Hampir setiap proses pemasangan boleh dijalankan dalam beberapa cara. Pilihan yang dipilih oleh pengilang atau penyepadu untuk hasil terbaik biasanya adalah yang memadankan teknologi yang terbukti dengan aplikasi tertentu.
Brazing adalah salah satu proses tersebut. Brazing ialah proses cantuman logam di mana dua atau lebih bahagian logam dicantumkan dengan mencairkan logam pengisi dan mengalirkannya ke dalam sambungan. Logam pengisi mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada bahagian logam bersebelahan.
Haba untuk pematerian boleh disediakan oleh obor, relau atau gegelung aruhan.Semasa pematerian aruhan, gegelung aruhan mencipta medan magnet yang memanaskan substrat untuk mencairkan logam pengisi.Pematerian aruhan terbukti menjadi pilihan terbaik untuk semakin banyak aplikasi pemasangan.
"Pematerian induksi adalah lebih selamat daripada pematerian obor, lebih pantas daripada pematerian relau, dan lebih boleh diulang daripada kedua-duanya," kata Steve Anderson, pengurus bidang dan sains ujian di Fusion Inc., penyepadu berusia 88 tahun di Willoughby, Ohio Said, pakar dalam pelbagai kaedah pemasangan, termasuk pematerian. "Selain itu, pematerian aruhan lebih mudah.Berbanding dengan dua kaedah lain, semua yang anda perlukan ialah elektrik standard.”
Beberapa tahun yang lalu, Fusion membangunkan mesin enam stesen automatik sepenuhnya untuk memasang 10 burr karbida untuk kerja logam dan pembuatan alatan. Burr dibuat dengan melampirkan kosong silinder dan tungsten karbida kon pada batang keluli. Kadar pengeluaran ialah 250 bahagian sejam, dan dulang bahagian berasingan boleh memuatkan 144 tempat kosong dan pemegang alat.
"Robot SCARA empat paksi mengambil pemegang dari dulang, membentangkannya kepada dispenser tampal pateri, dan memuatkannya ke dalam sarang penggenggam," jelas Anderson. "Robot itu kemudian mengambil sekeping kosong dari dulang dan meletakkannya pada hujung batang yang dilekatkan.Pateri induksi dilakukan menggunakan gegelung elektrik yang membalut secara menegak di sekeliling kedua-dua bahagian dan membawa logam pengisi perak ke suhu cair 1,305 F. Selepas komponen burr diselaraskan dan disejukkan, ia dikeluarkan melalui pelongsor nyahcas dan dikumpulkan untuk pemprosesan selanjutnya."
Penggunaan pematerian aruhan untuk pemasangan semakin meningkat, terutamanya kerana ia mewujudkan sambungan yang kuat antara dua bahagian logam dan kerana ia sangat berkesan dalam menyambung bahan yang berbeza.Kebimbangan alam sekitar, teknologi yang dipertingkatkan, dan aplikasi bukan tradisional juga memaksa jurutera pembuatan untuk melihat dengan lebih dekat pada pematerian aruhan.
Pemanasan aruhan telah wujud sejak tahun 1950-an, walaupun konsep pemanasan aruhan (menggunakan elektromagnetisme) telah ditemui lebih daripada satu abad sebelum itu oleh saintis British Michael Faraday. Obor tangan merupakan sumber haba pertama untuk pematerian, diikuti dengan relau pada tahun 1920-an. Semasa Perang Dunia II, kaedah berasaskan relau digunakan untuk menghasilkan bahagian logam yang minimum dan kerap digunakan dengan bahan logam yang banyak digunakan.
Permintaan pengguna untuk penyaman udara pada tahun 1960-an dan 1970-an mencipta aplikasi baharu untuk pematerian aruhan. Malah, pematerian jisim aluminium pada akhir 1970-an menyebabkan banyak komponen yang terdapat dalam sistem penyaman udara automotif hari ini.
"Tidak seperti pematerian obor, pematerian aruhan tidak bersentuhan dan meminimumkan risiko terlalu panas," kata Rick Bausch, pengurus jualan untuk Ambrell Corp., inTEST.temperature."
Menurut Greg Holland, pengurus jualan dan operasi di eldec LLC, sistem pematerian aruhan standard terdiri daripada tiga komponen. Ini ialah bekalan kuasa, kepala kerja dengan gegelung aruhan dan sistem penyejuk atau penyejukan.
Bekalan kuasa disambungkan ke kepala kerja dan gegelung direka khas agar muat di sekeliling sambungan. Induktor boleh dibuat daripada rod pepejal, kabel fleksibel, bilet bermesin atau cetakan 3D daripada aloi tembaga serbuk. Walau bagaimanapun, biasanya ia diperbuat daripada tiub kuprum berongga, yang melaluinya air mengalir atas beberapa sebab.Salah satunya adalah untuk memastikan gegelung itu sejuk semasa membekalkan haba dengan mengimbangi bahagian-bahagian yang mengalir dalam air. gegelung disebabkan oleh kehadiran arus ulang alik yang kerap dan pemindahan haba yang tidak cekap yang terhasil.
"Kadangkala penumpu fluks diletakkan pada gegelung untuk mengukuhkan medan magnet pada satu atau lebih titik di persimpangan," jelas Holland." Penumpu sedemikian boleh menjadi jenis lamina, terdiri daripada keluli elektrik nipis yang disusun rapat, atau tiub feromagnetik yang mengandungi bahan feromagnetik serbuk dan ikatan dielektrik yang dimampatkan di bawah tekanan tinggi.Gunakan sama ada Manfaat penumpu ialah ia mengurangkan masa kitaran dengan membawa lebih banyak tenaga ke kawasan tertentu sendi dengan lebih pantas, sambil mengekalkan kawasan lain lebih sejuk.”
Sebelum meletakkan bahagian logam untuk pematerian aruhan, pengendali perlu menetapkan tahap frekuensi dan kuasa sistem dengan betul. Frekuensi boleh berkisar antara 5 hingga 500 kHz, semakin tinggi frekuensi, semakin cepat permukaan panas.
Bekalan kuasa selalunya mampu menghasilkan ratusan kilowatt elektrik.Walau bagaimanapun, pematerian bahagian sebesar tapak tangan dalam 10 hingga 15 saat hanya memerlukan 1 hingga 5 kilowatt.Sebagai perbandingan, bahagian besar boleh memerlukan kuasa 50 hingga 100 kilowatt dan mengambil masa sehingga 5 minit untuk dipateri.
"Sebagai peraturan umum, komponen yang lebih kecil menggunakan kuasa yang lebih sedikit, tetapi memerlukan frekuensi yang lebih tinggi, seperti 100 hingga 300 kilohertz," kata Bausch. "Sebaliknya, komponen yang lebih besar memerlukan lebih banyak kuasa dan frekuensi yang lebih rendah, biasanya di bawah 100 kilohertz."
Tanpa mengira saiznya, bahagian logam perlu diletakkan dengan betul sebelum diikat. Berhati-hati harus diambil untuk mengekalkan jurang yang ketat antara logam asas untuk membolehkan tindakan kapilari yang betul oleh logam pengisi yang mengalir. Sambungan punggung, pusingan dan punggung adalah cara terbaik untuk memastikan kelegaan ini.
Tradisional atau penetapan sendiri boleh diterima. Lekapan standard hendaklah diperbuat daripada bahan yang kurang konduktif seperti keluli tahan karat atau seramik, dan menyentuh komponen sesedikit mungkin.
Dengan mereka bentuk bahagian dengan jahitan saling mengunci, swaging, lekukan atau knurl, penetapan diri boleh dicapai tanpa memerlukan sokongan mekanikal.
Sambungan kemudiannya dibersihkan dengan pad ampelas atau pelarut untuk membuang bahan cemar seperti minyak, gris, karat, skala dan kotoran.Langkah ini meningkatkan lagi tindakan kapilari logam pengisi cair yang menarik dirinya melalui permukaan bersebelahan sendi.
Selepas bahagian diletakkan dan dibersihkan dengan betul, pengendali menggunakan sebatian sendi (biasanya pes) pada sambungan. Sebatian itu ialah campuran logam pengisi, fluks (untuk mengelakkan pengoksidaan) dan pengikat yang memegang logam dan fluks bersama sebelum lebur.
Logam pengisi dan fluks yang digunakan dalam pematerian dirumuskan untuk menahan suhu yang lebih tinggi daripada yang digunakan dalam pematerian. Logam pengisi yang digunakan untuk pematerian cair pada suhu sekurang-kurangnya 842 F dan lebih kuat apabila disejukkan. Ia termasuk aloi aluminium-silikon, tembaga, tembaga-perak, loyang, gangsa, emas-perak, perak dan nikel.
Operator kemudiannya meletakkan gegelung aruhan, yang terdapat dalam pelbagai reka bentuk.Gegelung heliks berbentuk bulat atau bujur dan mengelilingi bahagian itu sepenuhnya, manakala gegelung garpu (atau penyepit) terletak pada setiap sisi sambungan dan cangkuk gegelung saluran pada bahagian tersebut.Gegelung lain termasuk Diameter Dalam (ID), ID/Diameter Luar (OD), Pancake, Terbuka dan Berbilang-Position.
Haba seragam adalah penting untuk sambungan brazed berkualiti tinggi. Untuk melakukan ini, pengendali perlu memastikan bahawa jarak menegak antara setiap gelung gegelung aruhan adalah kecil dan jarak gandingan (lebar jurang dari gegelung OD ke ID) kekal seragam.
Seterusnya, pengendali menghidupkan kuasa untuk memulakan proses memanaskan sambungan. Ini melibatkan pemindahan arus ulang-alik frekuensi pertengahan atau tinggi dengan pantas daripada sumber kuasa kepada induktor untuk mencipta medan magnet berselang-seli di sekelilingnya.
Medan magnet mendorong arus pada permukaan sendi, yang menghasilkan haba untuk mencairkan logam pengisi, membolehkan ia mengalir dan membasahi permukaan bahagian logam, mewujudkan ikatan yang kuat.Menggunakan gegelung berbilang kedudukan, proses ini boleh dilakukan pada beberapa bahagian secara serentak.
Pembersihan dan pemeriksaan akhir setiap komponen yang dipateri disyorkan. Mencuci bahagian dengan air yang dipanaskan sekurang-kurangnya 120 F akan mengeluarkan sisa fluks dan sebarang skala yang terbentuk semasa pematerian. Bahagian itu hendaklah direndam dalam air selepas logam pengisi telah menjadi pejal tetapi pemasangan masih panas.
Bergantung pada bahagiannya, pemeriksaan minimum boleh diikuti dengan ujian tidak merosakkan dan merosakkan.Kaedah NDT termasuk pemeriksaan visual dan radiografi, serta ujian kebocoran dan bukti.Kaedah ujian pemusnah yang biasa ialah ujian metalografik, pengelupasan, tegangan, ricih, keletihan, pemindahan dan kilasan.
"Pematerian aruhan memerlukan pelaburan modal pendahuluan yang lebih besar daripada kaedah obor, tetapi ia berbaloi kerana anda mendapat kecekapan dan kawalan tambahan," kata Holland."Dengan aruhan, apabila anda memerlukan haba, anda hanya menekan.Apabila anda tidak melakukannya, anda tekan.”
Eldec mengeluarkan pelbagai jenis sumber kuasa untuk pematerian aruhan, seperti talian frekuensi perantaraan ECO LINE MF, yang tersedia dalam pelbagai konfigurasi yang paling sesuai untuk setiap aplikasi. Bekalan kuasa ini tersedia dalam penarafan kuasa antara 5 hingga 150 kW dan frekuensi dari 8 hingga 40 Hz. Semua model boleh dilengkapi dengan ciri peningkatan kuasa 50% berterusan dalam tempoh 30% yang membolehkan operator meningkatkan kuasa 50% yang berterusan. Ciri utama lain termasuk kawalan suhu pyrometer, perakam suhu dan suis kuasa transistor bipolar get terlindung. Bahan guna habis ini memerlukan sedikit penyelenggaraan, beroperasi dengan senyap, mempunyai jejak yang kecil dan mudah disepadukan dengan pengawal sel kerja.
Pengeluar dalam beberapa industri semakin menggunakan pematerian aruhan untuk memasang bahagian.Bausch menunjuk kepada pengeluar automotif, aeroangkasa, peralatan perubatan dan peralatan perlombongan sebagai pengguna terbesar peralatan pematerian aruhan Ambrell.
"Bilangan komponen aluminium pateri aruhan dalam industri automotif terus meningkat berikutan inisiatif pengurangan berat badan," jelas Bausch. "Dalam sektor aeroangkasa, pad nikel dan jenis pad haus lain sering dipateri hingga bilah jet.Kedua-dua industri juga mematerikan pelbagai kelengkapan paip keluli.”
Keenam-enam sistem EasyHeat Ambrell mempunyai julat frekuensi 150 hingga 400 kHz dan sesuai untuk pematerian aruhan bahagian-bahagian kecil pelbagai geometri. Padat (0112 dan 0224) menawarkan kawalan kuasa dalam resolusi 25 watt;model dalam siri LI (3542, 5060, 7590, 8310) menawarkan kawalan dalam resolusi 50 watt.
Kedua-dua siri mempunyai kepala kerja boleh tanggal sehingga 10 kaki dari sumber kuasa. Kawalan panel hadapan sistem boleh diprogramkan, membolehkan pengguna akhir menentukan sehingga empat profil pemanasan berbeza, masing-masing dengan sehingga lima langkah masa dan kuasa. Kawalan kuasa jauh tersedia untuk kenalan atau input analog, atau port data bersiri pilihan.
"Pelanggan utama kami untuk pematerian aruhan ialah pengeluar bahagian yang mengandungi sedikit karbon, atau bahagian jisim besar yang mengandungi peratusan besi yang tinggi," jelas Rich Cukelj, Pengurus Pembangunan Perniagaan Fusion.
Fusion menjual sistem berputar tersuai yang boleh induksi memateri 100 hingga 1,000 bahagian sejam. Menurut Cukelj, hasil yang lebih tinggi mungkin untuk satu jenis bahagian atau untuk siri bahagian tertentu. Bahagian ini bersaiz antara 2 hingga 14 inci persegi.
"Setiap sistem mengandungi pengindeks daripada Stelron Components Inc. dengan 8, 10 atau 12 stesen kerja," jelas Cukelj."Sesetengah stesen kerja digunakan untuk pematerian, manakala yang lain digunakan untuk pemeriksaan, menggunakan kamera penglihatan atau peralatan pengukuran laser, atau melakukan ujian tarik untuk memastikan sambungan pateri berkualiti tinggi."
Pengilang menggunakan bekalan kuasa ECO LINE standard eldec untuk pelbagai aplikasi pematerian aruhan, seperti pemutar dan aci pematerian susut, atau penyambung perumah motor, kata Holland. Baru-baru ini, model 100 kW penjana ini digunakan dalam aplikasi bahagian besar yang melibatkan pematerian gelang litar tembaga ke penyambungan empangan paip tembaga untuk penjana hidroelektrik.
Eldec juga mengeluarkan bekalan kuasa MiniMICO mudah alih yang boleh dialihkan dengan mudah di sekitar kilang dengan julat frekuensi 10 hingga 25 kHz. Dua tahun lalu, pengeluar tiub penukar haba automotif menggunakan MiniMICO untuk induksi braze kembali siku ke setiap tiub. Seorang melakukan semua pematerian, dan ia mengambil masa kurang daripada 30 saat untuk memasang setiap tiub.
Jim ialah editor kanan di ASSEMBLY dengan lebih 30 tahun pengalaman editorial. Sebelum menyertai ASSEMBLY, Camillo adalah PM Engineer, editor Persatuan Jurnal Kejuruteraan Peralatan dan Jurnal Pengilangan. Jim mempunyai ijazah dalam bahasa Inggeris dari DePaul University.
Hantar Permintaan untuk Cadangan (RFP) kepada vendor pilihan anda dan klik butang yang memperincikan keperluan anda
Semak imbas panduan pembeli kami untuk mencari pembekal semua jenis teknologi pemasangan, mesin dan sistem, pembekal perkhidmatan dan organisasi perdagangan.
Lean Six Sigma telah memacu usaha penambahbaikan berterusan selama beberapa dekad, tetapi kelemahannya telah menjadi jelas. Pengumpulan data adalah intensif buruh dan hanya boleh menangkap sampel kecil. Data kini boleh ditangkap dalam jangka masa yang panjang dan di berbilang lokasi pada sebahagian kecil daripada kos kaedah manual yang lebih lama.
Robot adalah lebih murah dan lebih mudah untuk digunakan berbanding sebelum ini. Teknologi ini tersedia walaupun untuk pengeluar kecil dan sederhana. Dengar perbincangan panel eksklusif ini yang menampilkan eksekutif daripada empat pembekal robotik terkemuka Amerika: Automasi Perindustrian ATI, Robot Epson, FANUC America dan Robot Universal.