Preskaŭ ĉiu muntadoprocezo povas esti efektivigita laŭ pluraj manieroj. La opcio, kiun fabrikanto aŭ integristo elektas por la plej bonaj rezultoj, estas kutime tiu, kiu kongruigas elprovitan teknologion kun specifa apliko.
Lutado estas unu tia procezo. Lutado estas metala kunigprocezo, en kiu du aŭ pli da metalpartoj estas kunigitaj per fandado de aldonmetalo kaj fluigo de ĝi en la junton. La aldonmetalo havas pli malaltan fandopunkton ol la apudaj metalpartoj.
La varmo por lutado povas esti provizita per torĉoj, fornoj aŭ induktaj bobenoj. Dum indukta lutado, indukta bobeno kreas magnetan kampon, kiu varmigas la substraton por fandi la plenigmetalon. Indukta lutado pruviĝas esti la plej bona elekto por kreskanta nombro da muntadaplikoj.
“Indukta lutado estas multe pli sekura ol torĉa lutado, pli rapida ol forna lutado, kaj pli ripetebla ol ambaŭ,” diris Steve Anderson, manaĝero pri kampa kaj testa scienco ĉe Fusion Inc., 88-jaraĝa integristo en Willoughby, Ohio. Said specialiĝas pri diversaj kunmetmetodoj, inkluzive de lutado. “Plie, indukta lutado estas pli facila. Kompare kun la aliaj du metodoj, ĉio, kion vi vere bezonas, estas norma elektro.”
Antaŭ kelkaj jaroj, Fusion evoluigis plene aŭtomatan ses-stacian maŝinon por kunmeti 10 karbidajn lampojn por metalprilaborado kaj ilfabrikado. La lampojn oni faras per alkroĉado de cilindraj kaj konusaj volframkarbidaj krudmaterialoj al ŝtala ŝafto. La produktado estas 250 partoj hore, kaj la aparta parta pleto povas teni 144 krudmaterialojn kaj ilo-tenilojn.
“Kvar-aksa SCARA-roboto prenas tenilon de la pleto, prezentas ĝin al la lutaĵpasto-disdonilo, kaj ŝarĝas ĝin en la prenilon,” klarigas Anderson. “La roboto tiam prenas pecon da krudaĵo de la pleto kaj metas ĝin sur la finon de la ŝafto, al kiu ĝi estas gluita. Indukta lutobatalado estas farata uzante elektran volvaĵon, kiu vertikale ĉirkaŭvolvas la du partojn kaj alportas la arĝentan plenigmetalon al likvidustemperaturo de 1305 F. Post kiam la lavkomponanto estas vicigita kaj malvarmigita, ĝi estas elĵetita tra elŝuta deglitejo kaj kolektita por plia prilaborado.”
La uzo de indukta lutado por muntado kreskas, ĉefe ĉar ĝi kreas fortan ligon inter du metalaj partoj kaj ĉar ĝi estas tre efika por kunigi malsamajn materialojn. Mediaj zorgoj, plibonigita teknologio kaj netradiciaj aplikoj ankaŭ devigas fabrikadajn inĝenierojn pli detale rigardi indukta lutado.
Indukta lutado ekzistas ekde la 1950-aj jaroj, kvankam la koncepto de indukta hejtado (uzante elektromagnetismon) estis malkovrita pli ol jarcenton antaŭe de la brita sciencisto Michael Faraday. Manaj torĉoj estis la unua varmofonto por lutado, sekvitaj de fornoj en la 1920-aj jaroj. Dum la Dua Mondmilito, forno-bazitaj metodoj estis ofte uzataj por fabriki grandajn kvantojn de metalpartoj kun minimuma laboro kaj elspezo.
Konsumanta postulo je klimatizilo en la 1960-aj kaj 1970-aj jaroj kreis novajn aplikojn por indukta lutado. Fakte, la amasa lutado de aluminio en la malfruaj 1970-aj jaroj rezultigis multajn el la komponantoj trovitaj en hodiaŭaj aŭtomobilaj klimatiziloj.
“Male al torĉa lutado, indukta lutado estas nekontakta kaj minimumigas la riskon de trovarmiĝo,” rimarkas Rick Bausch, vendestro por Ambrell Corp., inTEST.temperature.”
Laŭ Greg Holland, venda kaj operacia manaĝero ĉe eldec LLC, norma indukcia lutosistemo konsistas el tri komponantoj. Ĉi tiuj estas la elektroprovizo, la laborkapo kun la indukbobeno kaj la malvarmigilo aŭ malvarmiga sistemo.
La elektroprovizo estas konektita al la laborkapo kaj la bobenoj estas speciale dizajnitaj por konveni ĉirkaŭ la junto. Induktiloj povas esti faritaj el solidaj stangoj, flekseblaj kabloj, maŝinprilaboritaj biletoj, aŭ 3D-presitaj el pulvoraj kupraj alojoj. Kutime, tamen, ĝi estas farita el kava kupra tubo, tra kiu akvo fluas pro pluraj kialoj. Unu estas teni la bobenon malvarmeta kontraŭagante la varmon reflektitan de la partoj dum la lutoprocezo. La fluanta akvo ankaŭ malhelpas varmoamasiĝon en la bobenoj pro la ofta ĉeesto de alterna kurento kaj la rezulta malefika varmotransigo.
“Foje oni metas fluokoncentrilon sur la bobenon por plifortigi la magnetan kampon ĉe unu aŭ pluraj punktoj en la kuniĝo,” klarigas Holland. “Tiaj koncentriloj povas esti de la lamena tipo, konsistantaj el maldikaj elektraj ŝtaloj dense stakigitaj kune, aŭ feromagnetaj tuboj enhavantaj pulvoran feromagnetan materialon kaj dielektrikajn ligojn kunpremitajn sub alta premo. Uzu ambaŭ. La avantaĝo de la koncentrilo estas, ke ĝi reduktas la ciklotempon per pli rapida alportado de pli da energio en specifajn areojn de la kuniĝo, samtempe tenante aliajn areojn pli malvarmetaj.”
Antaŭ ol poziciigi metalajn partojn por indukta lutado, la funkciigisto devas ĝuste agordi la frekvencon kaj potencon de la sistemo. La frekvenco povas varii de 5 ĝis 500 kHz, ju pli alta la frekvenco, des pli rapide la surfaco varmiĝas.
Elektroprovizoj ofte kapablas produkti centojn da kilovatoj da elektro. Tamen, lotumi manplatan parton en 10 ĝis 15 sekundoj postulas nur 1 ĝis 5 kilovatojn. Kompare, grandaj partoj povas postuli 50 ĝis 100 kilovatojn da potenco kaj daŭri ĝis 5 minutojn por lotumi.
“Ĝenerale, pli malgrandaj komponantoj uzas malpli da potenco, sed postulas pli altajn frekvencojn, kiel ekzemple 100 ĝis 300 kilohercojn,” diris Bausch. “Kontraste, pli grandaj komponantoj postulas pli da potenco kaj pli malaltajn frekvencojn, tipe sub 100 kilohercoj.”
Sendepende de ilia grandeco, metalaj partoj devas esti ĝuste poziciigitaj antaŭ ol ili estas fiksitaj. Oni devas zorgi konservi mallozan interspacon inter la bazmetaloj por permesi ĝustan kapilaran agon de la fluanta aldonmetalo. Pugaj, superpontaj kaj pugaj superpontaj juntoj estas la plej bona maniero certigi ĉi tiun liberan spacon.
Tradiciaj aŭ memfiksantaj estas akcepteblaj. Normaj fiksaĵoj estu faritaj el malpli konduktivaj materialoj kiel rustorezista ŝtalo aŭ ceramiko, kaj tuŝu la komponantojn kiel eble plej malmulte.
Per dizajnado de partoj kun interligaj juntoj, kurbigado, kavaĵoj aŭ foldetiĝoj, mem-fiksado povas esti atingita sen la bezono de mekanika subteno.
La juntoj estas poste purigitaj per smirga disko aŭ solvilo por forigi poluaĵojn kiel oleo, graso, rusto, skvamo kaj malpuraĵo. Ĉi tiu paŝo plue plibonigas la kapilaran agon de la fandita plenigmetalo tiranta sin tra la apudaj surfacoj de la junto.
Post kiam la partoj estas ĝuste sidigitaj kaj purigitaj, la funkciigisto aplikas juntan komponaĵon (kutime paston) al la junto. La komponaĵo estas miksaĵo de plenigaĵo, fluo (por malhelpi oksidiĝon) kaj ligilo, kiu tenas la metalon kaj fluon kune antaŭ fandado.
Plenmetaloj kaj fluaĵoj uzataj en lutado estas formulitaj por elteni pli altajn temperaturojn ol tiuj uzataj en lutado. Plenmetaloj uzataj por lutado fandiĝas je temperaturoj de almenaŭ 842 °F kaj estas pli fortaj kiam malvarmigitaj. Ili inkluzivas aluminio-silician, kupron, kupro-arĝenton, latunon, bronzon, oro-arĝenton, arĝenton kaj nikelajn alojojn.
La funkciigisto tiam poziciigas la induktan volvaĵon, kiu venas en diversaj dezajnoj. Helikformaj volvaĵoj estas cirklaj aŭ ovalaj laŭ formo kaj tute ĉirkaŭas la parton, dum forkaj (aŭ pinĉilaj) volvaĵoj situas ĉe ĉiu flanko de la junto kaj kanalaj volvaĵoj hokiĝas al la parto. Aliaj volvaĵoj inkluzivas Internan Diametron (ID), Internan/Eksteran Diametron (OD), Krespan, Malferman kaj Multpozician.
Unuforma varmo estas esenca por altkvalitaj latlutitaj konektoj. Por fari tion, la funkciigisto devas certigi, ke la vertikala distanco inter ĉiu indukbobena buklo estas malgranda kaj ke la kuplada distanco (interspaco-larĝo de bobena ekstera diametro ĝis interna diametro) restas uniforma.
Poste, la funkciigisto ŝaltas la elektron por komenci la procezon de varmigo de la junto. Tio implikas rapide transdoni mezan aŭ altfrekvencan alternan kurenton de energifonto al induktilo por krei alternan magnetan kampon ĉirkaŭ ĝi.
La magneta kampo induktas kurenton sur la surfaco de la junto, kiu generas varmon por fandi la plenmetalon, permesante al ĝi flui kaj malsekigi la surfacon de la metala parto, kreante fortan ligon. Uzante plurpoziciajn volvaĵojn, ĉi tiu procezo povas esti plenumita sur pluraj partoj samtempe.
Fina purigado kaj inspektado de ĉiu lutumita komponanto estas rekomendindaj. Lavado de partoj per akvo varmigita ĝis almenaŭ 120 F forigos fluajn restaĵojn kaj ajnan skalon formitan dum lutumado. La parto devus esti mergita en akvon post kiam la aldonmetalo solidiĝis, sed la asembleo estas ankoraŭ varma.
Depende de la parto, minimuma inspektado povas esti sekvata de nedestruktiva kaj detrua testado. NDT-metodoj inkluzivas vidan kaj radiografian inspektadon, same kiel likan kaj rezistancan testadon. Oftaj detruaj testadmetodoj estas metalografiaj, ŝel-, streĉ-, tond-, lacec-, translokig- kaj tord-testoj.
“Indukta lutado postulas pli grandan antaŭan kapitalinveston ol la torĉmetodo, sed ĝi valoras ĝin ĉar vi ricevas la ekstran efikecon kaj kontrolon,” diris Holland. “Kun indukto, kiam vi bezonas varmon, vi simple premas. Kiam vi ne bezonas, vi premas.”
Eldec fabrikas vastan gamon da energifontoj por indukta lutado, kiel ekzemple la ECO LINE MF mezfrekvenca linio, kiu haveblas en diversaj konfiguracioj por plej bone konveni al ĉiu apliko. Ĉi tiuj energifontoj haveblas en potencoj de 5 ĝis 150 kW kaj frekvencoj de 8 ĝis 40 Hz. Ĉiuj modeloj povas esti ekipitaj per potenco-akcela funkcio, kiu permesas al la funkciigisto pliigi la 100% kontinuan funkcipovon je pliaj 50% ene de 3 minutoj. Aliaj ŝlosilaj trajtoj inkluzivas pirometran temperaturregilon, temperaturregistrilon kaj ŝaltilon kun izolita pordego kaj dupolusa transistoro. Ĉi tiuj konsumaĵoj postulas malmulte da prizorgado, funkcias kviete, havas malgrandan spacon kaj facile integriĝas kun laborĉelaj regiloj.
Fabrikistoj en pluraj industrioj pli kaj pli uzas induktan lutumadon por kunmeti partojn. Bausch indikas aŭtomobilajn, aerspacajn, medicinajn ekipaĵojn kaj minadekipaĵajn fabrikistojn kiel la plej grandajn uzantojn de Ambrell-indukta lutumada ekipaĵo.
“La nombro de indukte lutumitaj aluminiaj komponantoj en la aŭtomobila industrio daŭre kreskas pro iniciatoj por pezredukto,” Bausch atentigas. “En la aerspaca sektoro, nikelo kaj aliaj specoj de eluziĝkusenetoj ofte estas lutumitaj al ŝprucklingoj. Ambaŭ industrioj ankaŭ indukte lutumas diversajn ŝtalajn tubajn konektilojn.”
Ĉiuj ses sistemoj EasyHeat de Ambrell havas frekvencan gamon de 150 ĝis 400 kHz kaj estas idealaj por indukta lutado de malgrandaj partoj de diversaj geometrioj. La kompaktaj (0112 kaj 0224) ofertas potenckontrolon ene de 25-vata rezolucio; la modeloj en la LI-serio (3542, 5060, 7590, 8310) ofertas kontrolon ene de 50-vata rezolucio.
Ambaŭ serioj havas forpreneblan laborkapon ĝis 10 futojn de la energifonto. La antaŭaj panelaj kontroloj de la sistemo estas programeblaj, permesante al la finuzanto difini ĝis kvar malsamajn hejtajn profilojn, ĉiu kun ĝis kvin tempo- kaj potenco-ŝtupoj. Teleregilo por potenco estas havebla por kontakta aŭ analoga enigo, aŭ laŭvola seria datenpordo.
“Niaj ĉefaj klientoj por indukcia lutado estas fabrikantoj de partoj, kiuj enhavas iom da karbono, aŭ grandmasaj partoj, kiuj enhavas altan procenton da fero,” klarigas Rich Cukelj, Fuzia Komerca Disvolva Direktoro. “Kelkaj el ĉi tiuj kompanioj servas la aŭtomobilan kaj aerspacan industriojn, dum aliaj fabrikas pafilojn, tranĉilojn, akvotubarajn kranojn kaj drenilojn, aŭ potencajn distribuajn blokojn kaj fuzeojn.”
Fusion vendas specialajn rotaciajn sistemojn, kiuj povas indukte luti 100 ĝis 1000 partojn hore. Laŭ Cukelj, pli altaj rendimentoj eblas por ununura tipo de parto aŭ por specifa serio de partoj. Ĉi tiuj partoj varias en grandeco de 2 ĝis 14 kvadrataj coloj.
“Ĉiu sistemo enhavas indeksilon de Stelron Components Inc. kun 8, 10 aŭ 12 laborstacioj,” klarigas Cukelj. “Kelkaj laborstacioj estas uzataj por lutado, dum aliaj estas uzataj por inspektado, uzante vidkameraojn aŭ laseran mezurilon, aŭ plenumante tirtestojn por certigi altkvalitajn lutajn juntojn.”
Fabrikistoj uzas la normajn ECO LINE elektroprovizojn de eldec por diversaj indukciaj lotumaj aplikoj, kiel ŝrump-kunmetado de rotoroj kaj ŝaftoj, aŭ kunigado de motorenfermaĵoj, diris Holland. Pli lastatempe, 100-kW modelo de ĉi tiu generatoro estis uzata en granda partaplikaĵo, kiu implikis lotumadon de kupraj cirkvitringoj al kupraj frapetkonektoj por hidroelektraj baraĵgeneratoroj.
Eldec ankaŭ fabrikas porteblajn MiniMICO-elektroprovizojn, kiujn oni povas facile movi ĉirkaŭ la fabriko kun frekvenca gamo de 10 ĝis 25 kHz. Antaŭ du jaroj, fabrikanto de aŭtomobilaj varmointerŝanĝilaj tuboj uzis MiniMICO por indukcie lotumi revenajn kubutojn al ĉiu tubo. Unu persono faris la tutan lotumadon, kaj daŭris malpli ol 30 sekundojn por kunmeti ĉiun tubon.
Jim estas ĉefredaktisto ĉe ASSEMBLY kun pli ol 30 jaroj da redakta sperto. Antaŭ ol aliĝi al ASSEMBLY, Camillo estis PM-inĝeniero, redaktisto de la Association for Equipment Engineering Journal kaj Milling Journal. Jim havas diplomon pri angla lingvo de la Universitato DePaul.
Sendu Peton pri Propono (RFP) al vendisto laŭ via elekto kaj alklaku butonon detaligantan viajn bezonojn
Trarigardu nian aĉetgvidilon por trovi provizantojn de ĉiaj specoj de muntteknologio, maŝinoj kaj sistemoj, servoprovizantojn kaj komercajn organizojn.
Lean Six Sigma jam de jardekoj antaŭenigis kontinuajn plibonigajn klopodojn, sed ĝiaj mankoj fariĝis evidentaj. Datenkolektado estas laborintensa kaj povas kapti nur malgrandajn specimenojn. Datumoj nun povas esti kaptitaj dum longaj periodoj kaj en pluraj lokoj je frakcio de la kosto de pli malnovaj manaj metodoj.
Robotoj estas pli malmultekostaj kaj pli facile uzeblaj ol iam ajn. Ĉi tiu teknologio estas facile havebla eĉ por malgrandaj kaj mezgrandaj fabrikantoj. Aŭskultu ĉi tiun ekskluzivan paneldiskuton kun oficuloj de kvar el la plej gravaj robotikprovizantoj de Usono: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America kaj Universal Robots.