Što je zavarivanje?
Sposobnost zavarivanja metala odnosi se na prilagodljivost metalnog materijala procesu zavarivanja, uglavnom se odnosi na poteškoće u dobivanju visokokvalitetnih zavarenih spojeva pod određenim uvjetima procesa zavarivanja.Općenito govoreći, koncept "sposobnosti zavarivanja" također uključuje "raspoloživost" i "pouzdanost".Sposobnost zavarivanja ovisi o karakteristikama materijala i korištenim uvjetima procesa.Sposobnost zavarivanja metalnih materijala nije statična već se razvija na primjer, za materijale za koje se prvobitno smatralo da imaju lošu sposobnost zavarivanja, s razvojem znanosti i tehnologije, nove metode zavarivanja postale su lakše zavarivati, odnosno sposobnost zavarivanja postalo bolje.Stoga ne možemo ostaviti procesne uvjete da bismo govorili o sposobnosti zavarivanja.
Sposobnost zavarivanja uključuje dva aspekta: jedan je izvedba spoja, to jest, osjetljivost na nastajanje grešaka pri zavarivanju pod određenim uvjetima procesa zavarivanja;drugi je praktična izvedba, odnosno prilagodljivost zavarenog spoja zahtjevima uporabe pod određenim uvjetima procesa zavarivanja.
Metode zavarivanja
1.Lasersko zavarivanje（LBW)
2.ultrazvučno zavarivanje (USW)
3. difuzijsko zavarivanje (DFW)
4.itd
1. Zavarivanje je postupak spajanja materijala, obično metala, zagrijavanjem površina do točke taljenja, a zatim dopuštanjem da se ohlade i skrutnu, često uz dodatak dodatnog materijala.Zavarljivost materijala odnosi se na njegovu sposobnost zavarivanja pod određenim uvjetima procesa, a ovisi o karakteristikama materijala i korištenom postupku zavarivanja.
2. Zavarljivost se može podijeliti u dva aspekta: izvedba spoja i praktična izvedba.Izvedba spoja odnosi se na osjetljivost nastajanja grešaka pri zavarivanju pod određenim uvjetima procesa zavarivanja, dok se praktična izvedba odnosi na prilagodljivost zavarenog spoja zahtjevima uporabe pod određenim uvjetima procesa zavarivanja.
3. Postoje različite metode zavarivanja, uključujući lasersko zavarivanje (LBW), ultrazvučno zavarivanje (USW) i difuzijsko zavarivanje (DFW), među ostalima.Izbor metode zavarivanja ovisi o materijalima koji se spajaju, debljini materijala, potrebnoj čvrstoći spoja i drugim čimbenicima.
Što je lasersko zavarivanje?
Lasersko zavarivanje, također poznato kao zavarivanje laserskim snopom ("LBW"), je tehnika u proizvodnji pri kojoj se dva ili više komada materijala (obično metala) spajaju pomoću laserske zrake.
To je beskontaktni proces koji zahtijeva pristup zoni zavarivanja s jedne strane dijelova koji se zavaruju.
Toplina koju stvara laser topi materijal s obje strane spoja, a kako se rastaljeni materijal miješa i ponovno skrućuje, spaja dijelove.
Zavar se formira dok intenzivno lasersko svjetlo brzo zagrijava materijal – obično se izračunava u milisekundama.
Laserska zraka je koherentna (jednofazna) svjetlost jedne valne duljine (monokromatska).Laserska zraka ima malu divergenciju zrake i visok sadržaj energije koji će stvoriti toplinu kada udari u površinu
Kao i kod svih oblika zavarivanja, detalji su važni kada se koristi LBW.Možete koristiti različite lasere i različite LBW postupke, a ponekad lasersko zavarivanje nije najbolji izbor.
Lasersko zavarivanje
Postoje 3 vrste laserskog zavarivanja:
1. Način provođenja
2. Način provođenja/penetracije
3. Način prodora ili ključanice
Ove vrste laserskog zavarivanja grupirane su prema količini energije koja se isporučuje metalu.Zamislite to kao niske, srednje i visoke razine energije laserske energije.
Način provođenja
Kondukcijski način isporučuje nisku lasersku energiju metalu, što rezultira malim prodiranjem s plitkim zavarom.
Dobar je za spojeve koji ne trebaju veliku čvrstoću jer su rezultati neka vrsta kontinuiranog točkastog zavara.Provodni zavari su glatki i estetski ugodni, a obično su širi nego duboki.
Postoje dvije vrste načina provođenja LBW:
1. Izravno grijanje:Površina dijela zagrijava se izravno laserom.Toplina se zatim provodi u metal, a dijelovi osnovnog metala se tope, spajajući spoj kada se metal ponovno skrutne.
2. Prijenos energije: Posebna upijajuća tinta prvo se stavlja na sučelje spoja.Ova tinta uzima energiju lasera i stvara toplinu.Metal ispod njega zatim provodi toplinu u tanki sloj, koji se topi i ponovno skrućuje da bi se formirao zavareni spoj.
Način provođenja/prodiranja
Neki možda neće prepoznati ovo kao jedan od načina.Osjećaju da postoje samo dvije vrste;ili provodite toplinu u metal ili isparavate mali metalni kanal, dopuštajući laseru dolje u metal.
Ali način provođenja/prodiranja koristi "srednju" energiju i rezultira većim prodiranjem.Ali laser nije dovoljno jak da ispari metal kao u načinu rada ključanice.
Način prodora ili ključanice
Ovaj način rada stvara duboke, uske varove.Dakle, neki to nazivaju načinom penetracije.Napravljeni zavari obično su dublji nego široki i jači od zavara provodljivog načina.
Kod ove vrste LBW zavarivanja, laser velike snage isparava osnovni metal, stvarajući uzak tunel poznat kao "ključanica" koji se proteže dolje u spoj.Ova "rupa" omogućuje laseru da prodre duboko u metal.
Prikladni metali za LBW
Lasersko zavarivanje radi s mnogim metalima, kao što su:
- Ugljični čelik
- Aluminij
- Titanij
- Niskolegirani i nehrđajući čelik
- nikal
- Platina
- Molibden
Ultrazvučno zavarivanje
Ultrazvučno zavarivanje (USW) je spajanje ili preoblikovanje termoplasta korištenjem topline generirane mehaničkim gibanjem visoke frekvencije.Postiže se pretvaranjem visokofrekventne električne energije u visokofrekventno mehaničko gibanje.To mehaničko gibanje, zajedno s primijenjenom silom, stvara toplinu uslijed trenja na spojnim površinama plastičnih komponenti (područje spoja) pa se plastični materijal topi i stvara molekularnu vezu između dijelova.
OSNOVNI PRINCIP ULTRAZVUČNOG ZAVARIVANJA
1. Dijelovi u učvršćenju: dva termoplastična dijela koja se sastavljaju postavljaju se zajedno, jedan na vrh drugog, u potporno gnijezdo koje se naziva učvršćenje.
2. Ultrazvučni kontakt sa sirenom: komponenta od titana ili aluminija koja se naziva sirena dovodi se u kontakt s gornjim plastičnim dijelom.
3. Primijenjena sila: kontrolirana sila ili pritisak se primjenjuje na dijelove, stežući ih zajedno uz učvršćenje.
4. Vrijeme zavarivanja: Ultrazvučna sirena vibrira okomito 20 000 (20 kHz) ili 40 000 (40 kHz) puta u sekundi, na udaljenostima mjerenim u tisućinkama inča (mikronima), tijekom unaprijed određenog vremena koje se naziva vrijeme zavarivanja.Pažljivim dizajnom dijelova, ova vibracijska mehanička energija usmjerena je na ograničene točke kontakta između dvaju dijelova.Mehaničke vibracije prenose se kroz termoplastične materijale do sučelja spoja kako bi se stvorila toplina trenja.Kada temperatura na spojnoj površini dosegne točku taljenja, plastika se topi i teče, a vibracije se zaustavljaju.To omogućuje da se rastopljena plastika počne hladiti.
5. Vrijeme zadržavanja: Sila stezanja održava se unaprijed određeno vrijeme kako bi se omogućilo spajanje dijelova dok se otopljena plastika hladi i stvrdnjava.To je poznato kao vrijeme zadržavanja.(Napomena: poboljšana čvrstoća spoja i hermetičnost mogu se postići primjenom veće sile tijekom vremena zadržavanja. To se postiže dvostrukim pritiskom).
6. Uvlačenje trube: nakon što se otopljena plastika skrutne, sila stezanja se uklanja i ultrazvučna truba se uvlači.Dva plastična dijela sada su spojena kao da su izlivena zajedno i uklanjaju se iz učvršćenja kao jedan dio.
Difuzijsko zavarivanje, DFW
Proces spajanja toplinom i pritiskom gdje se kontaktne površine spajaju difuzijom atoma.
Postupak
Dva obratka [1] u različitim koncentracijama smještena su između dvije preše [2].Preše su jedinstvene za svaku kombinaciju izradaka, zbog čega je potreban novi dizajn ako se dizajn proizvoda promijeni.
Toplina ekvivalentna otprilike 50-70% tališta materijala se zatim dovodi u sustav, povećavajući pokretljivost atoma dvaju materijala.
Preše se zatim stisnu jedna uz drugu, uzrokujući da atomi počnu difuzirati između materijala na kontaktnom području [3].Difuzija se odvija jer su radni komadi različite koncentracije, a toplina i pritisak samo olakšavaju proces.Tlak se stoga koristi kako bi se materijali koji dolaze u dodir s površinama što više približili kako bi atomi mogli lakše difundirati.Kada se željeni udio atoma rasprši, toplina i pritisak se uklanjaju i proces vezivanja je dovršen.
