Амаль кожны працэс зборкі можна выканаць некалькімі спосабамі. Вытворца або інтэгратар выбірае для дасягнення найлепшых вынікаў варыянт, які звычайна адпавядае праверанай тэхналогіі для канкрэтнага прымянення.
Адным з такіх працэсаў з'яўляецца пайка. Пайка - гэта працэс злучэння металу, пры якім дзве або больш металічных частак злучаюцца шляхам плаўлення прысадка і ўцякання яго ў злучэнне. Прысадак мае больш нізкую тэмпературу плаўлення, чым суседнія металічныя часткі.
Цяпло для паяння можа забяспечвацца факеламі, печамі або індукцыйнымі шпулькамі. Падчас індукцыйнай пайкі індукцыйная шпулька стварае магнітнае поле, якое награвае падкладку, каб расплавіць прысадкавы метал. Індукцыйная пайка аказваецца найлепшым выбарам для ўсё большай колькасці прымянення зборкі.
«Індукцыйная пайка нашмат бяспечней, чым пайка з факелам, хутчэй, чым пайка ў печы, і больш паўтаральная, чым абедзве», — сказаў Стыў Андэрсан, менеджэр па палявых і выпрабавальных навуцы ў Fusion Inc., 88-гадовы інтэгратар з Уілаўбі, штат Агаё, Саід, які спецыялізуецца на розных метадах зборкі, уключаючы пайку.» Акрамя таго, індукцыйная пайка прасцей.У параўнанні з двума астатнімі метадамі, усё, што вам сапраўды трэба, гэта стандартная электрычнасць».
Некалькі гадоў таму кампанія Fusion распрацавала цалкам аўтаматычны станок з шасцю станцыямі для зборкі 10 цвёрдасплаўных задзірын для металаапрацоўкі і вырабу інструментаў. Задзірыны вырабляюцца шляхам прымацавання цыліндрычных і канічных загатовак з карбіду вальфраму да сталёвага хваставіка. Прадукцыйнасць складае 250 дэталяў у гадзіну, а латок для асобных дэталяў можа змяшчаць 144 нарыхтоўкі і трымальнікі для інструментаў.
«Чатырохвосевы робат SCARA бярэ ручку з паддона, падносіць яе да дазатара паяльнай пасты і загружае ў гняздо захопу, — тлумачыць Андэрсан. — Затым робат бярэ кавалак нарыхтоўкі з паддона і кладзе яго на канец хваставіка, да якога ён прылеплены.Індукцыйная пайка выконваецца з выкарыстаннем электрычнай шпулькі, якая вертыкальна абгортваецца вакол дзвюх частак і даводзіць срэбны прысадкавы метал да тэмпературы ліквідусу 1305 F. Пасля таго, як кампанент задзірын выраўноўваецца і астуджаецца, ён выкідваецца праз разгрузны жолаб і збіраецца для далейшай апрацоўкі».
Выкарыстанне індукцыйнай пайкі для зборкі расце, галоўным чынам таму, што яна стварае трывалае злучэнне паміж дзвюма металічнымі часткамі і таму, што яна вельмі эфектыўная для злучэння розных матэрыялаў. Занепакоенасць навакольным асяроддзем, удасканаленая тэхналогія і нетрадыцыйныя прымянення таксама прымушаюць інжынераў-вытворцаў больш уважліва прыгледзецца да індукцыйнай пайкі.
Індукцыйная пайка існуе з 1950-х гадоў, хоць канцэпцыя індукцыйнага нагрэву (з выкарыстаннем электрамагнетызму) была адкрыта больш чым за стагоддзе таму брытанскім навукоўцам Майклам Фарадэем. Ручныя факелы былі першай крыніцай цяпла для пайкі, а затым печы ў 1920-х гадах. Падчас Другой сусветнай вайны метады на аснове печаў часта выкарыстоўваліся для вырабу вялікай колькасці металічных дэталяў з мінімальнымі выдаткамі працы і працы.
Спажывецкі попыт на кандыцыянаванне паветра ў 1960-х і 1970-х гадах стварыў новыя магчымасці для індукцыйнай пайкі. Фактычна, масавая пайка алюмінію ў канцы 1970-х гадоў прывяла да стварэння многіх кампанентаў сучасных аўтамабільных сістэм кандыцыянавання паветра.
«У адрозненне ад пайкі гарэлкай, індукцыйная пайка з'яўляецца бескантактавай і мінімізуе рызыку перагрэву», - адзначае Рык Баўш, менеджэр па продажах Ambrell Corp., inTEST.temperature.»
Па словах Грэга Холанда, менеджэра па продажах і аперацый кампаніі eldec LLC, стандартная сістэма індукцыйнай пайкі складаецца з трох кампанентаў. Гэта крыніца харчавання, рабочая галоўка з індукцыйнай шпулькай і ахаладжальнік або сістэма астуджэння.
Крыніца сілкавання падключаецца да рабочай галоўкі, і шпулькі спецыяльна распрацаваны, каб змяшчацца вакол злучэння. Індуктары могуць быць выраблены з цвёрдых стрыжняў, гнуткіх кабеляў, апрацаваных нарыхтовак або 3D-друку з парашкападобных медных сплаваў. Аднак звычайна яны зроблены з полых медных трубак, па якіх цячэ вада па некалькіх прычынах. Адна з іх заключаецца ў падтрыманні спіралі ў прахалодным стане, супрацьстаячы цяплу, якое адлюстроўваецца ад дэталяў у працэсе паяння. Праточная вада таксама прадухіляе Назапашванне цяпла ў змеявіках з-за частай прысутнасці пераменнага току і, як следства, неэфектыўнай цеплааддачы.
«Часам канцэнтратар патоку змяшчаецца на катушку, каб узмацніць магнітнае поле ў адной або некалькіх кропках злучэння», — тлумачыць Холанд. «Такія канцэнтратары могуць быць ламінатнага тыпу, які складаецца з тонкіх электратэхнічных сталей, шчыльна складзеных разам, або ферамагнітных трубак, якія змяшчаюць парашкападобны ферамагнітны матэрыял і дыэлектрычныя сувязі, сціснутыя пад высокім ціскам.Выкарыстоўвайце любы Перавага канцэнтратара ў тым, што ён скарачае час цыклу, прыносячы больш энергіі ў пэўныя вобласці сустава хутчэй, захоўваючы пры гэтым іншыя вобласці больш халоднымі».
Перш чым размясціць металічныя дэталі для індукцыйнай пайкі, аператар павінен правільна ўсталяваць частату і ўзроўні магутнасці сістэмы. Частата можа вагацца ад 5 да 500 кГц, чым вышэй частата, тым хутчэй награваецца паверхня.
Блокі сілкавання часта здольныя вырабляць сотні кілават электраэнергіі. Аднак пайка дэталі памерам з далонь за 10-15 секунд патрабуе ўсяго ад 1 да 5 кілават. Для параўнання, вялікія дэталі могуць патрабаваць магутнасці ад 50 да 100 кілават і пайка займае да 5 хвілін.
«Як правіла, меншыя кампаненты спажываюць менш энергіі, але патрабуюць больш высокіх частот, напрыклад, ад 100 да 300 кілагерц», — сказаў Баўш. «Наадварот, больш буйныя кампаненты патрабуюць больш энергіі і больш нізкіх частот, звычайна ніжэй за 100 кілагерц».
Незалежна ад іх памеру, металічныя дэталі неабходна правільна размясціць перад замацаваннем. Неабходна сачыць за тым, каб падтрымліваць шчыльны зазор паміж асноўнымі металамі, каб забяспечыць належнае капілярнае дзеянне цякучага прысадачнага металу. Стыкавыя, нахлестные і стыкавыя злучэнні з'яўляюцца лепшым спосабам забяспечыць гэты зазор.
Дапушчальныя традыцыйныя або самафіксуючыя прылады. Стандартныя свяцільні павінны быць выраблены з менш электраправодных матэрыялаў, такіх як нержавеючая сталь або кераміка, і як мага менш датыкацца з кампанентамі.
Шляхам распрацоўкі дэталяў са злучанымі швамі, выгібамі, паглыбленнямі або накаткамі можна дасягнуць самафіксацыі без неабходнасці механічнай падтрымкі.
Затым злучэнні чысцяцца наждачным дыскам або растваральнікам для выдалення такіх забруджванняў, як алей, змазка, іржа, акаліна і бруд. Гэты этап яшчэ больш узмацняе капілярнае дзеянне расплаўленага прысадка, які праходзіць праз сумежныя паверхні злучэння.
Пасля таго як дэталі ўстаноўлены належным чынам і ачышчаны, аператар наносіць на злучэнне сумесь для злучэння (звычайна пасту). Сумесь уяўляе сабой сумесь прысадачнага металу, флюсу (для прадухілення акіслення) і звязальнага рэчыва, якое ўтрымлівае метал і флюс разам перад расплаўленнем.
Прысадныя металы і флюсы, якія выкарыстоўваюцца пры пайцы, распрацаваны такім чынам, каб вытрымліваць больш высокія тэмпературы, чым тыя, якія выкарыстоўваюцца пры пайцы. Прысадныя металы, якія выкарыстоўваюцца для паяння, плавяцца пры тэмпературы не менш за 842 F і мацнейшыя пры астуджэнні. Яны ўключаюць алюмініева-крэмніевыя, медныя, медна-срэбныя, латуневыя, бронзавыя, залаціста-сярэбраныя, сярэбраныя і нікелевыя сплавы.
Затым аператар размяшчае індукцыйную шпульку, якая бывае розных канструкцый. Спіральныя шпулькі маюць круглую або авальную форму і цалкам атачаюць дэталь, у той час як шпулькі відэльцаў (або клешчоў) размешчаны з кожнага боку злучэння, і канальныя шпулькі зачапляюцца за дэталь. Іншыя шпулькі ўключаюць унутраны дыяметр (ID), ID/Знешні дыяметр (OD), блінныя, адкрытыя і шматпазіцыйныя.
Раўнамерны нагрэў неабходны для высакаякасных паяных злучэнняў. Для гэтага аператар павінен пераканацца, што вертыкальная адлегласць паміж кожнай пятлёй індукцыйнай шпулькі невялікая і што адлегласць злучэння (шырыня зазору ад вонкавага боку да ўнутранага шпулькі) застаецца аднолькавай.
Затым аператар уключае сілкаванне, каб пачаць працэс нагрэву сустава. Гэта прадугледжвае хуткую перадачу пераменнага току сярэдняй або высокай частаты ад крыніцы харчавання да індуктара для стварэння вакол яго пераменнага магнітнага поля.
Магнітнае поле індукуе ток на паверхні злучэння, які вылучае цяпло для расплаўлення прысадкавага металу, дазваляючы яму цячы і змочваць паверхню металічнай дэталі, ствараючы моцную сувязь. Выкарыстоўваючы шматпазіцыйныя шпулькі, гэты працэс можна выконваць на некалькіх дэталях адначасова.
Рэкамендуецца канчатковая ачыстка і праверка кожнага паянага кампанента. Прамыванне дэталяў вадой, нагрэтай мінімум да 120 F, выдаліць рэшткі флюсу і любую акаліну, якая ўтварылася падчас паяння. Дэталь трэба пагрузіць у ваду пасля таго, як прысадкавы метал зацвярдзее, але зборка ўсё яшчэ гарачая.
У залежнасці ад дэталі мінімальны кантроль можа суправаджацца неразбуральным і разбуральным кантролем. Метады неразбуральнага кантролю ўключаюць візуальны і рэнтгенаграфічны кантроль, а таксама праверку на герметычнасць і праверку на герметычнасць. Распаўсюджанымі метадамі дэструктыўнага кантролю з'яўляюцца металаграфічны, на адслаенне, на расцяжэнне, на зрух, на стомленасць, на перанос і на кручэнне.
«Індукцыйная пайка сапраўды патрабуе большых першапачатковых капіталаўкладанняў, чым метад гарэлкі, але яна таго вартая, таму што вы атрымліваеце дадатковую эфектыўнасць і кантроль», — сказаў Холанд. «Пры індукцыі, калі вам патрэбна цяпло, вы проста націскаеце.Калі вы гэтага не зробіце, вы націснеце».
Eldec вырабляе шырокі асартымент крыніц сілкавання для індукцыйнай пайкі, такіх як лінія прамежкавай частаты ECO LINE MF, якая даступная ў розных канфігурацыях, каб найлепшым чынам адпавядаць кожнаму прылажэнню. Гэтыя крыніцы сілкавання даступныя з намінальнай магутнасцю ад 5 да 150 кВт і частатой ад 8 да 40 Гц. Усе мадэлі могуць быць абсталяваны функцыяй павышэння магутнасці, якая дазваляе аператару павялічыць 100% бесперапынны рэжым працы яшчэ на 5 0% на працягу 3 хвілін. Іншыя ключавыя функцыі ўключаюць кантроль тэмпературы пірометра, самапісец тэмпературы і перамыкач сілкавання на біпалярным транзістары з ізаляваным затворам. Гэтыя расходныя матэрыялы патрабуюць невялікага абслугоўвання, працуюць ціха, займаюць невялікую плошча і лёгка інтэгруюцца з кантролерамі працоўнай клеткі.
Вытворцы ў некалькіх галінах прамысловасці ўсё часцей выкарыстоўваюць індукцыйную пайку для зборкі дэталяў. Bausch паказвае на вытворцаў аўтамабільнага, аэракасмічнага, медыцынскага і горназдабыўнога абсталявання як на найбуйнейшых карыстальнікаў абсталявання для індукцыйнай пайкі Ambrell.
«Колькасць алюмініевых кампанентаў індукцыйнай паяння ў аўтамабільнай прамысловасці працягвае расці з-за ініцыятыў па зніжэнні вагі, - падкрэслівае Баўш.Абедзве галіны таксама індукцыйнай пайкі розных сталёвых труб фітынгаў.»
Усе шэсць сістэм EasyHeat кампаніі Ambrell маюць дыяпазон частот ад 150 да 400 кГц і ідэальна падыходзяць для індукцыйнай пайкі невялікіх дэталяў рознай геаметрыі. Кампактныя прылады (0112 і 0224) забяспечваюць кантроль магутнасці ў межах 25 Вт;Мадэлі серыі LI (3542, 5060, 7590, 8310) забяспечваюць кантроль з дазволам 50 Вт.
Абедзве серыі маюць здымную рабочую галоўку на адлегласці да 10 футаў ад крыніцы сілкавання. Элементы кіравання пярэдняй панэлі сістэмы можна запраграмаваць, што дазваляе канчатковаму карыстальніку вызначаць да чатырох розных профіляў нагрэву, кожны з пяццю прыступкамі часу і магутнасці. Дыстанцыйнае кіраванне магутнасцю даступна для кантактнага або аналагавага ўваходу або дадатковага паслядоўнага порта перадачы дадзеных.
«Нашы асноўныя кліенты для індукцыйнай пайкі — гэта вытворцы дэталяў, якія ўтрымліваюць некаторую долю вугляроду, або дэталяў вялікай масы, якія ўтрымліваюць высокі працэнт жалеза, — тлумачыць Рыч Кукель, менеджэр па развіцці бізнесу Fusion. — Некаторыя з гэтых кампаній абслугоўваюць аўтамабільную і аэракасмічную прамысловасць, у той час як іншыя вырабляюць зброю, вузлы рэжучых інструментаў, сантэхнічныя краны і каналізацыі або блокі размеркавання электраэнергіі і засцерагальнікі».
Fusion прадае нестандартныя ротарныя сістэмы, якія могуць індукцыйна паяць ад 100 да 1000 дэталяў у гадзіну. Па словах Кукеля, для аднаго тыпу дэталі або для пэўнай серыі дэталяў магчымы больш высокі выхад. Памер гэтых дэталяў вар'іруецца ад 2 да 14 квадратных цаляў.
«Кожная сістэма змяшчае індэксатар ад Stelron Components Inc. з 8, 10 або 12 працоўнымі станцыямі, - тлумачыць Кукель. - Некаторыя працоўныя станцыі выкарыстоўваюцца для паяння, у той час як іншыя выкарыстоўваюцца для праверкі, з выкарыстаннем відэакамер або лазернага вымяральнага абсталявання або для правядзення выпрабаванняў на выцягванне для забеспячэння высокай якасці паяных злучэнняў».
Вытворцы выкарыстоўваюць стандартныя крыніцы сілкавання ECO LINE ад eldec для розных прымянення індукцыйнай пайкі, такіх як усаджванне ротараў і валаў або злучэнне карпусоў рухавікоў, сказаў Холанд. Зусім нядаўна мадэль гэтага генератара магутнасцю 100 кВт была выкарыстана ў прымяненні вялікіх дэталяў, якія ўключалі пайку медных кольцаў ланцуга да медных злучэнняў крана для генератараў плацін гідраэлектрастанцый.
Eldec таксама вырабляе партатыўныя блокі сілкавання MiniMICO, якія можна лёгка перамяшчаць па фабрыцы з дыяпазонам частот ад 10 да 25 кГц. Два гады таму вытворца аўтамабільных цеплаабменных трубак выкарыстаў MiniMICO для індукцыйнай пайкі зваротных каленяў да кожнай трубы. Адзін чалавек выконваў усю пайку, і на зборку кожнай трубкі спатрэбілася менш за 30 секунд.
Джым з'яўляецца старэйшым рэдактарам у ASSEMBLY з больш чым 30-гадовым рэдактарскім вопытам. Да прыходу ў ASSEMBLY Каміла быў інжынерам прэм'ер-міністраў, рэдактарам часопіса Association for Equipment Engineering Journal і Milling Journal. Джым мае дыплом англійскай мовы ва Універсітэце ДэПола.
Адпраўце запыт на прапанову (RFP) пастаўшчыку па вашаму выбару і націсніце кнопку з падрабязным апісаннем вашых патрэб
Праглядзіце наш даведнік пакупніка, каб знайсці пастаўшчыкоў усіх тыпаў зборачных тэхналогій, машын і сістэм, пастаўшчыкоў паслуг і гандлёвых арганізацый.
Lean Six Sigma на працягу многіх дзесяцігоддзяў прыкладае намаганні для бесперапыннага ўдасканалення, але яе недахопы сталі відавочнымі. Збор даных працаёмкі і можа ахопліваць толькі невялікія выбаркі. Цяпер даныя можна збіраць на працягу працяглых перыядаў часу і ў розных месцах па меншай цане старых ручных метадаў.
Робаты таннейшыя і прасцейшыя ў выкарыстанні, чым калі-небудзь. Гэтая тэхналогія лёгка даступная нават для малых і сярэдніх вытворцаў. Паслухайце гэтую эксклюзіўную дыскусію з удзелам кіраўнікоў чатырох вядучых амерыканскіх пастаўшчыкоў робататэхнікі: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America і Universal Robots.