כמעט כל תהליך הרכבה יכול להתבצע בכמה דרכים. האפשרות שיצרן או אינטגרטור בוחר לתוצאות הטובות ביותר היא בדרך כלל כזו שמתאימה טכנולוגיה מוכחת ליישום ספציפי.
הלחמה היא תהליך כזה. הלחמה היא תהליך צירוף מתכת שבו מחברים שני חלקי מתכת או יותר על ידי המסת מתכת מילוי והזרמתו לתוך המפרק. למתכת המילוי יש נקודת התכה נמוכה יותר מאשר חלקי המתכת הסמוכים.
החום להלחמה יכול להיות מסופק על ידי לפידים, תנורים או סלילי אינדוקציה. במהלך הלחמת אינדוקציה, סליל אינדוקציה יוצר שדה מגנטי המחמם את המצע כדי להמיס את מתכת המילוי. הלחמת אינדוקציה מתגלה כבחירה הטובה ביותר עבור מספר הולך וגדל של יישומי הרכבה.
"הלחמת אינדוקציה היא הרבה יותר בטוחה מהלחמת לפידים, מהירה יותר מהלחמת כבשן, וניתנת לחזור עליהן משניהם", אמר סטיב אנדרסון, מנהל מדעי השדה והמבחן ב-Fusion Inc., אינטגרטור בן 88 בווילובי, אוהיו סעיד, מתמחה במגוון שיטות הרכבה, כולל הלחמה. "בנוסף, הלחמת אינדוקציה קלה יותר.בהשוואה לשתי השיטות האחרות, כל מה שאתה באמת צריך זה חשמל סטנדרטי".
לפני מספר שנים פיתחה פיוז'ן מכונה אוטומטית מלאה בת שש תחנות להרכבת 10 קוביות קרביד לעיבוד מתכת וייצור כלים. החריצים נעשים ע"י הצמדת חלקי טונגסטן קרביד גליליים וקוניים לשוק פלדה. קצב הייצור הוא 250 חלקים לשעה, ומגש החלקים הנפרד יכול להכיל 144 חלקים ומחזיקי כלים.
"רובוט SCARA בעל ארבעה צירים לוקח ידית מהמגש, מציג אותה למתקן משחת ההלחמה, ומעמיס אותה לתוך קן האחיזה", מסביר אנדרסון. "לאחר מכן הרובוט לוקח חתיכת ריק מהמגש ומניח אותה על קצה השוק אליו הוא מודבק.הלחמת אינדוקציה מתבצעת באמצעות סליל חשמלי העוטף אנכית את שני החלקים ומביא את מתכת המילוי הכסוף לטמפרטורת ליקוויד של 1,305 F. לאחר יישור וקירור הרכיב, הוא נפלט דרך מצנח פריקה ונאסף להמשך עיבוד".
השימוש בהלחמת אינדוקציה להרכבה הולך וגובר, בעיקר משום שהיא יוצרת חיבור חזק בין שני חלקי מתכת ומשום שהיא יעילה מאוד בחיבור חומרים לא דומים. דאגות סביבתיות, טכנולוגיה משופרת ויישומים לא מסורתיים מאלצים גם מהנדסי ייצור להסתכל מקרוב על הלחמת אינדוקציה.
הלחמת אינדוקציה קיימת מאז שנות ה-50, אם כי הרעיון של חימום אינדוקציה (באמצעות אלקטרומגנטיות) התגלה יותר ממאה שנה לפני כן על ידי המדען הבריטי מייקל פאראדיי. לפידי יד היו מקור החום הראשון להלחמה, ואחריו תנורים בשנות ה-20. במהלך מלחמת העולם השנייה, השתמשו בתנורים בהוצאות עבודה מזעריות לייצור חלקים ושיטות גדולות של מתכת.
הביקוש של הצרכנים למיזוג אוויר בשנות ה-60 וה-70 יצר יישומים חדשים להלחמת אינדוקציה. למעשה, ההלחמה ההמונית של אלומיניום בסוף שנות ה-70 הביאה לרבים מהרכיבים שנמצאים במערכות מיזוג האוויר לרכב של ימינו.
"בניגוד להלחמת לפידים, הלחמת אינדוקציה היא ללא מגע וממזערת את הסיכון להתחממות יתר", מציין ריק באוש, מנהל מכירות של Ambrell Corp., inTEST.temperature.
לדברי גרג הולנד, מנהל מכירות ותפעול ב-eldec LLC, מערכת הלחמת אינדוקציה סטנדרטית מורכבת משלושה רכיבים. אלה הם ספק הכוח, ראש העבודה עם סליל האינדוקציה והמצנן או מערכת הקירור.
ספק הכוח מחובר לראש העבודה והסלילים מתוכננים בהתאמה אישית כדי להתאים מסביב למפרק. משרנים יכולים להיות עשויים ממוטות מוצקים, כבלים גמישים, בילטים מעובדים, או מודפס תלת-ממד מסגסוגות נחושת אבקת. בדרך כלל, הוא עשוי מצינורות נחושת חלולים, שדרכם זורמים מים מכמה סיבות. האחת היא לשמור על זרימת הסליל במהלך בניית החום גם על ידי מניעת זרימת החום על ידי מניעת זרימת המים. בסלילים עקב נוכחות תכופה של זרם חילופין והעברת חום לא יעילה כתוצאה מכך.
"לפעמים מרוכז שטף מונח על הסליל כדי לחזק את השדה המגנטי בנקודה אחת או יותר בצומת", מסביר הולנד. רכזים כאלה יכולים להיות מסוג למינציה, המורכבים מפלדות חשמליות דקות שנערמו יחד, או צינורות פרומגנטיים המכילים אבקת חומר פרומגנטי וקשרים דיאלקטריים בלחץ גבוה.השתמש בשני היתרון של הרכז הוא שהוא מקצר את זמן המחזור על ידי הכנסת יותר אנרגיה לאזורים ספציפיים של המפרק מהר יותר, תוך שמירה על אזורים אחרים קרירים יותר."
לפני מיקום חלקי מתכת להלחמת אינדוקציה, המפעיל צריך להגדיר כראוי את רמות התדר וההספק של המערכת. התדר יכול לנוע בין 5 ל-500 קילו-הרץ, ככל שהתדר גבוה יותר, כך המשטח מתחמם מהר יותר.
ספקי כוח מסוגלים לעתים קרובות לייצר מאות קילוואט של חשמל. עם זאת, הלחמת חלק בגודל כף היד תוך 10 עד 15 שניות דורשת רק 1 עד 5 קילוואט. לשם השוואה, חלקים גדולים יכולים לדרוש 50 עד 100 קילוואט של כוח ולוקח עד 5 דקות להלחמה.
"ככלל, רכיבים קטנים יותר צורכים פחות חשמל, אך דורשים תדרים גבוהים יותר, כמו 100 עד 300 קילו-הרץ", אמר באוש. "לעומת זאת, רכיבים גדולים יותר דורשים יותר הספק ותדרים נמוכים יותר, בדרך כלל מתחת ל-100 קילו-הרץ".
ללא קשר לגודלם, חלקי מתכת צריכים להיות ממוקמים נכון לפני הידוק. יש להקפיד לשמור על מרווח הדוק בין המתכות הבסיסיות כדי לאפשר פעולה נימית נכונה על ידי מתכת המילוי הזורמת. מפרקי תחת, ברכיים ותחת הם הדרך הטובה ביותר להבטיח מרווח זה.
מקובלים על קיבוע מסורתי או עצמי. מתקנים סטנדרטיים צריכים להיות עשויים מחומרים פחות מוליכים כגון נירוסטה או קרמיקה, ולגעת ברכיבים כמה שפחות.
על ידי תכנון חלקים עם תפרים משתלבים, שקעים, שקעים או קפיצים, ניתן להשיג קיבוע עצמי ללא צורך בתמיכה מכנית.
לאחר מכן מנקים את המפרקים בעזרת רפידת אמרי או ממס כדי להסיר מזהמים כגון שמן, שומן, חלודה, אבנית ולכלוך. שלב זה משפר עוד יותר את הפעולה הנימים של מתכת המילוי המותכת המושכת את עצמה דרך המשטחים הסמוכים של המפרק.
לאחר שהחלקים יושבים ומנקים כראוי, המפעיל מורח תרכובת מפרקים (בדרך כלל משחה) על המפרק. התרכובת היא תערובת של מתכת מילוי, שטף (למניעת חמצון) וחומר מקשר שמחזיק את המתכת והשטף יחד לפני ההמסה.
מתכות מילוי ושטפים המשמשים בהלחמה מנוסחים כדי לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר מאלו המשמשות בהלחמה. מתכות מילוי המשמשות להלחמה נמסות בטמפרטורות של לפחות 842 F והן חזקות יותר בעת קירור. הן כוללות אלומיניום-סיליקון, נחושת, נחושת-כסף, פליז, ברונזה, זהב-כסף, כסף וסגסוגות ניקל.
לאחר מכן, המפעיל ממקם את סליל האינדוקציה, המגיע במגוון עיצובים. סלילים סליליים הם בצורתם עגולה או סגלגלה ומקיפים לחלוטין את החלק, בעוד סלילי מזלג (או מלקחיים) ממוקמים בכל צד של המפרק וסלילי התעלה מתחברים לחלק. סלילים אחרים כוללים קוטר פנימי (ID), קוטר ID/חיצוני (OD), Pancake, Open, ו-Multi-Poition.
חום אחיד חיוני לחיבורים מולחמים באיכות גבוהה. לשם כך, המפעיל צריך לוודא שהמרחק האנכי בין כל לולאת סליל אינדוקציה קטן ושמרחק הצימוד (רוחב הפער מ-OD לסליל ל-ID) יישאר אחיד.
לאחר מכן, המפעיל מדליק את הכוח כדי להתחיל בתהליך של חימום המפרק. זה כרוך בהעברת זרם חילופין בתדר בינוני או גבוה ממקור מתח למשרן כדי ליצור סביבו שדה מגנטי לסירוגין.
השדה המגנטי משרה זרם על פני המפרק, אשר יוצר חום כדי להמיס את מתכת המילוי, מה שמאפשר לה לזרום ולהרטיב את פני החלק המתכתי, וליצור קשר חזק.באמצעות סלילים מרובי מצבים, תהליך זה יכול להתבצע על מספר חלקים בו זמנית.
מומלץ לנקות ובדיקה סופית של כל רכיב המולחם. שטיפת חלקים עם מים מחוממים ל-120 F לפחות תסיר שאריות שטף וכל אבנית שנוצרת במהלך ההלחמה. יש לטבול את החלק במים לאחר שמתכת המילוי התמצקה אך המכלול עדיין חם.
בהתאם לחלק, ניתן לעקוב אחר בדיקה מינימלית על ידי בדיקות לא הרסניות והרסניות. שיטות NDT כוללות בדיקה ויזואלית ורדיוגרפית, כמו גם בדיקת דליפה והוכחה. שיטות בדיקה הרסניות נפוצות הן מטאלוגרפיות, קילוף, מתיחה, גזירה, עייפות, העברה ובדיקת פיתול.
"הלחמת אינדוקציה דורשת השקעת הון גדולה יותר מראש מאשר שיטת הלפיד, אבל זה שווה את זה כי אתה מקבל את היעילות והשליטה הנוספת", אמר הולנד. "עם אינדוקציה, כאשר אתה צריך חום, אתה פשוט לוחץ.כשלא, אתה לוחץ".
Eldec מייצרת מגוון רחב של מקורות כוח להלחמת אינדוקציה, כגון קו תדר ביניים ECO LINE MF, אשר זמין בתצורות שונות כדי להתאים בצורה הטובה ביותר לכל יישום. ספקי כוח אלה זמינים בדירוג הספק הנעים בין 5 ל-150 קילוואט ותדרים מ-8 עד 40 הרץ. כל הדגמים מאפשרים להגביר את דירוג הכוח ב-0% ברציפות. 50% נוספים בתוך 3 דקות. תכונות מפתח אחרות כוללות בקרת טמפרטורה פירומטר, מקליט טמפרטורה ומתג הפעלה של טרנזיסטור דו-קוטבי בשער מבודד. חומרים מתכלים אלה דורשים תחזוקה מועטה, פועלים בשקט, יש להם טביעת רגל קטנה, והם משולבים בקלות עם בקרי תאי עבודה.
יצרנים במספר תעשיות משתמשים יותר ויותר בהלחמת אינדוקציה להרכבת חלקים. באוש מצביע על יצרני רכב, תעופה וחלל, ציוד רפואי וציוד כרייה כמשתמשים הגדולים ביותר של ציוד הלחמת אינדוקציה של Ambrell.
"מספר רכיבי האלומיניום המולחמים באינדוקציה בתעשיית הרכב ממשיך לעלות עקב יוזמות הפחתת משקל", מציין באוש. "במגזר התעופה והחלל, ניקל וסוגים אחרים של רפידות שחיקה מולחמות לרוב ללהבי סילון.שתי התעשיות גם הלחמות אינדוקציה של אביזרי צינור פלדה שונים".
לכל שש מערכות EasyHeat של Ambrell יש טווח תדרים של 150 עד 400 קילו-הרץ והן אידיאליות להלחמת אינדוקציה של חלקים קטנים בגיאומטריות שונות. הקומפקטיות (0112 ו-0224) מציעות בקרת הספק ברזולוציה של 25 וואט;הדגמים בסדרת LI (3542, 5060, 7590, 8310) מציעים שליטה ברזולוציה של 50 וואט.
לשתי הסדרות ראש עבודה ניתן להסרה עד 10 רגל ממקור הכוח. בקרות הפאנל הקדמי של המערכת ניתנות לתכנות, מה שמאפשר למשתמש הקצה להגדיר עד ארבעה פרופילי חימום שונים, כל אחד עם עד חמישה שלבי זמן והספק. בקרת חשמל מרחוק זמינה למגע או לכניסה אנלוגית, או יציאת נתונים טורית אופציונלית.
"הלקוחות העיקריים שלנו להלחמת אינדוקציה הם יצרנים של חלקים המכילים מעט פחמן, או חלקים בעלי מסה גדולה המכילים אחוז גבוה של ברזל", מסביר ריץ' קוקלג', מנהל פיתוח עסקי של פיוז'ן. "חלק מהחברות הללו משרתות את תעשיית הרכב והחלל, בעוד שאחרות מייצרות רובים, מכלולי כלי חיתוך, ברזים וניקוז אינסטלציה, או בלוקים ופיזור כוח ונתיכים".
פיוז'ן מוכרת מערכות סיבוביות מותאמות אישית שיכולות להלחים באינדוקציה 100 עד 1,000 חלקים לשעה. לפי Cukelj, תפוקות גבוהות יותר אפשריות עבור סוג יחיד של חלק או עבור סדרה מסוימת של חלקים. חלקים אלה נעים בגודל של 2 עד 14 אינץ' רבועים.
"כל מערכת מכילה אינדקס מבית Stelron Components Inc. עם 8, 10 או 12 תחנות עבודה", מסביר Cukelj. "תחנות עבודה מסוימות משמשות להלחמה, בעוד אחרות משמשות לבדיקה, באמצעות מצלמות ראייה או ציוד למדידת לייזר, או ביצוע בדיקות משיכה כדי להבטיח חיבורים מולחמים באיכות גבוהה".
היצרנים משתמשים בספקי הכוח הסטנדרטיים של Eldek ECO LINE למגוון יישומי הלחמה אינדוקציה, כגון רוטורים וצירי כיווץ, או צירוף בתי מנוע, אמר הולנד. לאחרונה, דגם של 100 קילוואט של גנרטור זה שימש ביישומי חלקים גדולים שכלל הלחמת טבעות מעגלים נחושת לחיבורי סכר הידרואלקטיים של מחולל נחושת.
Eldec מייצרת גם ספקי כוח ניידים של MiniMICO הניתנים להזזה בקלות ברחבי המפעל עם טווח תדרים של 10 עד 25 קילו-הרץ. לפני שנתיים, יצרן של צינורות מחליפי חום לרכב השתמש ב-MiniMICO להלחמת אינדוקציה של מרפקים חוזרים לכל צינור. אדם אחד עשה את כל ההלחמה, ולקח פחות מ-30 שניות להרכיב את הצינורות.
ג'ים הוא עורך בכיר ב- ASSEMBLY עם למעלה מ-30 שנות ניסיון בעריכה. לפני שהצטרף ל- ASSEMBLY, קמילו היה ראש ממשלה מהנדס, עורך של ה- Association for Equipment Engineering Journal and Milling Journal. לג'ים יש תואר באנגלית מאוניברסיטת DePaul.
שלח בקשה להצעה (RFP) לספק לפי בחירתך ולחץ על כפתור המפרט את הצרכים שלך
עיין במדריך הקונים שלנו כדי למצוא ספקים של כל סוגי טכנולוגיות הרכבה, מכונות ומערכות, ספקי שירות וארגוני מסחר.
Lean Six Sigma מניעה מאמצי שיפור מתמשכים כבר עשרות שנים, אך חסרונותיו התבררו. איסוף הנתונים הוא עתיר עבודה ויכול ללכוד רק דגימות קטנות. כעת ניתן ללכוד נתונים על פני תקופות זמן ארוכות ובמספר מקומות בשבריר מהעלות של שיטות ידניות ישנות יותר.
רובוטים זולים וקלים יותר לשימוש מאי פעם. טכנולוגיה זו זמינה אפילו עבור יצרנים קטנים ובינוניים. האזינו לדיון פאנל בלעדי זה בהשתתפות מנהלים מארבעה מספקי הרובוטיקה המובילים באמריקה: ATI Industrial Automation, Epson Robots, FANUC America ו-Universal Robots.