Kuna mbinu mbalimbali za uchomeleaji. Miongoni mwao ni mchakato wa kigeni kama kulehemu kwa kuchochea msuguano. Kipengele chake cha kutofautisha ni kutokuwepo kwa vifaa vya matumizi kama vile elektroni, waya za kulehemu, gesi za kinga. Mbinu mpya iliyotengenezwa inakubalika sana.
Historia ya Mwonekano
Historia ya kulehemu kwa msuguano (FSW) ilianza mwaka wa 1991. Ilikuwa ni maendeleo ya ubunifu ya Taasisi ya Uingereza ya Kulehemu (TWI). Miaka michache baadaye, teknolojia hiyo ilitumika katika ujenzi wa ndege na meli.
Kampuni za kwanza kuweka teknolojia mpya katika uzalishaji zilikuwa Aluminium ya Marine ya Norway na Boeing ya Marekani. Walitumia vifaa vya kulehemu kutoka kwa shirika la ESAB, ambalo ni mtaalamu wa maendeleo katika nyanja ya uchomeleaji wa msuguano wa mzunguko (PCT), katika biashara zao.
Tangu 2003, kampuni imekuwa ikiendelea kutafiti uwezekano wa kulehemu kwa msuguano. Kwa mfano, kulikuwa nambinu zimetengenezwa kwa aloi za kuchomelea alumini na marekebisho yake, ambayo hutumika katika ujenzi wa ndege, meli na makontena ya reli.
Katika tasnia ya ndege, ilibainika kuwa inawezekana kubadilisha viungio vilivyochomeshwa na vilivyochomezwa. Zaidi ya hayo, kasi ya kulehemu kwa njia ya FSW inazidi kasi ya arc ya umeme. Weld yenye urefu wa mita 6 inaweza kutengenezwa kwa dakika moja, wakati kasi ya kulehemu ya kawaida ni 0.8-2m/min tu kwa unene wa sehemu ya 0.5cm.
Kiini cha mchakato
Kuunganisha kwa chuma hutokea kutokana na kupasha joto katika eneo la kulehemu kwa mbinu ya msuguano. Chombo kikuu cha kulehemu cha kulehemu kwa kuchochea msuguano ni fimbo ya chuma, yenye nusu mbili: kola na bega.
Kwa sehemu yake inayochomoza, fimbo inayozunguka hutumbukizwa kwenye nyenzo, na kusababisha joto kali. Ugavi wake ni mdogo kwa bega, si kuruhusu workpiece kuwa svetsade kupita. Katika eneo la kupokanzwa, nyenzo huongeza unene wake kwa kiasi kikubwa na, ikisukumwa chini na bega, huunda misa moja.
Hatua inayofuata ni kusogeza kwa fimbo kando ya eneo lililo svetsade. Kusonga mbele, bega huchanganya molekuli ya chuma yenye joto, ambayo, baada ya kupoa, huunda muunganisho wenye nguvu.
Nini huathiri ubora wa STP
Kuchomelea kwa msuguano ni mchakato unaoendelea kubadilika. Lakini tayari sasa kuna vigezo kadhaa vinavyoathiri ubora wa muunganisho:
- Lazimishwa na zana.
- Kiwango cha mipashokulehemu kichwa.
- Thamani ya bega.
- Kasi ya mduara ya mzunguko wa fimbo.
- Pembe ya kuinamisha.
- Nguvu ya kulisha ya fimbo.
Udanganyifu wa sifa za uchomeleaji hukuwezesha kufikia uunganisho wa metali tofauti. Kwa mfano, alumini na lithiamu. Lithiamu, kutokana na msongamano wake wa chini na nguvu ya juu, inaweza kufanya kazi kama sehemu ya aloi ya sehemu za aloi ya alumini, ambayo inaruhusu teknolojia hii kutumika katika sekta ya angani.
Ulehemu wa kukoroga msuguano unaweza kuchukua nafasi kwa urahisi kughushi, kukanyaga, kutupwa, wakati hutumika kutengeneza sehemu kutoka kwa metali ngumu-kulingana. Kwa mfano, vyuma vilivyo na austenite na muundo wa lulu, vyuma vilivyotengenezwa kwa alumini au shaba.
Katika maeneo gani inatumika
Sekta kama vile sekta ya magari daima hushughulikia jinsi ya kuongeza sifa za uimara za bidhaa huku zikipunguza uzito wake. Katika suala hili, kuna utangulizi unaoendelea wa nyenzo mpya ambazo hapo awali hazikuwa na tabia kutokana na utata wa usindikaji. Kwa kuongezeka, vipengele vya miundo kama vile fremu ndogo na wakati mwingine miili mizima hutengenezwa kutoka kwa alumini au mchanganyiko wa alumini.
Kwa hivyo, mwaka wa 2012, Honda ilitumia uchomaji wa ziada na kuchochea msuguano ili kuzalisha fremu ndogo za magari yake. Walianzisha mchanganyiko wa chuma na alumini.
Kuchoma kwa karatasi za chuma kunaweza kutokea wakati wa utengenezaji wa chembe za mwili kutoka kwa alumini. Upungufu huu umenyimwa STP. Licha ya hayomatumizi ya umeme yamepungua kwa mara 1.5-2, gharama ya vifaa vya matumizi kama vile waya za kulehemu, gesi za kukinga zimepunguzwa.
Mbali na uzalishaji wa magari, STP inatumika katika maeneo yafuatayo:
- Sekta ya ujenzi: nguzo za msaada wa alumini, upana wa madaraja.
- Usafiri wa reli: fremu, bogi za magurudumu, mabehewa.
- Ujenzi wa meli: vichwa vingi, vipengele vya muundo.
- Ndege: matangi ya mafuta, sehemu za fuselage.
- Sekta ya chakula: vyombo mbalimbali vya bidhaa za kioevu (maziwa, bia).
- Uzalishaji wa umeme: nyumba za magari, antena za kimfano.
Mbali na aloi za alumini, kulehemu kwa msuguano hutumiwa kupata misombo ya shaba, kwa mfano, katika utengenezaji wa vyombo vya shaba kwa ajili ya kutupa mafuta ya mionzi yaliyotumika.
Faida za STP
Kusoma FSW kulifanya iwezekane kuchagua njia za kulehemu wakati wa kuunganisha vikundi tofauti vya aloi. Licha ya ukweli kwamba hapo awali FSW ilitengenezwa kufanya kazi na metali zilizo na kiwango kidogo cha kuyeyuka, kama vile alumini (660 ° C), baadaye ilianza kutumika kuunganisha nickel (1455 ° C), titanium (1670 ° C), chuma. (1538 ° C).
Utafiti unaonyesha kwamba weld iliyopatikana kwa njia hii inalingana kikamilifu katika muundo wake na chuma cha sehemu za kuunganishwa na ina viashiria vya juu vya nguvu, gharama ya chini ya kazi na deformation ya chini ya mabaki.
Sawahali ya kulehemu iliyochaguliwa inahakikisha upatanifu wa nyenzo za kulehemu na chuma kuunganishwa kulingana na viashiria vifuatavyo:
- nguvu za uchovu:
- nguvu ya kunyumbulika na ya mkazo;
- ugumu.
Faida zaidi ya aina zingine za uchomeleaji
STP ina faida nyingi. Miongoni mwao:
- Isiyo na sumu. Tofauti na aina nyinginezo, hakuna uchomaji wa safu ya umeme, kutokana na ambayo chuma kilichoyeyuka huvukiza katika eneo la kulehemu.
- Kuongezeka kwa kasi ya uundaji wa mshono, hivyo kusababisha kasi ya muda wa mzunguko.
- Kupunguza gharama za nishati kwa nusu.
- Hakuna haja ya usindikaji zaidi wa weld. Friction Stir Tool huunda weld kamili bila hitaji la kuvuliwa.
- Hakuna haja ya vifaa vya ziada vya matumizi (waya za kulehemu, gesi za viwandani, mtiririko).
- Uwezo wa kupata maungio ya chuma ambayo hayapatikani kwa aina nyingine za uchomeleaji.
- Hakuna utayarishaji maalum wa kingo za kulehemu unaohitajika, isipokuwa kusafisha na kupunguza mafuta.
- Kupata muundo wa kuchomea homogeneous bila vinyweleo, hivyo kusababisha udhibiti rahisi wa ubora, ambao unadhibitiwa kwa kulehemu kwa msuguano GOST R ISO 857-1-2009.
Jinsi ubora wa weld huangaliwa
Ubora wa kulehemu huangaliwa na aina mbili za udhibiti. Ya kwanza inahusisha uharibifu wa mfano unaotokana nauunganisho wa sehemu mbili. Ya pili inaruhusu uthibitishaji bila uharibifu. Njia kama vile udhibiti wa macho, uchunguzi wa audiometric hutumiwa. Inasaidia kuamua kuwepo kwa pores na inclusions inhomogeneous ambayo hupunguza sifa za mshono. Matokeo ya udhibiti wa sauti ni mchoro unaoonyesha wazi mahali ambapo mwangwi wa akustisk hupotoka kutoka kwa kawaida.
Hasara za mbinu
Pamoja na faida nyingi, mbinu ya kulehemu kwa msuguano ina hasara zinazoambatana:
- Kukosa uhamaji. STP inahusisha uunganisho wa sehemu zisizohamishika, zilizowekwa kwa ukali katika nafasi. Hii inaweka sifa fulani kwenye vifaa vya kulehemu vinavyochochea msuguano, kama vile kutosonga.
- Uhusiano wa chini. Vifaa vya wingi vimeundwa kufanya aina sawa ya shughuli. Katika suala hili, vifaa vya kulehemu vimeundwa kwa kazi maalum. Kwa mfano, kwa kulehemu kuta za kando za gari kwenye konisho, na kwa chochote kingine.
- Mshono wa kulehemu una muundo wa radial. Katika suala hili, pamoja na aina fulani za deformation au wakati sehemu inaendeshwa katika mazingira ya fujo, uchovu wa weld unaweza kujilimbikiza.
Aina za STP kulingana na kanuni ya kitendo
Michakato ya kulehemu kulingana na msuguano inaweza kugawanywa katika aina kadhaa:
- Msuguano wa mstari. Kiini cha njia ni kupata uunganisho wa kudumu si kutokana na hatua ya ncha inayozunguka, lakini kutokana na harakati za sehemu zinazohusiana na kila mmoja. Kutenda juu ya uso katika hatua ya kuwasiliana, huundamsuguano na hivyo joto la juu. Chini ya shinikizo, sehemu zinazoambatana huyeyushwa, na kiungo kilichochochewa huundwa.
- Welding ya radial. Njia hii hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa vyombo vya kipenyo kikubwa, mizinga ya reli. Inapungua kwa ukweli kwamba viungo vya sehemu vinapokanzwa na pete inayozunguka imevaa nje. Kwa msuguano, husababisha joto karibu na kiwango cha kuyeyuka. Mfano wa biashara inayotumia teknolojia hii ni Sespel, mtengenezaji wa gari la tanki la Cheboksary. Uchomeleaji wa msuguano huchukua sehemu kubwa ya kazi ya uchomeleaji.
- Uchomeleaji wa stud. Aina hii inachukua nafasi ya unganisho la rivet. Aina hii hutumiwa kwa miunganisho inayoingiliana. Pini inayozunguka kwenye hatua ya kuwasiliana huwasha moto sehemu za kuunganishwa. Kutoka kwa joto la juu, kuyeyuka hutokea, na pini huingia ndani. Ikipoa, hutengeneza muunganisho thabiti wa kudumu.
Aina za STP kulingana na kiwango cha ugumu
Shughuli za kulehemu zinazofanywa kwa msuguano zinaweza kugawanywa katika mpangilio na ujazo. Tofauti kuu kati ya aina hizi ni kwamba katika kesi ya kwanza, weld huundwa katika nafasi mbili-dimensional, na katika pili - katika nafasi tatu-dimensional.
Kwa hivyo, kwa viungio vilivyopangwa, mtengenezaji wa vifaa vya kulehemu ESAB ameunda mashine ya 2D LEGIO. Ni mfumo wa kulehemu unaoweza kubinafsishwa wa msuguano kwa metali mbalimbali zisizo na feri. Vikundi vya ukubwa tofautivifaa hukuruhusu kulehemu sehemu za saizi ndogo na kubwa. Kwa mujibu wa kuashiria, vifaa vya LEGIO vina mipangilio kadhaa, ambayo hutofautiana katika idadi ya vichwa vya kulehemu, uwezo wa kuunganisha katika mwelekeo kadhaa wa axial.
Kuna roboti za 3D za kazi za uchomeleaji zenye nafasi ngumu angani. Vifaa vile vimewekwa kwenye conveyors ya magari, ambapo welds ya usanidi tata inahitajika. Mfano mmoja wa roboti kama hizo ni Rosio ya ESAB.
Hitimisho
STP inalinganishwa vyema na aina za kawaida za uchomeleaji. Utumizi wake ulioenea hauahidi faida za kiuchumi tu, bali pia uhifadhi wa afya za watu walioajiriwa katika uzalishaji.
