Pin
Send
Share
Send


Дәнекерлеу бұл материалдарды, әдетте металды немесе термопластиканы біріктіріп, үйлесімділік тудыратын өндіріс процесі. Бұл көбінесе дайындамаларды балқытып, балқытылған материалдың пулын қалыптастыру үшін толтырғыш материалды қосу арқылы жасалады дәнекерлеу шұңқырыкүшті буынға айналады. Кейде дәнекерлеу қысымсыз, жылусыз немесе күйсіз шығарылады. Керісінше, дәнекерлеу және пісіру дайындамаларды ерітпей, олардың арасында байланыс орнату үшін дайындамалар арасында төменгі балқыту материалын балқытуды қамтиды.

Газды жалын, электр доғасы, лазер, электрон сәулесі, үйкеліс және ультрадыбысты қоса дәнекерлеу үшін энергияның әртүрлі көздерін қолдануға болады. Көбінесе бұл өндірістік процесс болғанымен, дәнекерлеуді әр түрлі ортада, соның ішінде ашық ауада, су астындағы және ғарышта жасауға болады. Қай жерде орналасқанына қарамастан, дәнекерлеу қауіпті болып қалады, сондықтан күйіп қалудан, электр тогынан, улы түтіннен және ультракүлгін сәуленің әсерінен сақтану керек.

ХІХ ғасырдың аяғына дейін дәнекерлеудің жалғыз процесі темір ұсталар ғасырлар бойы металдарды қыздыру және соққы арқылы біріктіру үшін қолданған. Доғалық дәнекерлеу және оксидті отынмен дәнекерлеу ғасырдың алғашқы процестерінің бірі болды, ал қарсыласу дәнекерлігі көп ұзамай болды. Дәнекерлеу технологиясы ХХ ғасырдың басында тез дамыды, өйткені бірінші дүниежүзілік соғыс және екінші дүниежүзілік соғыс біріктірудің сенімді және қымбат емес әдістеріне сұранысты арттырды. Соғыстардан кейін бірнеше заманауи дәнекерлеу әдістері жасалды, соның ішінде металды доғалық дәнекерлеу сияқты қолмен жұмыс жасау әдістері, қазір ең танымал дәнекерлеу әдістерінің бірі, сонымен қатар жартылай автоматты және автоматикалық процестер, мысалы, газды доғалық дәнекерлеу, суасты доға дәнекерлеу және т.б. доғалы дәнекерлеу. Зерттеулер ғасырдың екінші жартысында лазерлік сәулелік дәнекерлеу және электронды-сәулелік дәнекерлеу өнертабысымен жалғасты. Бүгінгі таңда ғылым алға жылжуды жалғастыруда. Роботтық дәнекерлеу өндірістік жағдайларда кеңінен таралуда және зерттеушілер дәнекерлеудің жаңа әдістерін әзірлеуді жалғастыруда және дәнекерлеу сапасы мен қасиеттері туралы көбірек түсінік алады.

Болашақта дәнекерлеу адамның жаңа барлау мен құрылысты дамытуда маңызды рөл атқарады. Дәнекерлеуді пайдалану процестің тиімділігі мен ұзақтылығына байланысты ауыстырылмайтын сияқты.

Тарих

Делидегі темір баған.

Металлдарды біріктіру тарихы бірнеше мыңжылдықтардан басталады, Еуропа мен Таяу Шығыстағы қола дәуірі мен темір дәуіріне дейінгі дәнекерлеудің алғашқы үлгілері. Дәнекерлеу Үндістанның Дели қаласындағы темір тіректің құрылысында қолданылды, шамамен 310 салынды және салмағы 5,4 метрикалық тоннаны құрады.1 Орта ғасырлар соғу дәнекерлеуінде жетістіктерге қол жеткізді, онда темір ұстасы байланғанға дейін қыздырылған металды бірнеше рет ұрып тастады. 1540 жылы Vannoccio Biringuccio жарық көрді Де ла пиротехния, соғу операциясының сипаттамалары. Ренессанс шеберлері бұл процессте шебер болды, ал кейінгі ғасырлар бойында өнеркәсіп өркендей берді.2 Дәнекерлеу ХІХ ғасырда өзгерді. 1800 жылы сэр Хамфри Дэви электр доғасын ашты, ал доғалы дәнекерлеу жетістіктері 1800 жылдардың аяғында орыс, Николай Славянов және американдық, CL Coffin металл электродтарымен ойлап табуды жалғастырды. көміртекті электрод танымал болды. Шамамен 1900 жылы А.П.Штромменгер Ұлыбританияда жабық металл электрод шығарды, ол неғұрлым тұрақты доғаны берді, ал 1919 жылы ауыспалы ток дәнекерлеуін К.Д.Холслаг ойлап тапты, бірақ ол онжылдыққа танымал болмады.3

Қарсыласу дәнекерлеуі ХІХ ғасырдың соңғы онжылдығында да дамыды, алғашқы патенттері 1885 жылы Элиу Томпсонға берілді, алдағы 15 жыл ішінде одан әрі дами түсті. Термитті дәнекерлеу 1893 жылы ойлап табылды және осы уақытта окси-отынмен дәнекерлеу тағы бір процесс жақсы жолға қойылды. Ацетиленді 1836 жылы Эдмунд Дэви ашты, бірақ оны қолдану дәнекерлеуде практикалық тұрғыдан тиімді емес еді, шамамен 1900 жылға дейін, ол қолайлы жарғыш жасалынған.4 Алғашында оксиді жанармаймен дәнекерлеу дәнекерлеудің ең танымал әдістерінің бірі болды, өйткені оның тасымалдануы және салыстырмалы түрде арзан бағасы. ХХ ғасырдың өркендеуіне қарамастан, ол өнеркәсіптік қолдануға қолайлы болмады. Ол негізінен доғалы дәнекерлеуге ауыстырылды, өйткені доғаны тұрақтандыратын және негізгі материалды қоспалардан қорғайтын электродқа арналған металды жабындар (флюс деп аталады) әзірленуді жалғастырды.5

Бірінші дүниежүзілік соғыс дәнекерлеу процестерін қолдануда үлкен өсуді тудырды, бұл кезде әртүрлі әскери күштер дәнекерлеудің бірнеше жаңа процестерінің қайсысы жақсы болатындығын анықтауға тырысты. Британдықтар негізінен доғалық дәнекерлеуді, тіпті кеме салуды да қолданды Фулагар, толығымен дәнекерленген корпусы бар. Америкалықтар одан тартыншақ болды, бірақ соғыс басталған кезде Нью-Йорктегі Харбордағы неміс шабуылдарынан кейін процесс оларға кемелерін тез арада жөндеуге мүмкіндік берген кезде доғалық дәнекерлеудің артықшылықтарын түсіне бастады. Доғалық дәнекерлеу соғыс кезінде әуе кемелеріне де қолданылды, себебі кейбір неміс ұшақтарының фюзеляждары осы процесті қолдана отырып салынды.6

1920 жылдары дәнекерлеу технологиясында үлкен жетістіктерге қол жеткізілді, соның ішінде 1920 жылы автоматты дәнекерлеу енгізілді, онда электрод сымы үздіксіз беріліп отырды. Қорғаныс газы көп назар аударатын тақырыпқа айналды, өйткені ғалымдар дәнекерлерді атмосферадағы оттегі мен азоттың әсерінен қорғауға тырысты. Кеуектілік пен сынғыштық басты проблемалар болды, ал әзірленген шешімдерге атмосфера ретінде сутегі, аргон және гелий қолданылды.7 Келесі онжылдықта алюминий және магний сияқты реактивті металдарды дәнекерлеуге мүмкіндік туды. Бұл автоматты дәнекерлеу, ауыспалы ток және ағындардың дамуымен бірге 1930 жылдары, содан кейін Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде доғалық дәнекерлеудің едәуір кеңеюін қамтамасыз етті.8

Ғасырдың ортасында көптеген жаңа пісіру әдістері ойлап табылды. 1930 жартылай дәнекерлеу шығарылды, ол көп ұзамай кеме жасау мен құрылыста танымал болды. Суасты доғалық дәнекерлеу сол жылы ойлап табылды және бүгінгі күнге дейін танымал болып келеді. Газды вольфрамды доғалық дәнекерлеу, ондаған жылдар бойғы дамудан кейін 1941 жылы жетілдірілді, ал 1948 жылы газды металл доғалы дәнекерлеу түсті материалдарды тез дәнекерлеуге мүмкіндік берді, бірақ қымбат қорғаныс газдарын қажет етеді. Қалқаланған металл доғалы дәнекерлеу 1950 жылдары дамыған электродты және көмірқышқыл газының атмосферасын қорғаныс газы ретінде қолданды және тез арада металл доғаларын дәнекерлеу процесіне айналды. 1957 жылы ағынды доғалы дәнекерлеу процесі басталды, мұнда өзін-өзі қорғайтын сым электродты автоматты жабдықпен қолдануға болады, нәтижесінде дәнекерлеу жылдамдығы едәуір артып, сол жылы плазмалық доғалық дәнекерлеу ойлап табылды. Электрослагты дәнекерлеу 1958 жылы енгізілді, содан кейін оның немере ағасы, электрогазды дәнекерлеу 1961 ж.9

1958 жылы дәнекерлеудегі басқа да жаңалықтар электр сәулелерін дәнекерлеудің 1958 жылғы шоғырлануын қамтиды, бұл шоғырланған жылу көзі арқылы терең және тар дәнекерлеуді мүмкін етеді. 1960 жылы лазер ойлап тапқаннан кейін, лазерлік сәулелік дәнекерлеу бірнеше ондаған жылдардан кейін басталды және әсіресе жоғары жылдамдықты, автоматтандырылған дәнекерлеуде пайдалы екенін дәлелдеді. Бұл процестердің екеуі де қажетті құрал-жабдықтардың қымбат болуына байланысты айтарлықтай қымбат болып қала береді және бұл олардың қолданылуын шектеді.10

Дәнекерлеу процестері

Доғалық дәнекерлеу

Бұл процестер металлдарды балқыту үшін электрод пен негізгі материал арасындағы электр доғасын құру және ұстап тұру үшін дәнекерлеу қорек көзін пайдаланады. Олар тікелей немесе тұрақты (айнымалы) токты және тұтынылатын немесе тұтынылмайтын электродтарды қолдана алады. Дәнекерлеу аймағы кейде инертті немесе жартылай инертті газбен қорғалған, ол экрандалған газ деп аталады, кейде толтырғыш материал да қолданылады.

Қуат көздері

Доғалық дәнекерлеу процестеріне қажетті электр энергиясын жеткізу үшін бірқатар қуат көздерін пайдалануға болады. Ең көп таралған классификация - тұрақты ток көзі және тұрақты кернеу. Доғалық дәнекерлеу кезінде кернеу доғаның ұзындығына тікелей байланысты, ал ток жылу мөлшеріне байланысты болады. Тұрақты ток көздері көбінесе газды вольфрамды доғалы дәнекерлеу және экрандалған металл доғалы дәнекерлеу сияқты қолмен дәнекерлеу процестерінде қолданылады, өйткені олар кернеу өзгерген сайын салыстырмалы түрде тұрақты ток ұстап тұрады. Бұл өте маңызды, өйткені қолмен дәнекерлеу кезінде электродты тұрақты ұстап тұру қиынға соғады, нәтижесінде доғаның ұзындығы және кернеу ауытқуға бейім. Тұрақты кернеу көзі кернеуді тұрақты ұстап тұрады және тогы өзгереді, нәтижесінде газ доғалы дәнекерлеу, доғалы доғалық дәнекерлеу және суасты доға дәнекерлеу сияқты автоматтандырылған дәнекерлеу процестерінде жиі қолданылады. Бұл процестерде доғаның ұзындығы тұрақты болады, өйткені сым мен негізгі материал арасындағы қашықтықтағы кез келген ауытқу токтың үлкен өзгеруімен тез түзетіледі. Мысалы, егер сым мен негізгі материал тым жақын түссе, ток тез өседі, бұл жылудың жоғарылауына және сымның ұшының бастапқы бөліну қашықтығына оралуына әкеледі.11

Доғалық дәнекерлеуде қолданылатын токтың түрі дәнекерлеуде де маңызды рөл атқарады. Қорғалған металл доғалы дәнекерлеу және газды металл доғалы дәнекерлеу сияқты тұтынылатын электродты процестерде әдетте тікелей ток қолданылады, бірақ электродты оң немесе теріс зарядтауға болады. Дәнекерлеу кезінде оң зарядталған анод жылу концентрациясына ие болады, нәтижесінде электродтың полярлығын өзгерту дәнекерлеу қасиеттеріне әсер етеді. Егер электрод оң зарядталған болса, ол дәнекерлеудің енуін және дәнекерлеу жылдамдығын арттыра отырып, тезірек ериді. Сонымен қатар, теріс зарядталған электрод көп таяз дәнекерлеуге әкеледі.12 Газды вольфрамды доғалық дәнекерлеу сияқты электродты қажет етпейтін процестер тікелей токтың кез келген түрін де, айнымалы токты да қолдана алады. Алайда, тікелей токпен, өйткені электрод тек доғаны жасайды және толтырғыш материалмен қамтамасыз етілмейді, оң зарядталған электрод таяз дәнекерлеуге әкеледі, ал теріс зарядталған электрод терең дәнекерлеуге әкеледі.13 Айнымалы ток осы екеуінің арасында тез қозғалады, нәтижесінде орта ену дәнекерленеді. Айнымалы токтың бір кемшілігі, нөлді кесіп өткеннен кейін доғаның қайтадан тұтануы керектігі, әдеттегі синус толқынының орнына квадрат толқынының үлгісін шығаратын арнайы электр қондырғыларын ойлап табуға мүмкіндік берді, бұл жылдам нөлдік өтулерді мүмкін етеді және азайтады. проблеманың салдары.14

Процестер

Қалқан металл доғалы дәнекерлеу

Доғалық дәнекерлеудің ең көп таралған түрлерінің бірі - металды доғалық дәнекерлеу (SMAW), ол металды доғалық дәнекерлеу (MMA) немесе таяқша дәнекерлеу ретінде де белгілі. Электр тогы негізгі материал мен тұтынылатын электрод өзегі арасындағы доғаны соғу үшін қолданылады, ол болаттан жасалынған және СО шығару арқылы дәнекерлеу аймағын тотығудан және ластанудан қорғайтын ағынмен жабылған.2 дәнекерлеу кезінде газ. Электрод өзегі толтырғыш материал ретінде әрекет етеді, бұл бөлек толтырғышты қажетсіз етеді.

Процесс өте жан-жақты, салыстырмалы түрде қымбат емес жабдықпен жүзеге асырылуы мүмкін, және өзінің әмбебаптығының арқасында кеңседе және дала жұмыстарында жақсы үйлеседі.15 Оператор қарапайым дайындық деңгейіне ие бола алады және тәжірибесі бар шеберлікке қол жеткізе алады. Дәнекерлеу уақыты өте баяу, өйткені тұтынылатын электродтарды жиі ауыстырып отыру керек, өйткені қож, ағынның қалдықтары дәнекерленгеннен кейін төгіліп кетуі керек.16 Сонымен қатар, бұл процесс негізінен қара материалдарды дәнекерлеуге мүмкіндік береді, дегенмен арнайы электродтар шойын, никель, алюминий, мыс және басқа металдарды дәнекерлеуге мүмкіндік берді. Тәжірибесіз операторларға бұл процесстен жақсы дәнекерлеу қиын болуы мүмкін.

Металл доғалы дәнекерлеу (GMAW), сонымен қатар металды инертті газ (MIG) дәнекерлеу деп те аталады, бұл дәнекерлеуден қорғау үшін электрод және инертті немесе жартылай инертті газ қоспасы ретінде үзіліссіз сым берілісін пайдаланады ластану. SMAW сияқты, қарапайым дайындықпен оператордың ақылға қонымды біліміне қол жеткізуге болады. Электрод үздіксіз болғандықтан, дәнекерлеу жылдамдығы SMAW-ке қарағанда GMAW үшін үлкен. Сондай-ақ, доғаның экрандалған металлмен дәнекерлеу процесіне қарағанда кішірек болуы дәнекерлеуді жеңілдетеді (мысалы, құрылымның астына дәнекерленетін үстіңгі буындар).

GMAW процесін орындау үшін қажет жабдық SMAW үшін талап етілетінге қарағанда күрделі және қымбат және орнату процедурасын талап етеді. Сондықтан GMAW аз тасымалданатын және жан-жақты, сондықтан жеке қорғаныс газын қолдану сыртқы жұмыстарға өте қолайлы емес. Дегенмен, дәнекерлеуді аяқтауға болатын орташа жылдамдыққа байланысты GMAW өндірістік дәнекерлеуге жақсы сәйкес келеді. Процесті қара және түсті металдардың алуан түріне қолдануға болады.17

Дәнекерлеу доғалы (FCAW) ұқсас процесс ұқсас жабдықты қолданады, бірақ ұнтақты толтыратын материалды қоршайтын болат электродтан тұратын сымды пайдаланады. Бұл сым стандартты қатты сымға қарағанда қымбатырақ және түтін шығарады және / немесе қож шығарады, бірақ ол одан да жоғары дәнекерлеу жылдамдығын және металлдың көбірек енуіне мүмкіндік береді.18

Газды вольфрамды доғалық дәнекерлеу

Газдық вольфрамды доғалық дәнекерлеу (GTAW) немесе вольфрамның инертті газын (TIG) дәнекерлеу (кейде қате гелий дәнекерлеуі деп те аталады) қолмен дәнекерлеу процесі болып табылады, тұтынылмайтын вольфрам электродын, инертті немесе жартылай инертті газ қоспасын және бөлек толтырғыш материал. Әсіресе жұқа материалдарды дәнекерлеуге пайдалы, бұл әдіс тұрақты доғалы және сапалы дәнекерлеуімен ерекшеленеді, бірақ ол айтарлықтай операторлық шеберлікті қажет етеді және оны салыстырмалы түрде төмен жылдамдықта орындауға болады.

GTAW барлық дәнекерленген металдарда қолданыла алады, дегенмен көбінесе ол баспайтын болаттан және жеңіл металдардан қолданылады. Ол көбінесе сапалы дәнекерлеу, мысалы, велосипедте, әуе кемелерінде және әскери-теңіз техникасында өте маңызды болған кезде қолданылады.19 Плазмалық доғалы дәнекерлеу процесі вольфрам электродын да пайдаланады, бірақ доғаны жасау үшін плазмалық газды пайдаланады. Доға GTAW доғасынан гөрі шоғырланған, бұл көлденең басқаруды неғұрлым сыни етеді және, демек, механикаландырылған процесті техникамен шектейді. Тұрақты ток болғандықтан, әдісті GTAW процесіне қарағанда материалдың қалыңдығының кең ауқымында қолдануға болады, және одан да тезірек. Бұл GTAW сияқты барлық материалдарға қолданылуы мүмкін, магнийден басқа, тот баспайтын болатты автоматтандырылған дәнекерлеу процестің маңызды қолданылуы болып табылады. Процестің өзгерісі - плазмалық кесу, болатты кесудің тиімді процесі.20

Суасты доғалы дәнекерлеу (SAW) - бұл өнімділігі жоғары дәнекерлеу әдісі, доға ағынды жабатын қабаттың астына түседі. Бұл доғаның сапасын арттырады, өйткені атмосферадағы ластаушы заттар ағынмен жабылады. Дәнекерлеу кезінде пайда болатын қож әдетте өздігінен пайда болады және үздіксіз сым беруді қолданумен дәнекерлеу жылдамдығы жоғары болады. Басқа доғалық дәнекерлеу процестеріне қарағанда жұмыс жағдайлары жақсарады, өйткені ағын доғаны жасырады және түтін шықпайды. Бұл процесс өнеркәсіпте, әсіресе ірі өнімдерде және дәнекерленген қысыммен жұмыс жасайтын ыдыстарда қолданылады.21 Доғалық дәнекерлеудің басқа процестеріне атомды сутекті дәнекерлеу, көміртегі доғасын дәнекерлеу, электрлеглаг дәнекерлеу, электрогас дәнекерлеу және доғалы дәнекерлеу жатады.

Газ оксид-ацетилен процесін қолданып болат арматураны дәнекерлеу

Газды дәнекерлеу

Газбен дәнекерлеудің ең көп таралған процесі - оксицетиленді дәнекерлеу деп те аталатын оксидті отынмен дәнекерлеу. Бұл дәнекерлеудің ең көне және әмбебап процестерінің бірі, бірақ соңғы жылдары ол өнеркәсіптік қосымшаларда аз танымал бола бастады. Ол әлі де құбырлар мен түтіктерді дәнекерлеу үшін, сонымен қатар жөндеу жұмыстары үшін кеңінен қолданылады. Жабдық салыстырмалы түрде арзан және қарапайым, әдетте ацетиленнің оттегі жануын 3100 ° C шамасында дәнекерлеу жалынының шығуын қолданады. Жалын электр доғасына қарағанда аз шоғырланған болғандықтан, дәнекерлеудің баяулауын тудырады, бұл жоғары кернеулі болаттардың дәнекерлеуді жеңілдетсе де, қалдық кернеулер мен дәнекерлеудің бұзылуына әкелуі мүмкін. Металлдарды кесу үшін, әдетте, oxyfuel кесу деп аталатын ұқсас процесс қолданылады.22 Газбен дәнекерлеудің басқа әдістері, мысалы, ауа ацетиленімен дәнекерлеу, оттегі сутегін дәнекерлеу және газды газбен дәнекерлеу өте ұқсас, олар тек қолданылатын газдардың түрімен ерекшеленеді. Су алауы кейде зергерлік бұйымдарды дәл дәнекерлеу үшін қолданылады. Газбен дәнекерлеу пластикалық дәнекерлеуде де қолданылады, дегенмен қыздырылған зат ауа, ал температурасы әлдеқайда төмен.

Қарсыласу дәнекерлеуі

Қарсыласу дәнекерлеуі екі немесе одан да көп металл беттерінің жанасуынан туындаған кедергі арқылы өтетін токтың жылуын тудырады. Балқытылған металдан жасалған шағын пулдар дәнекерлеу аймағында қалыптасады, өйткені жоғары ток (1000-100,000 A) металл арқылы өтеді. Тұтастай алғанда, кедергілерді дәнекерлеу әдістері тиімді және аз ластануды тудырады, бірақ олардың қолданылуы біршама шектеулі және жабдық құны жоғары болуы мүмкін.

Дәнекерлеуші

Дақты дәнекерлеу - қалыңдығы 3 мм-ге дейін қабаттасатын металл парақтарды біріктіру үшін қолданылатын танымал қарсыласу дәнекерлеу әдісі. Металл табақтарды бір-біріне қысып, парақтар арқылы ток өткізу үшін екі электрод қолданылады. Әдістің артықшылықтарына энергияны тиімді пайдалану, жұмыс бөлігінің шектеулі деформациясы, өндірістің жоғары қарқыны, жеңіл автоматика және толтырғыш материалдар қажет емес. Дәнекерлеудің беріктігі басқа дәнекерлеу әдістеріне қарағанда едәуір төмен, бұл процесті тек белгілі бір қолданбаларға қолайлы етеді. Ол автомобиль өнеркәсібінде кеңінен қолданылады, қарапайым автомобильдерде өндірістік роботтар жасаған бірнеше мың дәнекерленген дәнекер болуы мүмкін. Тот баспайтын болаттан дәнекерлеу үшін атуды дәнекерлеу деп аталатын мамандандырылған процесті қолдануға болады.

Нақты дәнекерлеу сияқты, тігісті дәнекерлеу металл электродтарға қосылу үшін қысым мен токты қолдану үшін екі электродқа сүйенеді. Алайда, көрсетілген электродтардың орнына дөңгелек тәрізді электродтар домалақтап жүреді және көбінесе дайындаманы тамақтандырады, бұл ұзақ үздіксіз дәнекерлеуді жасауға мүмкіндік береді. Бұрын бұл процесс сусын шығаратын банка жасауда қолданылған, бірақ қазір оны қолдану анағұрлым шектеулі. Қарсыластық дәнекерлеудің басқа әдістеріне дәнекерлеу, проекциялық дәнекерлеу және дәнекерлеу жатады.23

Энергия сәулесін дәнекерлеу

Сәулелік сәулелерді дәнекерлеу әдістері, атап айтқанда лазер сәулелерін дәнекерлеу және электронды-сәулелік дәнекерлеу - бұл жоғары өндірістік тәжірибеде танымал болған салыстырмалы түрде жаңа процестер. Екі процесс бір-біріне өте ұқсас, олардың энергия көздерімен ерекшеленеді. Лазерлік сәулені дәнекерлеу кезінде жоғары бағытталған лазер сәулесі қолданылады, ал электронды сәулені дәнекерлеу вакуумда жүргізіледі және электронды сәулені қолданады. Екеуі де өте жоғары энергия тығыздығына ие, бұл дәнекерлеудің терең енуіне және дәнекерлеу аймағының мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді. Екі процесс те өте жылдам және оңай автоматтандырылған, бұл оларды жоғары өнімді етеді. Негізгі кемшіліктер - бұл жабдықтың өте жоғары құны (төмендей түссе де) және жылу крекингіне сезімталдық. Осы саладағы әзірлемелерге лазерлі-гибридті дәнекерлеу кіреді, ол дәнекерлеуді лазермен дәнекерлеудің де, дәнекерлеудің де жақсырақ қасиеттері үшін қолданады.24

Қатты күйдегі дәнекерлеу

Алғашқы дәнекерлеу процесі тәрізді дәнекерлеу сияқты, заманауи дәнекерлеудің кейбір әдістері біріктірілген материалдардың балқытылуын қамтымайды. Ең танымал, ультрадыбыстық дәнекерлеу жұқа табақтарды немесе металлдан немесе термопластикадан жасалған сымдарды жоғары жиілікте және жоғары қысыммен тербелу арқылы қосу үшін қолданылады. Жабдықтар мен қолданылатын әдістер қарсыласу дәнекерлеу әдісіне ұқсас, бірақ электр тогының орнына діріл энергияны енгізуді қамтамасыз етеді. Бұл процессте металдарды дәнекерлеу материалдарды балқытуды қамтымайды; оның орнына дәнекерлеу көлденең қысым астында механикалық тербелістер енгізу арқылы қалыптасады. Пластмассаны дәнекерлеу кезінде материалдар ұқсас балқу температурасына ие болуы керек, ал тербелістер тігінен енгізіледі. Ультрадыбыстық дәнекерлеу әдетте алюминийден немесе мыстан жасалған электрлік қосылыстарды жасау үшін қолданылады және сонымен қатар полимермен дәнекерлеу процесі өте кең таралған.

Тағы бір кең таралған процесс - жарылыс дәнекерлеу, материалдарды оларды жоғары қысым астында итеру арқылы біріктіруді қамтиды. Әсерден алынған энергия тек жылу мөлшері аз болса да, дәнекерлейтін материалдарды пластиктендіреді. Бұл процесс көбінесе ұқсас материалдарды дәнекерлеу үшін қолданылады, мысалы, кеме корпустарында немесе құрама тақталарда алюминийді болатпен дәнекерлеу. Қатты күйдегі дәнекерлеудің басқа процестеріне экструзиялық дәнекерлеу, суық дәнекерлеу, диффузиялық дәнекерлеу, үйкеліс дәнекерлеу (үйкелісті араластыру дәнекерлеуін қоса), жоғары жиілікті дәнекерлеу, ыстық қысымды дәнекерлеу, индукциялық дәнекерлеу және орама дәнекерлеу жатады.25

Геометрия

Дәнекерлеудің ортақ типтері: (1) төртбұрышты төртбұрышты буын, (2) бір-V дайындық буыны, (3) тізе буыны, (4) T-буыны

Дәнекерлеуді геометриялық жолмен дайындауға болады. Дәнекерлеудің бес негізгі түрі - бұл бөксе, тізе буыны, бұрыштық буын, жиек буыны және Т-буын. Басқа вариациялар да бар, мысалы, қос V дайындық буындары екі бөліктен тұрады, олардың әрқайсысы биіктігінің жартысынан бір нүктеге дейін бір орталық нүктеге дейін созылады. Бір-U және қос U-дайындық буындары да өте кең таралған - жалғыз-V және қос-V дайындық буындары сияқты түзу жиектерге ие емес, олар U. Lap буындарының пішінін құрайтын, иілген, олар екіден көп дана қалың - пайдаланылатын процесс пен материалдың қалыңдығына байланысты, көптеген бөліктерді тізе буынының геометриясында дәнекерлеуге болады.26

Көбінесе нақты бірлескен конструкциялар белгілі бір дәнекерлеу процестерінде ғана немесе тек қана қолданылады. Мысалы, тізе буындарында қарсылас нүктелік дәнекерлеу, лазер сәулелерін дәнекерлеу және электронды-сәулелік дәнекерлеу жиі орындалады. Алайда, дәнекерлеудің кейбір әдістері, мысалы, экрандалған металл доғалы дәнекерлеу, өте жан-жақты және кез келген түрдегі буындарды дәнекерлеуге қабілетті. Сонымен қатар, бірнеше процестерді мультипассалы дәнекерлеу үшін қолдануға болады, оның ішінде бір дәнекер салқындауға мүмкіндік береді, содан кейін оның үстіне тағы бір дәнекерлеу жасалады. Бұл, мысалы, бір-V дайындық түйіспесінде орналасқан қалың бөліктерді дәнекерлеуге мүмкіндік береді.27

Дәнекерленген омыртқаның көлденең қимасы, дәнекерлеу немесе термоядролық аймақты білдіретін қою сұр, орташа сұр және жылтыр әсер ететін аймақ.

Дәнекерлеуден кейін дәнекерлеу аймағында бірқатар нақты аймақтарды анықтауға болады. Дәнекерлеуді біріктіру аймағы деп атайды, дәлірек айтқанда, дәнекерлеу кезінде толтырғыш метал салынған. Термоядролық аймақтың қасиеттері, ең алдымен, қолданылатын толтырғыш металға және оның негізгі материалдармен үйлесімділігіне байланысты. Ол жылу әсер ететін аймақпен, оның құрылымы мен қасиеті дәнекерленген аймақпен қоршалған. Бұл қасиеттер жылудың әсеріне ұшыраған кезде негізгі материалдың әрекетіне байланысты. Бұл аймақтағы металл көбінесе негізгі материалдан да, термоядролық аймақтан да әлсіз, сонымен бірге қалдық кернеулер де кездеседі.28

Сапасы

Көбінесе дәнекерлеу сапасын бағалау үшін қолданылатын негізгі метрика оның беріктігі мен айналасындағы материалдың беріктігі болып табылады. Бұған көптеген айқын факторлар әсер етеді, соның ішінде дәнекерлеу әдісі, жылу кірісінің мөлшері мен концентрациясы, негізгі материал, толтырғыш материал, флюс материалы, буын конструкциясы және осы факторлардың барлығының өзара әрекеттесуі. Дәнекерлеу сапасын тексеру үшін деструктивті немесе бұзбайтын тестілеу әдістері жиі қолданылады, бұл дәнекердің ақауы жоқ, қалдық кернеулер мен бұрмаланулардың қолайлы деңгейіне және жылуға әсер ететін аймақтың (HAZ) қасиеттеріне ие. Дәнекерлеушілерге дұрыс дәнекерлеу техникасын және дәнекерлеу сапасын қалай бағалау керектігін басшылыққа алу үшін дәнекерлеу кодтары мен ерекшеліктері бар.

Жылу әсер ететін аймақ

Құбыр дәнекерлегішінің ХАЗ-сы, ыстық аймақ метал болып табылады

Дәнекерлеудің дәнекерлеудің айналасындағы материалға тигізетін әсері пайдаланылатын материалдарға және пайдаланылатын дәнекерлеу процесінің жылу кіруіне байланысты зиянды болуы мүмкін, ХАЗ әртүрлі көлемде және беріктікте болуы мүмкін. Негізгі материалдың жылу диффузиясы үлкен рөл атқарады - егер диффузивтік жоғары болса, материалды салқындату жылдамдығы жоғары және ХАЗ салыстырмалы түрде аз болады. Керісінше, төмен диффузия баяу салқындауға және үлкенірек ХАЗ-ға әкеледі. Дәнекерлеу процесінде енгізілетін жылу мөлшері де маңызды рөл атқарады, өйткені оксиацетиленді дәнекерлеу сияқты процестерге концентрацияланбаған жылу кірісі бар және ХАЗ мөлшерін ұлғайтады. Лазер сәулесін дәнекерлеу сияқты процестер жоғары концентрацияланған, шектеулі жылу мөлшерін береді, нәтижесінде кішкене ХАЗ пайда болады. Доғалық дәнекерлеу осы екі шекараның арасына түседі, жеке процестер жылу енуінде біршама өзгереді.2930 Доғалық дәнекерлеу процедураларына жылу шығынын есептеу үшін келесі формуланы қолдануға болады:

қайда Q = жылу кірісі (кДж / мм), V = кернеу (V), Мен = ағымдағы (A), және S = дәнекерлеу жылдамдығы (мм / мин). Тиімділігі қолданылатын дәнекерлеу процесіне тәуелді, оның мәні 0,75 мәні бар экрандалған металл доғалы дәнекерлеу, доға дәнекерлеуіш газ бен дәнекерлеу, 0,9 және газ вольфрамды доғалық дәнекерлеу, 0,8.31

Бұрмалау және крекинг

Біріктірілген жерде металл балқытумен байланысты дәнекерлеу әдістері қыздырылған металл салқындаған сайын шөгуге бейім. Шөгу өз кезегінде қалдық кернеулерді де, бойлық және айналмалы бұрмаларды тудыруы мүмкін. Бұрмалану үлкен проблема тудыруы мүмкін, өйткені соңғы өнім қажетті пішін емес. Айналмалы бұрмалануды жеңілдету үшін дайындамаларды дәнекерлеу нәтижесінде дұрыс пішінді бөлік пайда болады.32 Бұрмалануды шектеудің басқа әдістері, мысалы, жұмыс бөлшектерін қысу, негізгі материалдың жылу әсер ететін аймағында қалдық кернеудің пайда болуына әкеледі. Бұл кернеулер негізгі материалдың беріктігін төмендетуі мүмкін, және бірнеше Либертиді кемелердегідей, суық крекинг арқылы апатты жағдайға әкелуі мүмкін. Суық крекинг болаттармен шектеледі және дәнекер салқындаған сайын мартенситтің пайда болуымен байланысты. Крекинг негізгі материалдың жылу әсер ететін аймағында пайда болады. Бұрмалану мен қалдық кернеулердің мөлшерін азайту үшін жылу кірісінің мөлшері шектелуі керек және пайдаланылатын дәнекерлеу реттілігі бір шетінен екіншісіне емес, сегменттерде болуы керек. Қатты крекингтің басқа түрі, ыстық крекинг немесе қатайту крекинг барлық металдарда пайда болады және дәнекерлеу аймағында болады. Мұндай крекингтің ықтималдығын азайту үшін артық материалды болдырмауға және дұрыс толтырғыш материалды пайдалану керек.33

Дәнекерлеу

Дәнекерлеудің сапасы негізгі материал мен толтырғыш материал үшін қолданылатын материалдардың үйлесуіне байланысты. Барлық металдар дәнекерлеуге жарамайды, және барлық толтырғыш металдар қолайлы базалық материалдармен жақсы жұмыс жасамайды.

Болаттар

Болаттардың дәнекерленуі болаттың қаттылығы деп аталатын қасиетке кері пропорционал, ол термиялық өңдеу кезінде мартенсит түзудің жеңілдігін өлшейді. Болаттың беріктігі оның химиялық құрамына байланысты, көміртегі мен басқа легірлеуші ​​элементтер көп болған сайын, қаттылығы жоғарырақ болады, сөйтіп дәнекерлену деңгейі төмен болады. Көптеген әртүрлі материалдардан жасалған қорытпаларға баға беру үшін әр түрлі қорытпалардың салыстырмалы түрдегі дәнекерлілігін олардың қасиеттерін қарапайым көміртекті болаттармен салыстыру үшін салыстыру үшін эквивалентті көміртек мөлшері деп аталатын өлшем қолданылады. Хром және ванадий сияқты элементтердің дәнекерлеуге әсері, мысалы, көміртегі сияқты емес, мыс пен никельге қарағанда анағұрлым маңызды. Көміртектің эквиваленттік мөлшері жоғарылаған сайын қорытпаның дәнекерленуі төмендейді.34 Кәдімгі көміртекті және аз легірленген болаттарды қолданудың кемшілігі олардың беріктігі төмен - материалдың беріктігі мен дәнекерленуіне байланысты сауда. Жоғары беріктігі, төмен легірленген болаттар, әсіресе дәнекерлеу үшін 1970-ші жылдарда жасалынған, және бұл оңай дәнекерлеуге болатын материалдар жақсы беріктікке ие, бұл оларды көптеген дәнекерлеу жұмыстарына өте ыңғайлы етеді.35

Тот баспайтын болаттар, құрамында хром мөлшері жоғары болғандықтан, басқа болаттарға қарағанда дәнекерлеуге қатысты басқаша әрекет етеді. Тот баспайтын болаттардың аустениттік дәрежелері ең дәнекерленген болып табылады, бірақ олар жылу кеңеюінің жоғары коэффициентіне байланысты бұрмалануға әсіресе сезімтал. Осы типтегі кейбір қорытпалар крекингке бейім және коррозияға төзімділігі төмендейді. Егер дәнекерлеудегі феррит мөлшері бақыланбайтын болса, ыстық крекинг мүмкін, себебі бұл проблеманы жеңілдету үшін электрод қолданылады, ол аз мөлшерде феррит бар дәнекер металын сақтайды. Тот баспайтын болаттардың басқа түрлері, мысалы, ферриттік және мартенситті тот баспайтын болаттар оңай дәнекерленбейді, сондықтан оларды алдын-ала қыздырып, арнайы электродтармен дәнекерлеу керек.36

Алюминий

Алюминий қорытпаларының дәнекерленуі қолданылатын қорытпаның химиялық құрамына байланысты айтарлықтай өзгереді. Алюминий қорытпалары ыстық крекингке сезімтал және проблемамен күресу үшін дәнекерлеушілер жылу кірісін төмендету үшін дәнекерлеу жылдамдығын арттырады. Алдын ала қыздыру дәнекерлеу аймағындағы температураның градиентін азайтады және осылайша ыстық крекингтің төмендеуіне көмектеседі, бірақ ол негізгі материалдың механикалық қасиеттерін төмендетуі мүмкін, сондықтан оны негізгі материал ұсталған кезде қолдануға болмайды. Ыстық крекингтің ықтималдығын азайту үшін буынның конструкциясын өзгертуге болады, ал үйлесімді толтырғыш қоспасын таңдауға болады. Алюминий қорытпаларын дәнекерлеу алдында тазарту керек, оның көмегімен дәнекерлеу үшін барлық оксидтерді, майларды және борпылдақ бөлшектерді алып тастау керек. Бұл әсіресе алюминий дәнекерлегішінің сутегі мен оттегі себебінен кеуектілікке бейімділігіне байланысты өте маңызды.37

Ерекше жағдайлар

Суасты дәнекерлеу

Дәнекерлеудің көптеген қосымшалары зауыттар мен жөндеу шеберханалары сияқты бақыланатын ортада жасалса да, кейбір дәнекерлеу процестері әдетте ашық аспан астында, су астындағы және вакуумдардағы (кеңістік сияқты) әртүрлі жағдайларда қолданылады.

Pin
Send
Share
Send