ve her ikisinden de daha tekrarlanabilir," diyor Willoughby, Ohio'da 88 yaşında bir entegratör olan Fusion Inc.'de saha ve test bilimi müdürü Steve Anderson. Lehimleme de dahil olmak üzere çeşitli montaj yöntemlerinde uzmanlaşmıştır. "Ayrıca, endüksiyon lehimleme daha kolaydır. Diğer iki yöntemle karşılaştırıldığında, gerçekten ihtiyacınız olan tek şey standart elektriktir."
Birkaç yıl önce Fusion, metal işleme ve takım yapımı için 10 karbür frezeyi birleştirmek üzere tam otomatik altı istasyonlu bir makine geliştirdi. Frezeler, silindirik ve konik tungsten karbür boşluklarının bir çelik şafta takılmasıyla yapılır. Üretim hızı saatte 250 parçadır ve ayrı parça tepsisi 144 boşluk ve takım tutucuyu tutabilir.
Anderson, "Dört eksenli bir SCARA robotu tepsideki bir sapı alır, lehim macunu dağıtıcısına sunar ve tutucu yuvasına yükler," diye açıklıyor. "Daha sonra robot tepsideki bir boş parçayı alır ve yapıştırıldığı şaftın ucuna yerleştirir. Endüksiyon lehimleme, iki parçanın etrafına dikey olarak sarılan ve gümüş dolgu metalini 1.305 F'lik bir sıvı sıcaklığına getiren bir elektrik bobini kullanılarak gerçekleştirilir. Çapak bileşeni hizalandıktan ve soğutulduktan sonra, bir boşaltma oluğundan dışarı atılır ve daha fazla işlem için toplanır."
İndüksiyon lehimlemenin montajda kullanımı, esas olarak iki metal parça arasında güçlü bir bağlantı oluşturması ve farklı malzemeleri birleştirmede çok etkili olması nedeniyle artmaktadır. Çevresel kaygılar, gelişmiş teknoloji ve geleneksel olmayan uygulamalar da üretim mühendislerini indüksiyon lehimlemesine daha yakından bakmaya zorlamaktadır.
Endüksiyonla lehimleme 1950'lerden beri var olmasına rağmen, endüksiyonla ısıtma (elektromanyetizma kullanılarak) kavramı bir asırdan fazla bir süre önce İngiliz bilim adamı Michael Faraday tarafından keşfedildi. Lehimleme için ilk ısı kaynağı el meşaleleriydi ve bunu 1920'lerde fırınlar izledi. II. Dünya Savaşı sırasında, çok miktarda metal parçayı asgari emek ve masrafla üretmek için sıklıkla fırın tabanlı yöntemler kullanıldı.
1960'lı ve 1970'li yıllarda tüketicilerin klimaya olan talebi, indüksiyon lehimleme için yeni uygulamalar yarattı. Aslında, 1970'lerin sonlarında alüminyumun toplu lehimlenmesi, günümüz otomotiv klima sistemlerinde bulunan bileşenlerin çoğunun üretilmesiyle sonuçlandı.
Ambrell Corp.'un TEST.temperature satış müdürü Rick Bausch, "Torba lehimlemenin aksine, indüksiyon lehimlemesi temassızdır ve aşırı ısınma riskini en aza indirir" diyor.
Eldec LLC'de satış ve operasyon müdürü olan Greg Holland'a göre standart bir indüksiyon lehimleme sistemi üç bileşenden oluşuyor. Bunlar güç kaynağı, indüksiyon bobinli çalışma kafası ve soğutucu veya soğutma sistemidir.
Güç kaynağı çalışma kafasına bağlanır ve bobinler eklemin etrafına uyacak şekilde özel olarak tasarlanır. Endüktörler katı çubuklardan, esnek kablolardan, işlenmiş kütüklerden veya toz bakır alaşımlarından 3D yazdırılarak yapılabilir. Ancak genellikle, suyun çeşitli nedenlerle içinden aktığı içi boş bakır borulardan yapılır. Bunlardan biri, lehimleme işlemi sırasında parçalar tarafından yansıtılan ısıyı dengeleyerek bobini serin tutmaktır. Akan su ayrıca, alternatif akımın sık sık bulunması ve bunun sonucunda ortaya çıkan verimsiz ısı transferi nedeniyle bobinlerde ısı birikmesini önler.
Holland, "Bazen, bağlantı noktasındaki bir veya daha fazla noktadaki manyetik alanı güçlendirmek için bobine bir akı yoğunlaştırıcı yerleştirilir," diye açıklıyor. "Bu tür yoğunlaştırıcılar, sıkıca istiflenmiş ince elektrik çeliklerinden oluşan laminat tipinde veya toz halinde ferromanyetik malzeme ve yüksek basınç altında sıkıştırılmış dielektrik bağlar içeren ferromanyetik tüpler olabilir. İkisinden birini kullanın Yoğunlaştırıcının avantajı, bağlantının belirli bölgelerine daha hızlı daha fazla enerji getirerek çevrim süresini azaltması ve diğer bölgeleri daha soğuk tutmasıdır."
Endüksiyon lehimleme için metal parçaları konumlandırmadan önce, operatörün sistemin frekansını ve güç seviyelerini doğru bir şekilde ayarlaması gerekir. Frekans 5 ila 500 kHz arasında değişebilir, frekans ne kadar yüksek olursa yüzey o kadar hızlı ısınır.
Güç kaynakları genellikle yüzlerce kilovat elektrik üretme kapasitesine sahiptir. Ancak, avuç içi büyüklüğündeki bir parçayı 10 ila 15 saniyede lehimlemek yalnızca 1 ila 5 kilovat gerektirir. Buna karşılık, büyük parçalar 50 ila 100 kilovat güç gerektirebilir ve lehimlenmesi 5 dakikaya kadar sürebilir.
Bausch, "Genel bir kural olarak, daha küçük bileşenler daha az güç kullanır, ancak 100 ila 300 kilohertz gibi daha yüksek frekanslar gerektirir" dedi. "Buna karşılık, daha büyük bileşenler daha fazla güç ve genellikle 100 kilohertz'in altında daha düşük frekanslar gerektirir."
Boyutları ne olursa olsun, metal parçalar sabitlenmeden önce doğru şekilde konumlandırılmalıdır. Akan dolgu metalinin uygun kılcal hareketine izin vermek için temel metaller arasında sıkı bir boşluk bırakılmasına dikkat edilmelidir. Uçtan uca, bindirmeli ve uçtan bindirmeli bağlantılar bu boşluğu sağlamanın en iyi yoludur.
Geleneksel veya kendiliğinden sabitlenen armatürler kabul edilebilir. Standart armatürler paslanmaz çelik veya seramik gibi daha az iletken malzemelerden yapılmalı ve bileşenlere mümkün olduğunca az temas etmelidir.
Parçaların birbirine geçen dikişler, sıkıştırma, çöküntüler veya tırtıklar ile tasarlanmasıyla, mekanik desteğe ihtiyaç duyulmadan kendi kendine sabitleme sağlanabilir.
Daha sonra derzler, yağ, gres, pas, kireç ve pislik gibi kirleticileri gidermek için zımpara pedi veya çözücü ile temizlenir. Bu adım, erimiş dolgu metalinin derzin bitişik yüzeylerinden kendini çekmesiyle oluşan kılcal etkiyi daha da artırır.
Parçalar düzgün bir şekilde yerleştirilip temizlendikten sonra, operatör birleştirme yerine bir birleştirme bileşiği (genellikle bir macun) uygular. Bileşik, dolgu metali, akı (oksidasyonu önlemek için) ve erimeden önce metali ve akıyı bir arada tutan bir bağlayıcının karışımıdır.
Lehimlemede kullanılan dolgu metalleri ve akılar, lehimlemede kullanılanlardan daha yüksek sıcaklıklara dayanacak şekilde formüle edilmiştir. Lehimlemede kullanılan dolgu metalleri en az 842 F sıcaklıkta erir ve soğutulduğunda daha güçlüdür. Bunlara alüminyum-silisyum, bakır, bakır-gümüş, pirinç, bronz, altın-gümüş, gümüş ve nikel alaşımları dahildir.
Operatör daha sonra çeşitli tasarımlara sahip endüksiyon bobinini konumlandırır. Sarmal bobinler dairesel veya oval şekildedir ve parçayı tamamen çevreler, çatal (veya pense) bobinleri ise eklemin her iki tarafında bulunur ve kanal bobinleri parçaya takılır. Diğer bobinler arasında İç Çap (ID), ID/Dış Çap (OD), Gözleme, Açık ve Çok Konumlu bulunur.
Yüksek kaliteli lehimli bağlantılar için homojen ısı esastır. Bunu yapmak için, operatörün her bir indüksiyon bobini halkası arasındaki dikey mesafenin küçük olmasını ve bağlantı mesafesinin (bobin dış çapından iç çapına kadar olan boşluk genişliği) homojen kalmasını sağlaması gerekir.
Daha sonra operatör, eklemi ısıtma sürecini başlatmak için gücü açar. Bu, bir güç kaynağından bir indüktöre hızlı bir şekilde orta veya yüksek frekanslı alternatif akım aktarılmasını ve etrafında alternatif bir manyetik alan oluşturulmasını içerir.
Manyetik alan, birleştirme yüzeyinde bir akım oluşturur ve bu akım, dolgu metalini eritmek için ısı üretir, böylece metalin akmasına ve metal parçanın yüzeyini ıslatmasına izin verir ve güçlü bir bağ oluşturur. Çok konumlu bobinler kullanılarak bu işlem aynı anda birden fazla parça üzerinde gerçekleştirilebilir.
Her lehimlenmiş bileşenin son temizliği ve muayenesi önerilir. Parçaların en az 120 F'ye kadar ısıtılmış suyla yıkanması, akı kalıntılarını ve lehimleme sırasında oluşan tüm tortuları temizleyecektir. Dolgu metali katılaştıktan sonra ancak montaj hala sıcakken parça suya daldırılmalıdır.
Parçaya bağlı olarak, minimal muayeneyi tahribatsız ve tahribatlı testler izleyebilir. NDT yöntemleri görsel ve radyografik muayenenin yanı sıra sızıntı ve dayanıklılık testlerini de içerir. Yaygın tahribatlı test yöntemleri metalografik, soyma, çekme, kesme, yorulma, transfer ve burulma testleridir.
"Endüksiyon lehimleme, meşale yönteminden daha büyük bir ön sermaye yatırımı gerektirir, ancak buna değer çünkü ekstra verimlilik ve kontrol elde edersiniz," diyor Holland. "Endüksiyonla, ısıya ihtiyacınız olduğunda sadece bastırırsınız. İhtiyacınız olmadığında bastırırsınız."
Eldec, her uygulamaya en iyi şekilde uyacak şekilde çeşitli konfigürasyonlarda mevcut olan ECO LINE MF ara frekans hattı gibi indüksiyon lehimleme için çok çeşitli güç kaynakları üretir. Bu güç kaynakları, 5 ila 150 kW arasında değişen güç değerlerinde ve 8 ila 40 Hz arasında değişen frekanslarda mevcuttur. Tüm modeller, operatörün %100 sürekli görev derecesini 3 dakika içinde ek %50 artırmasına olanak tanıyan bir güç artırma özelliği ile donatılabilir. Diğer önemli özellikler arasında pirometre sıcaklık kontrolü, sıcaklık kaydedici ve yalıtımlı kapılı bipolar transistör güç anahtarı bulunur. Bu sarf malzemeleri çok az bakım gerektirir, sessiz çalışır, küçük bir alana sahiptir ve iş hücresi denetleyicileriyle kolayca entegre edilebilir.
Birçok sektördeki üreticiler parçaları birleştirmek için giderek daha fazla indüksiyon lehimleme yöntemi kullanıyor. Bausch, Ambrell indüksiyon lehimleme ekipmanlarının en büyük kullanıcılarının otomotiv, havacılık, tıbbi ekipman ve madencilik ekipmanı üreticileri olduğunu belirtiyor.
Bausch, "Otomotiv endüstrisinde indüksiyonla lehimlenen alüminyum bileşenlerin sayısı, ağırlık azaltma girişimleri nedeniyle artmaya devam ediyor," diye belirtiyor. "Havacılık sektöründe, nikel ve diğer aşınma pedleri genellikle jet kanatlarına lehimlenir. Her iki endüstri de çeşitli çelik boru bağlantı parçalarını indüksiyonla lehimliyor."
Ambrell'in altı EasyHeat sisteminin de frekans aralığı 150 ila 400 kHz olup, çeşitli geometrilerdeki küçük parçaların indüksiyonla lehimlenmesi için idealdir. Kompakt modeller (0112 ve 0224) 25 watt çözünürlükte güç kontrolü sunar; LI serisindeki modeller (3542, 5060, 7590, 8310) ise 50 watt çözünürlükte kontrol imkanı sunar.
Her iki seride de güç kaynağından 10 feet'e kadar uzaklıkta çıkarılabilir bir çalışma başlığı bulunur. Sistemin ön panel kontrolleri programlanabilir olup, son kullanıcının her biri beş adede kadar zaman ve güç adımına sahip dört adede kadar farklı ısıtma profili tanımlamasına olanak tanır. Uzaktan güç kontrolü, kontakt veya analog giriş veya isteğe bağlı seri veri portu için mevcuttur.
"Endüksiyon lehimleme için ana müşterilerimiz, bir miktar karbon içeren parça üreticileri veya yüksek oranda demir içeren büyük kütleli parçalardır," diye açıklıyor Füzyon İş Geliştirme Müdürü Rich Cukelj. "Bu şirketlerden bazıları otomotiv ve havacılık endüstrilerine hizmet ederken, diğerleri silahlar, kesici takım düzenekleri, tesisat muslukları ve giderleri veya güç dağıtım blokları ve sigortaları üretiyor."
Fusion, saatte 100 ila 1.000 parçayı indüksiyonla lehimleyebilen özel döner sistemler satıyor. Cukelj'e göre, tek bir parça türü veya belirli bir parça serisi için daha yüksek verimler mümkün. Bu parçaların boyutları 2 ila 14 inç kare arasında değişiyor.
Cukelj, "Her sistemde 8, 10 veya 12 iş istasyonuna sahip Stelron Components Inc.'den bir indeksleyici bulunuyor" şeklinde açıklıyor. "Bazı iş istasyonları lehimleme için kullanılırken, diğerleri inceleme, görüş kameraları veya lazer ölçüm ekipmanı kullanma veya yüksek kaliteli lehimli bağlantıları garantilemek için çekme testleri gerçekleştirme amacıyla kullanılıyor."
Holland, üreticilerin eldec'in standart ECO LINE güç kaynaklarını, rotor ve şaftların büzülmesi veya motor gövdelerinin birleştirilmesi gibi çeşitli indüksiyon lehimleme uygulamaları için kullandığını söyledi. Daha yakın zamanda, bu jeneratörün 100 kW'lık bir modeli, hidroelektrik baraj jeneratörleri için bakır devre halkalarının bakır musluk bağlantılarına lehimlenmesini içeren büyük bir parça uygulamasında kullanıldı.
Eldec ayrıca fabrikada kolayca taşınabilen ve 10 ila 25 kHz frekans aralığına sahip taşınabilir MiniMICO güç kaynakları da üretiyor. İki yıl önce, otomotiv ısı eşanjörü boruları üreten bir üretici, her bir boruya dönüş dirseklerini endüksiyonla lehimlemek için MiniMICO'yu kullandı. Tüm lehimlemeyi tek bir kişi yaptı ve her bir boruyu monte etmek 30 saniyeden az sürdü.
Jim, ASSEMBLY'de 30 yılı aşkın editörlük deneyimine sahip kıdemli bir editördür. ASSEMBLY'ye katılmadan önce Camillo, PM Mühendisi ve Association for Equipment Engineering Journal ve Milling Journal'ın editörüydü. Jim, DePaul Üniversitesi'nden İngiliz Dili alanında lisans derecesine sahiptir.
Tercih ettiğiniz bir satıcıya Teklif Talebi (RFP) gönderin ve ihtiyaçlarınızı ayrıntılı olarak açıklayan bir düğmeye tıklayın
Her türlü montaj teknolojisi, makine ve sistem tedarikçilerini, servis sağlayıcılarını ve ticaret organizasyonlarını bulmak için alıcı rehberimize göz atın.
Lean Six Sigma, onlarca yıldır sürekli iyileştirme çabalarını yönlendiriyor, ancak eksiklikleri ortaya çıktı. Veri toplama emek yoğun bir süreçtir ve yalnızca küçük örnekleri toplayabilir. Veriler artık eski manuel yöntemlere göre çok daha düşük bir maliyetle uzun zaman dilimlerinde ve birden fazla konumda toplanabiliyor.
Robotlar her zamankinden daha ucuz ve kullanımı daha kolay. Bu teknoloji küçük ve orta ölçekli üreticiler için bile kolaylıkla ulaşılabilir durumda. Amerika'nın en büyük dört robotik tedarikçisinin yöneticilerinin yer aldığı bu özel panel tartışmasını dinleyin: ATI Endüstriyel Otomasyon, Epson Robots, FANUC America ve Universal Robots.