يمكن تنفيذ كل عملية تجميع تقريبًا بعدة طرق ، وعادة ما يكون الخيار الذي يختاره المصنِّع أو المُدمج للحصول على أفضل النتائج هو الخيار الذي يطابق تقنية مثبتة مع تطبيق معين.
اللحام بالنحاس هو إحدى هذه العمليات ، والنحاس هو عملية ربط المعدن حيث يتم ربط جزأين أو أكثر عن طريق صهر المعدن الحشو وتدفقه إلى المفصل ، وللمعدن الحشو نقطة انصهار أقل من الأجزاء المعدنية المجاورة.
يمكن توفير حرارة اللحام بالنحاس بواسطة المشاعل أو الأفران أو ملفات الحث ، وأثناء اللحام بالنحاس ، ينشئ ملف الحث مجالًا مغناطيسيًا يسخن الركيزة لإذابة معدن الحشو. ثبت أن اللحام بالنحاس هو الخيار الأفضل لعدد متزايد من تطبيقات التجميع.
قال ستيف أندرسون ، مدير المجال وعلوم الاختبار في شركة Fusion Inc. ، وهي شركة تكامل عمرها 88 عامًا في ويلوبي بولاية أوهايو سعيد ، متخصصة في مجموعة متنوعة من طرق التجميع ، بما في ذلك اللحام بالنحاس ". بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر اللحام بالنحاس أسهل.مقارنة بالطريقتين الأخريين ، كل ما تحتاجه حقًا هو الكهرباء القياسية ".
قبل بضع سنوات ، طورت Fusion آلة ذات ست محطات أوتوماتيكية بالكامل لتجميع 10 نتوءات كربيد لتشغيل المعادن وصنع الأدوات ، ويتم تصنيع التروس من خلال ربط الفراغات الأسطوانية والمخروطية من كربيد التنجستن بساق فولاذي ، ويبلغ معدل الإنتاج 250 جزءًا في الساعة ، ويمكن لدرج الأجزاء المنفصلة استيعاب 144 فراغًا وحامل أدوات.
يوضح أندرسون: "يأخذ روبوت SCARA رباعي المحاور مقبضًا من الدرج ، ويقدمه إلى موزع معجون اللحام ، ويحمله في عش القابض. ثم يأخذ الروبوت قطعة فارغة من الدرج ويضعها في نهاية السيقان التي تم لصقها عليها.يتم إجراء اللحام بالنحاس التعريفي باستخدام ملف كهربائي يلتف عموديًا حول الجزأين ويجلب معدن الحشو الفضي إلى درجة حرارة سائلة تبلغ 1،305 فهرنهايت بعد محاذاة مكون الثقب وتبريده ، يتم إخراجه من خلال مجرى تفريغ وتجميعه لمزيد من المعالجة ".
يتزايد استخدام اللحام بالنحاس التعريفي للتجميع ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه يخلق اتصالًا قويًا بين جزأين معدنيين ولأنه فعال للغاية في الانضمام إلى مواد غير متشابهة ، كما أن الاهتمامات البيئية والتكنولوجيا المحسنة والتطبيقات غير التقليدية تجبر مهندسي التصنيع على إلقاء نظرة فاحصة على اللحام بالنحاس.
كان استخدام اللحام بالنحاس موجودًا منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، على الرغم من اكتشاف مفهوم التسخين بالحث (باستخدام الكهرومغناطيسية) قبل أكثر من قرن من قبل العالم البريطاني مايكل فاراداي ، وكانت المشاعل اليدوية أول مصدر للحرارة للنحاس ، تليها الأفران في عشرينيات القرن الماضي ، وخلال الحرب العالمية الثانية ، كانت الأساليب القائمة على الأفران تستخدم بشكل متكرر لتصنيع كميات كبيرة من الأجزاء المعدنية بأقل جهد ونفقات.
أدى طلب المستهلكين على أجهزة تكييف الهواء في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي إلى ظهور تطبيقات جديدة للنحاس التعريفي ، وفي الواقع ، أدى اللحام بالنحاس الكتلي للألمنيوم في أواخر السبعينيات إلى ظهور العديد من المكونات الموجودة في أنظمة تكييف هواء السيارات الحالية.
"على عكس اللحام بالنحاس الأصفر ، فإن اللحام بالنحاس هو عدم تلامس ويقلل من مخاطر ارتفاع درجة الحرارة" ، كما يشير ريك باوش ، مدير المبيعات لشركة Ambrell Corp. ، inTEST.temperature. "
وفقًا لجريج هولاند ، مدير المبيعات والعمليات في شركة eldec LLC ، يتكون نظام اللحام بالنحاس التعريفي القياسي من ثلاثة مكونات ، وهي مصدر الطاقة ورأس العمل مع ملف الحث والمبرد أو نظام التبريد.
يتم توصيل مصدر الطاقة برأس العمل والملفات مصممة خصيصًا لتلائم المفصل. يمكن تصنيع المحاثات من قضبان صلبة أو كبلات مرنة أو قضبان آلية أو طباعة ثلاثية الأبعاد من مسحوق سبائك النحاس ، ومع ذلك ، عادة ما تكون مصنوعة من أنابيب نحاسية مجوفة ، يتدفق من خلالها الماء لعدة أسباب ، أحدها هو الحفاظ على برودة الملف عن طريق مواجهة الحرارة المنعكسة عن طريق تدفق المياه أثناء عملية البناء المتكرر. والانتقال الحراري غير الفعال الناتج.
يوضح هولاند: "في بعض الأحيان يتم وضع مكثف التدفق على الملف لتقوية المجال المغناطيسي عند نقطة واحدة أو أكثر في التقاطع". ويمكن أن تكون هذه المكثفات من النوع الرقائقي ، وتتكون من فولاذ كهربائي رقيق مكدس بإحكام معًا ، أو أنابيب مغناطيسية حديدية تحتوي على مساحيق من مادة حديدية مغنطيسية وروابط عازلة مضغوطة تحت ضغط عالٍ.استخدام إما فائدة المكثف هو أنه يقلل من وقت الدورة عن طريق جلب المزيد من الطاقة إلى مناطق معينة من المفصل بشكل أسرع ، مع الحفاظ على المناطق الأخرى أكثر برودة. "
قبل وضع الأجزاء المعدنية للنحاس التعريفي ، يحتاج المشغل إلى ضبط مستويات التردد والطاقة للنظام بشكل صحيح. يمكن أن يتراوح التردد من 5 إلى 500 كيلو هرتز ، وكلما زاد التردد ، زادت سرعة ارتفاع درجة حرارة السطح.
غالبًا ما تكون مصادر الطاقة قادرة على إنتاج مئات الكيلوواط من الكهرباء ، ومع ذلك ، فإن لحام جزء بحجم راحة اليد في 10 إلى 15 ثانية لا يتطلب سوى 1 إلى 5 كيلووات ، وبالمقارنة ، يمكن أن تتطلب الأجزاء الكبيرة من 50 إلى 100 كيلوواط من الطاقة وتستغرق ما يصل إلى 5 دقائق للنحاس.
قال باوش: "كقاعدة عامة ، تستخدم المكونات الأصغر طاقة أقل ، ولكنها تتطلب ترددات أعلى ، مثل 100 إلى 300 كيلوهرتز. وعلى النقيض ، تتطلب المكونات الأكبر طاقة أكبر وترددات أقل ، وعادة ما تكون أقل من 100 كيلوهرتز."
بغض النظر عن حجمها ، يجب أن يتم وضع الأجزاء المعدنية بشكل صحيح قبل تثبيتها. يجب توخي الحذر للحفاظ على فجوة ضيقة بين المعادن الأساسية للسماح بعمل شعري مناسب من خلال معدن الحشو المتدفق.
تعتبر التركيبات التقليدية أو ذاتية التثبيت مقبولة ، ويجب أن تكون التركيبات القياسية مصنوعة من مواد أقل موصلة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو السيراميك ، ويجب ألا تلمس المكونات بأقل قدر ممكن.
من خلال تصميم الأجزاء ذات اللحامات المتشابكة ، أو التأرجح ، أو المنخفضات ، أو النتوءات ، يمكن تحقيق التثبيت الذاتي دون الحاجة إلى دعم ميكانيكي.
يتم بعد ذلك تنظيف المفاصل باستخدام وسادة صنفرة أو مذيب لإزالة الملوثات مثل الزيت والشحوم والصدأ والقشور والأوساخ ، وتعزز هذه الخطوة العمل الشعري لمعدن الحشو المنصهر الذي يسحب نفسه عبر الأسطح المجاورة للمفصل.
بعد أن يتم تثبيت الأجزاء وتنظيفها بشكل صحيح ، يقوم المشغل بتطبيق مركب مشترك (عادة ما يكون معجونًا) على المفصل ، ويكون المركب عبارة عن خليط من معدن الحشو ، والتدفق (لمنع الأكسدة) ورابط يحافظ على المعدن والتدفق معًا قبل الذوبان.
صُنعت معادن الحشو والتدفقات المستخدمة في اللحام بالنحاس لتحمل درجات حرارة أعلى من تلك المستخدمة في اللحام. تذوب معادن الحشو المستخدمة في اللحام بالنحاس عند درجات حرارة لا تقل عن 842 فهرنهايت وتكون أقوى عند التبريد ، وتشمل الألمنيوم والسيليكون والنحاس والنحاس والفضة والنحاس والبرونز والذهب والفضة وسبائك النيكل.
يقوم المشغل بعد ذلك بوضع ملف الحث ، والذي يأتي في مجموعة متنوعة من التصميمات ، والملفات الهليكوبتر دائرية أو بيضاوية الشكل وتحيط بالجزء بالكامل ، بينما توجد ملفات الشوكة (أو الكماشة) على كل جانب من المفصل وربط ملفات القناة على الجزء ، وتشمل الملفات الأخرى القطر الداخلي (ID) ، والمعرف / القطر الخارجي (OD) ، والفطيرة ، والمفتوحة ، ومتعددة الفتحات.
الحرارة المنتظمة ضرورية للوصلات النحاسية عالية الجودة ، وللقيام بذلك ، يحتاج المشغل إلى التأكد من أن المسافة الرأسية بين كل حلقة ملف تحريض صغيرة وأن مسافة الاقتران (عرض الفجوة من الملف OD إلى المعرف) تظل موحدة.
بعد ذلك ، يقوم المشغل بتشغيل الطاقة لبدء عملية تسخين المفصل ، وهذا يتضمن النقل السريع للتيار المتردد المتوسط ​​أو العالي التردد من مصدر طاقة إلى مغوٍ لإنشاء مجال مغناطيسي متناوب حوله.
يحث المجال المغناطيسي تيارًا على سطح المفصل ، مما يولد حرارة لإذابة معدن الحشو ، مما يسمح له بالتدفق وترطيب سطح الجزء المعدني ، مما يخلق رابطة قوية ، وباستخدام ملفات متعددة المواضع ، يمكن إجراء هذه العملية على أجزاء متعددة في وقت واحد.
يوصى بالتنظيف والفحص النهائيين لكل مكون من المكونات النحاسية ، وغسل الأجزاء بالماء المسخن إلى 120 درجة فهرنهايت على الأقل سيزيل بقايا التدفق وأي قشور تتشكل أثناء اللحام بالنحاس ، ويجب غمر الجزء في الماء بعد أن يتجمد معدن الحشو ولكن التجميع لا يزال ساخنًا.
اعتمادًا على الجزء ، يمكن اتباع الحد الأدنى من الفحص عن طريق اختبار غير تدميري ومدمِّر. تشمل طرق NDT الفحص البصري والشعاعي ، بالإضافة إلى اختبار إثبات التسرب ، وطرق الاختبار المدمرة الشائعة هي اختبار المعادن ، والتقشير ، والشد ، والقص ، والتعب ، والنقل ، واختبار الالتواء.
قال هولاند: "يتطلب اللحام بالنحاس التحريضي استثمارًا رأسماليًا أكبر من طريقة الشعلة ، لكن الأمر يستحق ذلك لأنك تحصل على مزيد من الكفاءة والتحكم". مع الحث ، عندما تحتاج إلى حرارة ، ما عليك سوى الضغط.عندما لا تفعل ، تضغط. "
تقوم Eldec بتصنيع مجموعة واسعة من مصادر الطاقة للنحاس التعريفي ، مثل خط التردد المتوسط ​​ECO LINE MF ، والذي يتوفر في تكوينات مختلفة لتناسب كل تطبيق على أفضل وجه. تتوفر مصادر الطاقة هذه في تصنيفات الطاقة التي تتراوح من 5 إلى 150 كيلوواط وترددات من 8 إلى 40 هرتز ، ويمكن تجهيز جميع الموديلات بخاصية تعزيز الطاقة التي تتيح للمشغل زيادة 50٪ من ميزات التحكم في درجة الحرارة المستمرة بمقدار 3 دقائق. مفتاح طاقة الترانزستور ipolar. هذه المواد الاستهلاكية تتطلب القليل من الصيانة ، وتعمل بهدوء ، ولها بصمة صغيرة ، ويمكن دمجها بسهولة مع وحدات تحكم خلية العمل.
يستخدم المصنعون في العديد من الصناعات بشكل متزايد طريقة اللحام بالنحاس الحثي لتجميع الأجزاء ، ويشير باوش إلى مصنعي السيارات ، والفضاء ، والمعدات الطبية ، ومعدات التعدين باعتبارهم أكبر مستخدمين لمعدات اللحام بالنحاس التعريفي Ambrell.
يشير باوش إلى أن "عدد مكونات الألمنيوم النحاسي التعريفي في صناعة السيارات مستمر في الزيادة بسبب مبادرات تقليل الوزن."كلتا الصناعتين تقوم أيضًا بربط العديد من تجهيزات الأنابيب الفولاذية بالنحاس ".
تتمتع جميع أنظمة EasyHeat الستة من Ambrell بنطاق تردد يتراوح من 150 إلى 400 كيلو هرتز وهي مثالية للضغط بالحث على الأجزاء الصغيرة من الأشكال الهندسية المختلفة.توفر الطرز في سلسلة LI (3542 ، 5060 ، 7590 ، 8310) تحكمًا بدقة 50 وات.
تحتوي كلتا السلسلتين على رأس عمل قابل للإزالة يصل إلى 10 أقدام من مصدر الطاقة ، كما أن عناصر التحكم في اللوحة الأمامية قابلة للبرمجة ، مما يسمح للمستخدم النهائي بتحديد ما يصل إلى أربعة ملفات تعريف مختلفة للتدفئة ، لكل منها ما يصل إلى خمس خطوات للوقت والطاقة ، ويتوفر التحكم في الطاقة عن بُعد للاتصال أو الإدخال التناظري ، أو منفذ البيانات التسلسلي الاختياري.
يوضح ريتش كوكيلج ، مدير تطوير الأعمال في Fusion: "عملاؤنا الرئيسيون للنحاس التعريفي هم مصنعي الأجزاء التي تحتوي على بعض الكربون ، أو الأجزاء الكبيرة التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد". وتخدم بعض هذه الشركات صناعات السيارات والفضاء ، بينما تصنع شركات أخرى البنادق ، وتجميعات أدوات القطع ، وصنابير المياه والمصارف ، أو كتل توزيع الطاقة والصمامات. "
تبيع Fusion الأنظمة الدوارة المخصصة التي يمكنها تسخين النحاسي من 100 إلى 1000 جزء في الساعة ، ووفقًا لـ Cukelj ، من الممكن إنتاج أعلى لنوع واحد من الأجزاء أو لسلسلة معينة من الأجزاء ، وتتراوح هذه الأجزاء في الحجم من 2 إلى 14 بوصة مربعة.
يوضح Cukelj: "يحتوي كل نظام على مفهرس من شركة Stelron Components Inc. مع 8 أو 10 أو 12 محطة عمل." تُستخدم بعض محطات العمل للنحاس ، بينما يتم استخدام البعض الآخر للفحص ، باستخدام كاميرات الرؤية أو معدات القياس بالليزر ، أو إجراء اختبارات سحب لضمان وصلات عالية الجودة من النحاس. "
قال هولاند إن المصنِّعين يستخدمون إمدادات الطاقة ECO LINE القياسية من eldec لمجموعة متنوعة من تطبيقات اللحام بالنحاس ، مثل الدوارات والأعمدة الملحقة بالانكماش ، أو الانضمام إلى أغطية المحرك ، وفي الآونة الأخيرة ، تم استخدام نموذج 100 كيلوواط من هذا المولد في تطبيق الأجزاء الكبيرة التي تضمنت لحام حلقات الدائرة النحاسية إلى وصلات الحنفية النحاسية لمولدات السدود الكهرومائية.
تقوم Eldec أيضًا بتصنيع مزودات طاقة MiniMICO المحمولة التي يمكن نقلها بسهولة في جميع أنحاء المصنع بمدى تردد يتراوح من 10 إلى 25 كيلو هرتز ، وقبل عامين ، استخدمت الشركة المصنعة لأنابيب المبادلات الحرارية الآلية MiniMICO لتحريض الكوع النحاسي لكل أنبوب ، وقام شخص واحد بالنحاس ، واستغرق الأمر أقل من 30 ثانية لتجميع كل أنبوب.
جيم هو محرر أول في ASSEMBLY ولديه أكثر من 30 عامًا من الخبرة التحريرية. قبل انضمامه إلى ASSEMBLY ، كان كاميلو PM Engineer ، محرر في مجلة Association for Equipment Engineering Journal و Milling Journal ، ويحمل جيم شهادة في اللغة الإنجليزية من جامعة ديبول.
قم بإرسال طلب عرض (RFP) إلى بائع من اختيارك وانقر فوق الزر الذي يوضح بالتفصيل احتياجاتك
تصفح دليل المشتري الخاص بنا للعثور على الموردين لجميع أنواع تقنيات التجميع والآلات والأنظمة ومقدمي الخدمات والمنظمات التجارية.
يقود Lean Six Sigma جهود التحسين المستمرة لعقود من الزمن ، لكن أوجه القصور فيها أصبحت واضحة ، حيث أن جمع البيانات كثيف العمالة ويمكنه فقط التقاط عينات صغيرة ، ويمكن الآن التقاط البيانات على مدى فترات زمنية طويلة وفي مواقع متعددة بجزء بسيط من تكلفة الأساليب اليدوية القديمة.
أصبحت الروبوتات أرخص وأسهل في الاستخدام من أي وقت مضى ، هذه التكنولوجيا متاحة بسهولة حتى للمصنعين الصغار والمتوسطين ، استمع إلى حلقة النقاش الحصرية هذه التي تضم مسؤولين تنفيذيين من أربعة من كبار موردي الروبوتات في أمريكا: ATI Industrial Automation و Epson Robots و FANUC America و Universal Robots.