En İyi 5 Katı Hal Kaynak İşlemi

Bu makale ilk beş katı hal kaynak işlemine ışık tutuyor. Bunlar: 1. Dövme Kaynağı 2. Sürtünme Kaynağı 3. Patlayıcı Kaynak 4. Termo-Sıkıştırma Bağları 5. Difüzyon Bağları.

Katı Hal Kaynak İşlemi # 1. Dövme Kaynağı:

Demir kaynağı veya demir kaynağı kaynağı bilinen en eski kaynak işlemidir ve kullanımı M.Ö 1400'den itibaren bildirilmiştir. Bu işlemle kaynaklanacak parçalar 1000 ° C'nin üzerine ısıtılır ve sonra bir araya getirilir ve darbeli darbeler verilir. Daha yeni olan büyük kaynak formunda, dövme işleminin gerçekleştirilmesi için basınç haddeleme, çekme ve sıkma yoluyla uygulanır.

Oksitler, iş parçalarının tasarımı sayesinde veya uygun sıcaklığın yanı sıra akıların kullanılmasıyla hariç tutulur. Düşük karbonlu çeliklerin dövme kaynağı için yaygın olarak kullanılan akılar kum, fluorspar ve borakstır. Oluşursa oksitleri eritmeye yardımcı olurlar.

İş parçalarının uygun şekilde ısıtılması, bağlantı kalitesini kontrol eden ana kaynak değişkenidir. Yetersiz ısıtma bir bağlantıyı etkilemeyebilirken aşırı ısınma düşük güçte kırılgan bir bağlantıya neden olur. Ayrıca, aşırı ısınan parçalar, süngerimsi bir görünüm ile kendini gösteren okside olma eğilimindedir.

En sık kullanılan eklemler, Şekil 2.32'de gösterildiği gibi eşarp, popo, yarık ve kızak tipleridir.

Eski günlerin dövme kaynaklı bileşenlerinin mükemmel bir yaşam örneği, ortalama 350 mm çapında 7-6 m uzunluğunda ve 5.4 ton ağırlığındaki Delhi Demir Ayağı'dır. Bu günlerde süreç, çoğunlukla üçüncü dünya ülkelerinin kırsal alanlarındaki tarım aletleri için düşük karbonlu çelik parçaların kaynağında kullanılmaktadır.

Katı Hal Kaynak İşlemi # 2. Sürtünme Kaynağı:

Sürtünme kaynağında bir parça sabit tutulur, diğeri sürtünme kaynak makinesinin aynasında döndürülür. Birbirlerine baskı altında sürtünmeleri nedeniyle sürtünme nedeniyle ısınırlar. İş parçalarının sürtünme kesiti boyunca istenen dövme sıcaklığına ulaşıldığında, dönme aniden durdurulur ve bir dövme işlemi ve dolayısıyla kaynağa neden olmak için eksenel basınç arttırılır. Bu yöntem, 1945'ten bu yana termoplastiklerin kaynağı için kullanılmaktadır ancak metaller ilk olarak 1956'da başarıyla kaynaklanmıştır.

Sürtünme kaynağı için kullanılan makine bir tornaya benzemektedir ancak bundan daha sağlamdır. Makinenin temel özellikleri, 50.000 N / cm2 seviyesindeki yüksek eksenel basınca dayanabilmesi ve normal aralık nadiren 5000 rpm'yi geçebilse de, 12.000 rpm'ye kadar yüksek iş mili hızı sağlayabilmesi gerektiğidir.

Prosesin daha az popüler bir çeşidi, istenen zamanda ayrılan ve öngörülen süre içinde durup çıkan ve böylece frenleme ünitesini ortadan kaldıran bir volanın dönmesiyle kaynağın elde edildiği INERTIA WELDING olarak adlandırılır. Şekil 2.33, sürekli tahrik ve atalet tipi sürtünme kaynak işlemlerinin prensiplerini göstermektedir.

Sürtünme kaynağı, üretim kaynağına uygun yüksek hızlı bir işlemdir. Ancak, belirli bir iş için işlem parametrelerini standart hale getirmek için ilk denemeler gerekir. İki parçanın sürtünme kaynağı nadiren 100 saniyeden fazla sürer, ancak küçük parçalar için yaklaşık 20 saniye olabilir.

Sürtünme kaynaklı parçalardan birinin yuvarlak olması gerekir, bu işlemin kullanımında ciddi bir sınırlama getirir. Bununla birlikte, popülaritesi artmakta ve metallerin birçoğunu ve bunların bakır ve çelik, alüminyum ve çelik, alüminyum ve titanyum, vs. gibi farklı kombinasyonlarını kaynaklayabilmektedir. İşlemin tipik uygulamaları, matkap uçlarının uçlara, yani motor valfine kaynaklanmasını içerir. kaynaklanıyor, otomobil arka dingili göbeği - aks mahfazasına saplar.

Katı Hal Kaynak İşlemi # 3. Patlayıcı Kaynak:

Patlayıcı ya da patlama kaynak işleminde kaynak, bir parçanın diğerine çarpmasını çok yüksek ama ses altı hızında gerçekleştirerek elde edilir. Bu, genellikle amonyum nitrat bazındaki patlayıcıların kullanılmasıyla başarılır. İşlem mikro saniye içinde tamamlanır.

Prensip olarak patlayıcı kaynak için kullanılan tesisat Şekil 2.34'te gösterilmektedir. Birbirine meyilli olacak şekilde kaynaklanacak iki plakayı göstermektedir. İç açı 1 ila 10 ° arasında değişmektedir. Hedef plaka olarak adlandırılan daha kalın plaka bir örs üzerine yerleştirilir ve uç plaka olarak adlandırılan daha ince plaka, yüzey ve hasarlara karşı, yüzey hasarına karşı koruma için PVC veya kauçuk tampon plakasına sahiptir.

Şarj, afiş levhasının bir ucuna yerleştirilmiş bir fünye tarafından patlatılır. Yük patladığında, broşür plakası hedef plakaya 150 ila 550 m / sn hızında hareket eder ve çarpma plakalarının ara yüzünde bu kadar yüksek bir hızda üretilen basınç 70.000 ila 700.000 N / cm arasındadır. ² .

Bu kadar yüksek bir hız ve basınç altında, metal, birleştirme cephesinden ileri doğru akar ve Şekil 2.35'te gösterildiği gibi kilitleme tipinin birbirine bağlanmasıyla sonuçlanan bir sıvı jeti gibi hareket eder. Bu kilitleme, bir patlama kaynağının temel bir özelliğidir ve gücünün nedenidir. İki bileşenin (metallerin) daha zayıf olan gücüne eşit kaynak kuvveti elde edilebilir.

Patlayıcı kaynak normalde bir dış mekan işlemidir ve özellikle yüksek mukavemetli bir patlayıcı yükün patlaması gerekebileceği durumlarda patlama bölgesine yaklaşan kişileri engellemek için geniş bir alana ihtiyaç duyar.

Bakır ve çelik, alüminyum ve yumuşak çelik, alüminyum ve Inconel (% 76 Ni +% 15 Cr + Fe), alüminyum ve paslanmaz çelik vb. Gibi farklı metal kombinasyonlarının kaynaklanmasında patlayıcı kaynak kullanılabilir. Tantal kaynağı için de kullanılabilir., titanyum ve nikel bileşenleri.

Patlayıcı kaynakların tipik uygulamaları arasında kalın levhaların ince tabakalar ve hatta folyolar ile kaplanması bulunmaktadır. Isı eşanjörlerinde boru-boru-levha bağlantı elemanları, vana-boru eklemi ve kazanlarda sızıntı yapan boruların tıkanması bu işlemle başarılı bir şekilde başarılabilir.

Katı Hal Kaynak İşlemi # 4. Termo Sıkıştırma Bağlama :

200 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta kullanılan bir basınçlı kaynak işlemidir. Proses, elektrik ve elektronik endüstrisinde, yaklaşık 0.025 mm çapındaki ince tellerin cam veya seramik üzerindeki metal filmlere kaynak yapılması için küçük bileşenlerle ilgilidir.

Sürecin üçü Şekil 2.41'de gösterilen ve keski veya kama bağı, bilyeli bağ ve paralel aralıklı bağ olarak adlandırılan işlemin birçok sürümü vardır. Keski veya kama bağında, bir kablo deforme olur, basınç altında ve kama şeklindeki çentiklendirici yardımıyla filme kaynaklanır. Bilyalı bağda, tel, Şekil (b) 'de gösterildiği gibi tel ucunda bir top oluşturmak üzere bir mikro-hidrojen alev ile ısıtılır, bu daha sonra delinmiş girinti içinden uygulanan basınç ile substrat üzerindeki ısıtılmış filme kaynaklanır.

Paralel aralıktaki bağda, tel veya şerit, filme, tungsten gibi yüksek dirençli malzemeden yapılan ikiz elektrot yardımı ile bastırılır. Tel veya şerit boyunca akım akışı yerel olarak ısınır, böylece ısının etrafındaki küçük bölgeye sınırlı kalması sağlanır.

Sürecin bütün bu varyantları için, bağlanan eklem çevresinde yerel inert atmosfer yaratılır. Ultrasonik titreşimler, işlemin tüm bu modlarının bazı uygulamalarında ısıtmanın yerini alır.

İşlemin ticari uygulamaları arasında, cam veya seramik yüzeylere soy metal, alüminyum ve bakır kaynağı bulunur.

Katı Hal Kaynak İşlemi # 5. Difüzyon Bağları:

Difüzyon yapışmasında veya difüzyon kaynağında 5 ila 75 N / mm2 düzeyinde basınç uygulanarak bir kaynak elde edilir, parçalar yüksek sıcaklıkta, normal olarak erime noktasının yaklaşık% 70'i mutlak derecelerde tutulur; çelik için yaklaşık 1000 ° C. İşlem, açık bir şekilde, sıcaklıktaki yükselmeyle hızlanan katı faz difüzyonuna dayanır.

Metallerde difüzyon, boş kafes bölgeleri nedeniyle veya tane sınırları boyunca meydana gelir ve aşağıdaki matematiksel ilişki ile ifade edilir:

D = D ₀ ^eERT

nerede,

D = difüzyon hızı.

D ₀ = D ile aynı boyuta sahip sabit,

E = aktivasyon enerjisi,

R = gaz sabiti,

T = İş parçalarının tutulduğu mutlak sıcaklık.

Gereken difüzyonun derecesine bağlı olarak, işlem 2 ila 3 dakika içinde tamamlanabilir veya birkaç dakika hatta saatlerce sürebilir. Kaynak yapılacak yüzeylerin kalitesi önemli bir rol oynar. Genellikle 0-4 ila 0-2 µm * CLA (merkez çizgisi ortalama) standardına çevrilmiş, öğütülmüş veya öğütülmüş kaliteli bir yüzey genellikle yeterlidir. Aseton veya petrol eteri sürtüsü kullanılarak yüzey kaynak öncesi yağdan arındırılmalıdır.

Birleştirilen yüzeylerde oksit tabakalarının varlığı difüzyonu engeller, ancak belli bir süre boyunca dağılırlar. Böylece, demir ve titanyum gibi kendi oksitlerini çözen metaller kolayca bağlanır. Aksine, sert refrakter oksit tabakaları oluşturan metaller gibi, alüminyum gibi, difüzyon kaynağı yapmak zordur.

Difüzyon bağı, üç yöntemle elde edilebilir:

1. Gaz basıncı yapıştırma,

2. Vakum füzyon yapıştırma ve

3. Ötektik füzyon bağı.

Gaz basıncı bağlantısında, parçalar inert bir atmosferde tutulur ve otoklava benzeyen bir sistemle 800 ° C sıcaklığa ısıtılır. Isıtma sırasında yüksek basınç tüm yüzeyler üzerinde eşit bir basınç sağlar. Bu yöntem, demir dışı metallerin yapıştırılmasında kullanılır, çünkü çelikler için yüksek sıcaklıklar gerektirir.

Vakum füzyonla bağlanma işleminde, parçalar bir vakum odasında bir yakın temasta tutulur. Parçalar üzerindeki basınç, mekanik yollarla veya bir hidrolik pompa ile uygulanır ve ısıtma, gaz basınçlı kaynakla aynı şekilde yapılır. Şekil 2.42, vakum füzyon bağı için şematik bir diyagramı gösterir.

Basıncı hızla yaklaşık 10 - ³ torr'a (mm civa) düşürebilen bir vakum pompası sistemi kullanılmalıdır. Mekanik veya hidrolik araçlar kullanılarak oluşturulan yüksek basınç, bu yöntemle bağ çeliklerinin difüzyonunu mümkün kılar. Çeliğin başarılı bir şekilde birleştirilmesi, yaklaşık 70 N / mm2 uygulanmış bir basınç altında yaklaşık 1150 ° C'lik bir sıcaklıkta gerçekleştirilebilir.

Ötektik füzyon bağlantısında, kaynaklanacak yüzeylerin arasına özel bir malzemeden ince bir parça yerleştirilir. Bu, yüksek bir sıcaklıkta difüzyonla bir ötektik bileşiğin oluşmasına neden olur ve parça, arayüzde tamamen kaybolabilir ve ötektik alaşım (lar) oluşturabilir. İki parça arasına yerleştirilmek için kullanılan malzeme genellikle 0-005 ila 0-025 mm kalınlığında folyo formunda farklı bir metaldir.

Difüzyon bağları, farklı metalleri birleştirmek için kullanılabilir, örneğin çelik, alüminyum, tungsten, titanyum, molibden, sermet'in (seramik ve metal bileşikleri), bakırdan titanyuma, titanyumdan platine, vb. Kaynaklanabilir. elektronik, alet yapımı, füze, uçak, nükleer ve havacılık endüstrisi.

Tipik difüzyon bağlanma uygulamaları arasında, ağır kesici aletlerin karbür uçları veya sert alaşımları olan devrilme, vakum tüpü bileşenlerinin birleştirilmesi, 1650 ° C'ye kadar oksitleyici bir atmosferde çalışabilen dirençli fırın için molibden disilisitten yüksek sıcaklık ısıtıcılarının imal edilmesi bulunur. Havacılık endüstrisinde, titanyumun karmaşık şekilli bileşenlerini basit yapısal şekillerden üretmek için kullanılır. Ayrıca aşınma, ısı veya korozyona karşı yüzey kaplamak için bileşenlerin yüzeyinde kullanılır.