Quasi ogni prucessu di assemblea pò esse realizatu in parechje manere. L'opzione chì un fabricatore o integratore sceglie per i megliu risultati hè di solitu quellu chì currisponde à una tecnulugia pruvata à una applicazione specifica.
Brazing hè un tali prucessu. Brazing hè un prucessu di unione di metallu in u quali dui o più parti di metalli sò uniti da u metallu di fusione di filler è u flussu in l'articulazione.
U calore per brazing pò esse furnitu da torches, furnaces o coils induction.During induction brazing, una bobina d'induzione crea un campu magneticu chì calienta u sustrato per fundà u filler metal.Induction brazing hè a prova di esse a megliu scelta per un numeru crescente di applicazioni di assemblea.
"A brasatura à induzione hè assai più sicura ch'è a brasatura à torcia, più veloce di a brasatura in u fornu, è più ripetibile di i dui", disse Steve Anderson, direttore di a scienza di u campu è di a prova di Fusion Inc., un integratore di 88 anni in Willoughby, Ohio Said, hè specializatu in una varietà di metudi di assemblea, cumprese a brasatura.Comparatu à l'altri dui metudi, tuttu ciò chì avete veramente bisognu hè l'electricità standard ".
Uni pochi anni fà, Fusion hà sviluppatu una macchina à sei stazioni cumplettamente automatica per l'assemblea di 10 frese di carburu per a lavorazione di metalli è a fabbricazione di utensili. I bavature sò fatte appiccicendu blanks di carburu di tungstenu cilindricu è cònicu à un fustu d'acciaio. U tassu di produzzione hè di 250 parti per ora, è a tavula di parti separati pò cuntene 144 pezzi in biancu.
"Un robot SCARA à quattru assi piglia un manicu da a tavula, u presenta à u dispenser di pasta di saldatura, è u carrica in u nidu di pinza", spiega Anderson. "U robot poi piglia un pezzu in biancu da a tavula è u mette nantu à a fine di u stincu à quale hè incollatu.A brasatura à induzione hè realizata utilizendu una bobina elettrica chì si avvolge verticalmente intornu à e duie parti è porta u metallu di riempimentu d'argentu à una temperatura di liquidus di 1,305 F. Dopu chì u cumpunente di burr hè allinatu è rinfriscatu, hè espulsu da una chute di scaricamentu è culligatu per un ulteriore prucessu ".
L'usu di brazing induzione per l'assemblea hè in crescita, soprattuttu perchè crea una forte cunnessione trà duie parti metalliche è perchè hè assai efficace à unisce materiali dissimili. Preoccupazioni ambientali, tecnulugia mejorata è applicazioni non-tradiziunali sò ancu furzendu ingegneri di fabricazione per piglià un ochju più vicinu à a brasatura per induzione.
Brazing à induzione hè stata dipoi l'anni 1950, ancu s'è u cuncettu di riscaldamentu induttivu (using electromagnetismu) hè statu scupertu più di un seculu prima da u scientist britannicu Michael Faraday. Torches hand for the first heat source for brazing, followed by furnaces in the 1920.
A dumanda di i cunsumatori per l'aria condizionata in l'anni 1960 è 1970 hà creatu novi applicazioni per a brasatura induzione. In fattu, a brasatura di massa di l'aluminiu à a fine di l'anni 1970 hà risultatu in parechji cumpunenti truvati in i sistemi di climatizazione di l'automobile d'oghje.
"A cuntrariu di a brasatura à torcia, a brasatura à induzione hè senza cuntattu è minimizza u risicu di surriscaldamentu", nota Rick Bausch, direttore di vendita per Ambrell Corp., inTEST.temperature.
Sicondu Greg Holland, direttore di vendita è operazioni di eldec LLC, un sistema di brasatura di induzione standard hè custituitu da trè cumpunenti. Questi sò l'alimentazione, a testa di travagliu cù a bobina d'induzione è u sistema di rinfrescante o di raffreddamentu.
L'alimentazione hè cunnessa à u capu di travagliu è e bobine sò cuncepite per adattà intornu à l'articulazione. L'induttori ponu esse fatti da barre solide, cavi flessibili, billette machinate, o stampati in 3D da leghe di rame in polvere. Di solitu, però, hè fattu di tubi di rame cavu, attraversu quale l'acqua scorre per parechje ragioni. build-up in i bobine per via di a presenza frequente di corrente alternata è u trasferimentu di calore inefficace risultatu.
"A volte un concentratore di flussu hè postu nantu à a bobina per rinfurzà u campu magneticu in unu o più punti di a junction", spiega Holland. "Questi concentratori ponu esse di u tipu laminatu, custituitu da acciai elettrici sottili strettamente impilati, o tubi ferromagnetici chì cuntenenu materiale ferromagneticu in polvere è ligami dielettrici compressi sottu alta pressione.Aduprate o U benefiziu di u cuncentratore hè chì riduce u tempu di u ciculu purtendu più energia in spazii specifichi di l'articulazione più veloce, mentre chì mantene altre zone più fresche.
Prima di posizionamentu di parti metalliche per a brasatura à induzione, l'operatore hà bisognu di stabilisce bè a frequenza è i livelli di putenza di u sistema.
L'alimentazione elettrica sò spessu capaci di pruduce centinaie di kilowatts d'electricità. In ogni casu, a brasatura di una parte di palma in 10 à 15 seconde richiede solu da 1 à 5 kilowatts. In paragone, i grandi pezzi ponu esse bisognu di 50 à 100 kilowatts di putenza è piglianu finu à 5 minuti per braze.
"In regula generale, i cumpunenti più chjuchi usanu menu putere, ma necessitanu frequenze più alte, cum'è 100 à 300 kilohertz", disse Bausch. "In cuntrastu, i cumpunenti più grande necessitanu più putenza è frequenze più basse, tipicamente sottu 100 kilohertz".
Indipendentemente da a so grandezza, i pezzi metallici anu da esse posizionati currettamente prima di esse fissati. A cura deve esse pigliatu per mantene una distanza stretta trà i metalli di basa per permette l'azzione capilarità propria da u metale di riempimentu chì scorri. Butt, lap and butt lap joints sò u megliu modu per assicurà questa liberazione.
L'attrezzi tradiziunali o l'autofixing sò accettabili. L'attrezzi standard deve esse fattu di materiali menu cunduttori cum'è l'acciaio inox o ceramica, è toccu i cumpunenti u più pocu pussibule.
Cuncependu e parti cù cuciture interlocking, swaging, depressioni o knurls, l'autofissazione pò esse ottenuta senza bisognu di supportu meccanicu.
I ghjunti sò poi puliti cù un pad smerigliu o solvente per caccià contaminanti cum'è oliu, grassu, ruggine, scala è grime.This passu rinforza ancu l'azzione capillare di u metallu di riempimentu fusu chì si tira da e superfici adiacenti di l'articulazione.
Dopu chì i pezzi sò stati pusati bè è puliti, l'operatore applicà un cumpostu di cunghjuntura (di solitu una pasta) à l'articulazione. U compostu hè una mistura di metallu di riempimentu, flussu (per prevene l'ossidazione) è un legante chì mantene u metale è u flussu inseme prima di funnu.
I metalli di riempimentu è i flussi utilizati in a brasatura sò formulati per resistenu à e temperature più elevate di quelli chì sò usati in a saldatura. I metalli di riempimentu utilizati per a brasatura di fusione à una temperatura di almenu 842 F è sò più forti quandu sò rinfriscati. Includenu l'aluminiu-silicu, u ramu, u ramu-argentu, u bronzu, u bronzu, l'oru-argentu, l'argentu è l'aliati.
L'operatore poi posiziona a bobina d'induzione, chì vene in una varietà di designi. Bobine elicoidali sò di forma circular o ovale è circundanu cumplettamente a parte, mentre chì e bobine di forchetta (o pinza) sò situate à ogni latu di l'articulazione è e bobine di u canali si attaccanu à a parte.
U calore uniforme hè essenziale per i raccordi brazed d'alta qualità. Per fà questu, l'operatore hà bisognu di assicurà chì a distanza verticale trà ogni loop di bobina d'induzione hè chjuca è chì a distanza di accoppiamentu (larghezza di u spaziu da a bobina OD à ID) ferma uniforme.
In seguitu, l'operatore accende u putere per inizià u prucessu di riscaldamentu di l'articulazione. Questu implica un trasferimentu rapidu di corrente alternata intermedia o alta frequenza da una fonte di energia à un induttore per creà un campu magneticu alternante intornu à questu.
U campu magneticu induce un currente nantu à a superficia di l'articulazione, chì genera calore per fusione u metale di riempimentu, chì permette di flussu è bagnà a superficia di a parte metallica, creendu un forte bond.Using bobine multi-pusizioni, stu prucessu pò esse realizatu in parechje parte simultaneamente.
A pulizia finale è l'ispezione di ogni cumpunente brasatu hè cunsigliatu. U lavu di e parti cù l'acqua riscaldata à almenu 120 F eliminerà i residui di flussu è qualsiasi scala formata durante a brasatura. A parte deve esse immersa in acqua dopu chì u filler metal hè solidificatu, ma l'assemblea hè sempre calda.
Sicondu a parte, l'ispezione minima pò esse seguita da testing nondestructive è distruttivi. I metudi NDT includenu l'ispezione visuale è radiugrafica, è ancu i testi di perdite è di prova. I metudi cumuni di teste distruttive sò metallografichi, peel, tensile, shear, fatigue, trasferimentu è torsion testing.
"A brasatura à induzione richiede un investimentu di capitale primariu più grande cà u metudu di a torcia, ma vale a pena perchè uttene l'efficienza è u cuntrollu extra", hà dettu Holland. "Cù l'induzione, quandu avete bisognu di calore, basta à appughjà.Quandu ùn fate micca, pressate ".
Eldec produce una larga gamma di fonti di energia per a brasatura à induzione, cum'è a linea di frequenza intermedia ECO LINE MF, chì hè dispunibule in diverse cunfigurazioni per adattà u megliu à ogni applicazione. Questi alimentatori sò dispunibuli in putenza chì varieghja da 5 à 150 kW è frequenze da 8 à 40 Hz. Tutti i mudelli ponu esse equipati cù una funzione di spinta di putenza chì permette à l'operatore di aumentà in continuu di 50% à 100 %. minuti.Altri funziunalità chjave include u cuntrollu di temperatura pirometru, registratore di temperatura è insulated gate bipolar transistor power switch.Questi consumabili necessitanu pocu mantenimentu, operanu in silenziu, anu una piccula impronta, è sò facilmente integrati cù controllers workcell.
I pruduttori in parechje industrii utilizanu sempre più induction brazing per assemblà parti. Bausch indica à i pruduttori di l'automobile, l'aerospaziale, l'equipaggiu medicale è l'equipaggiu di minieri cum'è i più grandi utilizatori di l'equipaggiu di brasatura per induzione Ambrell.
"U nùmeru di cumpunenti d'aluminiu brasatu à induzione in l'industria di l'automobile cuntinueghja à aumentà per via di iniziative di riduzzione di pesu", indica Bausch. "In u settore aerospaziale, u nichel è altri tipi di cuscinetti di usura sò spessu brazed to jet blades.E duie industrie brasanu ancu per induzione diversi raccordi di tubi d'acciaio.
Tutti i sei di i sistemi EasyHeat di Ambrell anu una freccia di freccia da 150 à 400 kHz è sò ideali per a brasatura à induzione di picculi parti di diverse geometrie. I compacti (0112 è 0224) offrenu un cuntrollu di putenza in una risoluzione di 25 watts;i mudelli in a serie LI (3542, 5060, 7590, 8310) offrenu un cuntrollu in una risoluzione di 50 watts.
E duie serie anu un capu di travagliu removable finu à 10 piedi da a fonte di energia. I cuntrolli di u pannellu frontale di u sistema sò programabili, chì permettenu à l'utilizatori finali di definisce finu à quattru profili di riscaldamentu diffirenti, ognunu cù finu à cinque passi di tempu è putere.
"I nostri principali clienti per a brasatura à induzione sò i pruduttori di pezzi chì cuntenenu qualchì carbonu, o pezzi di massa grande chì cuntenenu un altu percentuale di ferru", spiega Rich Cukelj, Fusion Business Development Manager.
Fusion vende sistemi rotativi persunalizati chì ponu induzione braze da 100 à 1 000 parte per ora. Sicondu Cukelj, i rendimenti più alti sò pussibuli per un unicu tipu di parte o per una seria specifica di parti.
"Ogni sistema cuntene un indexer da Stelron Components Inc. cù 8, 10 o 12 stazioni di travagliu", spiega Cukelj. "Alcune stazioni di travagliu sò aduprate per a brasatura, mentre chì altri sò aduprati per l'ispezione, utilizendu camere di visione o equipaghji di misurazione laser, o eseguenu teste di pull per assicurà articulazioni brasate di alta qualità.
I pruduttori utilizanu l'alimentatori standard di ECO LINE di eldec per una varietà di applicazioni di brasatura à induzione, cum'è rotori è alberi shrink-fitting, o unisce l'alloghji di u mutore, Holland hà dettu.
Eldec fabrica ancu forniture di energia MiniMICO portable chì ponu esse facilmente spustate intornu à a fabbrica cù una freccia di freccia da 10 à 25 kHz. Dui anni fà, un fabricatore di tubi di scambiatori di calore di l'automobile hà utilizatu MiniMICO per induce braze return elbows à ogni tubu.
Jim hè un editore senior in ASSEMBLEA cù più di 30 anni di sperienza editoriale. Prima di unisce à ASSEMBLEA, Camillo era PM Engineer, editore di l'Associazione per l'Ingenieria di l'Equipamentu Journal è Milling Journal.Jim hà un diploma in inglese da l'Università DePaul.
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Lean Six Sigma hà guidatu i sforzi di migliuramentu cuntinuu per decennii, ma i so difetti sò diventati apparenti. A cullizzioni di dati hè intensiva di travagliu è pò solu catturà picculi samples.Data pò avà esse catturatu annantu à longu periudi di tempu è in parechje locu à una frazzioni di u costu di i metudi manuali più vechji.
I robots sò più economici è più faciuli d'utilizà chè mai. Sta tecnulugia hè prontamente dispunibule ancu per i pruduttori chjuchi è medii. Ascoltate questa discussione di panel esclusiva cù dirigenti di quattru di i principali fornitori di robotica d'America: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America è Universal Robots.