O desenvolvimento ativo de métodos de alta tecnologia de soldagem térmica de metais ofusca métodos alternativos de processamento. Ao mesmo tempo, existem técnicas bastante dignas da mais antiga deformação a frio de produtos plásticos. A soldagem a seco é um desses métodos. Para metal, em particular, é aplicada deformação direcional com aumento da tensão interna. Neste processo, uma variedade de agentes ativos, ferramentas e consumíveis podem ser usados.
Visão geral da tecnologia
A soldagem a seco é um dos tipos de soldagem a frio na fase sólida, na qual ocorrem processos de deformação significativos com um leve grau de localização da estrutura de trabalho. Uma diferença importante desta técnica é a alta pressão aplicada para realizar os processos de deformação. Comparado commétodos básicos de soldagem térmica a quente, esta tecnologia permite realizar a operação em temperaturas normais ou mesmo negativas. A foto acima de soldagem a seco para metal sob pressão mostra o resultado de tal trabalho em condições de condições de temperatura abaixo do grau de recristalização. A principal direção desta tecnologia é o impacto mecânico no material, como resultado do qual uma conexão é formada entre duas ou mais peças de trabalho.
Processo de soldagem passo a passo
A tecnologia de soldagem a seco padrão é realizada de acordo com as seguintes instruções:
- Extrusão plástica do metal é realizada, afetando a estrutura profunda. Nesta operação, são utilizadas unidades especiais para garantir o processo de deformação.
- Após o término da ação deformante, forma-se o contato das camadas profundas do metal.
- Uma única estrutura cristalina está sendo formada. O tempo de execução da soldagem a seco para metal neste ponto pode ser calculado em frações de segundo, o que leva à ausência de interação volumétrica entre as peças.
- O tratamento especial da superfície externa é realizado com compostos de proteção e reforço, incluindo aqueles com efeito anticorrosivo e efeito de alívio do estresse interno.
Principais características do processo
Os parâmetros da operação, por um lado, refletem a magnitude do impacto físico na peça e, por outro, a qualidade da conexão. Para as características primárias de ambos os espectrosinclua o seguinte:
- Profundidade do recuo. Normalmente, um punção é usado para deformação - uma ferramenta de prensagem, devido à qual a forma da peça muda. Além disso, essa característica da soldagem a seco para metal pode ser atribuída como um grau de plasticidade, que, dependendo do material, pode permitir um coeficiente de entrada na estrutura de 10-15% (índio) a 85-90% (cobre, níquel).
- Ação de apertar. É expresso em termos de força de compressão e cisalhamento, que é calculado a partir da força tangencial. Este não é um indicador direto de mudança estrutural, mas uma característica que determina o deslocamento potencial das superfícies a serem unidas.
- A capacidade de soldar. Depende da resistência complexa da estrutura metálica em relação aos efeitos mecânicos da soldagem a seco. Os mais acessíveis para tais operações são os produtos de cobre, alumínio, prata, cádmio, etc. À medida que a dureza aumenta, a capacidade de soldagem diminui.
Tipos de soldagem a seco
Basicamente, os métodos são diferenciados pelo tipo de composto formado, bem como durante a exposição térmica. Pode ser solda de topo, ponto e costura. Menos comuns são as técnicas de união por cisalhamento e alta pressão. Ao realizar a soldagem a ponto, são usados punções cilíndricos como ferramenta e, com uma técnica de costura, são usados elementos de rolo. Ambos os métodos são caracterizados por alta produtividade, mas, como resultado, dão costuras bastante ásperas e aparentemente pouco atraentes. A soldagem a seco de topo para metal envolveo uso de pressões especiais, bem como a implementação de entalhes para evitar o deslizamento da peça. As vantagens do método incluem a capacidade de trabalhar com peças sólidas e, em princípio, o uso de alta pressão, o que aumenta o poder da força de deformação. Por outro lado, devido à necessidade de entalhe, a aparência do produto pode se deteriorar mesmo em locais fora da área de trabalho.
Preparação da peça de trabalho
O principal problema na preparação de materiais para soldagem a seco deve-se à necessidade de remoção cuidadosa dos filmes adsorvidos e orgânicos. Estes podem ser vestígios de óleo e graxa, bem como revestimentos de ácido e parafina, que são frequentemente aplicados para preservar e apoiar outros processos tecnológicos na fábrica. Para remover essas camadas, são utilizados produtos contendo álcool e gasolina, solventes e produtos químicos especiais para processamento de metais. Além disso, a instrução para soldagem a seco de metal envolve as seguintes operações preparatórias:
- Limpeza de superfícies com escovas abrasivas de aço.
- No caso de blanks de alumínio, a calcinação é utilizada em temperaturas que variam de 300 a 400°C.
- Revestir o produto com uma fina camada de cromo ou níquel galvanizado.
- Se estamos falando de condutores com isolamento, todas as camadas de proteção externas são removidas com uma pequena captura da área de não trabalho.
Parâmetros dos modos de soldagem
Entre os principais parâmetros deste tipo de soldagem estão a saliênciapeças do grampo, pressão específica, espessura do punção, etc. Por exemplo, o indicador de pressão é selecionado com base nas características físicas e mecânicas da peça alvo. Assim, o alumínio é soldado a 800 MN/m2, e as peças de cobre a 2500 MN/m2. Quanto à saída da peça de trabalho do mecanismo de fixação, neste caso tudo é individual. Por exemplo, para hastes de alumínio de comprimento d, a saliência será de 1,2d e para cobre - 1,5d. Os coeficientes podem variar dependendo da forma da peça. Atenção especial na avaliação dos parâmetros adequados é dada às dimensões dos punções que realizam diretamente a soldagem a seco. Para metais como o mesmo cobre e alumínio, as características do mecanismo de prensagem são calculadas com base no fato de que a carga aplicada deve ser de 600 MPa a 2000 MPa. Os parâmetros dimensionais são ajustados à massa da estrutura, e a forma e o design são ajustados aos parâmetros do produto.
Executar soldagem a seco
Com a ajuda de equipamentos especiais de prensagem, a operação é realizada na seguinte ordem:
- Os grampos são fixados de acordo com o tamanho das peças a serem soldadas.
- Ar comprimido é fornecido à máquina para fornecer a pressão desejada através do compressor.
- A unidade funcional é colocada no estado ativo, cuja força é usada para realizar a deformação.
- Imediatamente antes da produção da soldagem a seco para metal, a instrução para o uso da tecnologia indica a necessidade de tratar as peças com acetona ou álcool.
- Soldagem de varetas em branco e corte do flash (excesso de metal na junção, encantado quando extrudado) está em andamento.
- Os elementos soldados são liberados dos grampos.
- O mecanismo móvel retorna à sua posição original, as travas são afrouxadas.
Em todo o fluxo de trabalho, o operador interage com a funcionalidade da máquina por meio de alças, alavancas de controle e alimentadores. Nos modelos modernos de equipamentos para soldagem a seco, também são fornecidos meios eletrônicos de controle da operação, com a ajuda dos quais o modo de processamento de peças em linha é organizado.
Vantagens da soldagem a seco
Livrar-se da necessidade de aquecimento de peças em alta temperatura é a principal vantagem desta tecnologia em relação aos tipos eletroquímicos de soldagem. Isso elimina o uso de fontes de energia poderosas, eliminando um item de custo significativo. No mesmo grupo de vantagens, pode-se notar uma diminuição na probabilidade de entupimento eletroquímico, do qual, com métodos térmicos, é necessário proteger as peças com meios gasosos e fluxo. Além disso, dependendo da complexidade da tarefa e das condições de trabalho, existem outras vantagens da soldagem a seco para metal:
- Alta performance com baixo investimento de tempo.
- Conjunto mínimo de acessórios e consumíveis.
- Possibilidade de automação de processos.
- O operador não precisa ser um soldador altamente qualificado.
- Os requisitos para pós-processamento de peças são mínimos.
Desvantagens da soldagem a seco
Com todas as vantagens, esta tecnologia não é tão difundida em relação à soldagem a quente, o que se explica por severas limitações em termos de aceitabilidade do método para metais e ligas com baixa ductilidade. Principalmente metais não ferrosos e puros podem ser processados. Mas mesmo neste caso, nem sempre é possível contar com um resultado de alta qualidade. Além disso, as principais desvantagens tecnológicas da soldagem a seco para metais altamente dúcteis estão associadas à deformação da estrutura interna, o que pode afetar negativamente o funcionamento futuro do produto. Em geral, podemos dizer que a tecnologia é conveniente e de baixo custo, mas não universal e bastante especializada.
Conclusão
Os métodos de soldagem a frio apresentam diferenças fundamentais em relação à tecnologia térmica de união de blanks metálicos. Estão relacionados com a natureza do impacto na estrutura do material e as condições da organização técnica do processo. Como mostram as revisões de soldagem a seco para metal, este método funciona bem no trabalho com consumíveis elétricos, pequenas peças de trabalho na indústria elétrica, etc. Estamos falando principalmente de condutores e pequenos elementos estampados. Quando se trata de estruturas metálicas, tubos de grande porte e chapas de aço inoxidável, o fluxo de trabalho deve ser confiável com soldagem de alta temperatura. Alterar a estrutura devido à deformação nesses casos será ineficaz.
