Šta je zavarivanje?
Sposobnost zavarivanja metala se odnosi na prilagodljivost metalnog materijala procesu zavarivanja, uglavnom se odnosi na poteškoću dobijanja visokokvalitetnih zavarenih spojeva pod određenim uslovima procesa zavarivanja.Uopšteno govoreći, koncept "sposobnosti zavarivanja" uključuje i "dostupnost" i "pouzdanost".Sposobnost zavarivanja zavisi od karakteristika materijala i upotrebljenih uslova procesa.Sposobnost zavarivanja metalnih materijala nije statična već se razvija npr. za materijale za koje se prvobitno smatralo da su slabi u sposobnosti zavarivanja, s razvojem nauke i tehnologije, nove metode zavarivanja postale su lakše zavarivanje, odnosno sposobnost zavarivanja je postalo bolje.Stoga ne možemo ostaviti uslove procesa da govorimo o sposobnosti zavarivanja.
Sposobnost zavarivanja uključuje dva aspekta: jedan je performansa spoja, odnosno osjetljivost stvaranja defekta zavarivanja u određenim uvjetima procesa zavarivanja;drugi je praktična izvedba, odnosno prilagodljivost zavarenog spoja zahtjevima upotrebe pod određenim uvjetima procesa zavarivanja.
Metode zavarivanja
1.Lasersko zavarivanje（LBW）
2. ultrazvučno zavarivanje (USW)
3.difuzijsko zavarivanje (DFW)
4.etc
1.Zavarivanje je proces spajanja materijala, obično metala, zagrijavanjem površina do tačke topljenja, a zatim omogućavanjem da se ohlade i stvrdnu, često uz dodatak materijala za punjenje.Zavarljivost materijala odnosi se na njegovu sposobnost zavarivanja pod određenim procesnim uvjetima, i ovisi kako o karakteristikama materijala tako i o korištenom procesu zavarivanja.
2. Zavarljivost se može podijeliti na dva aspekta: zajednički učinak i praktičan učinak.Performanse spoja se odnose na osjetljivost nastajanja defekta zavarivanja u određenim uvjetima procesa zavarivanja, dok se praktične performanse odnose na prilagodljivost zavarenog spoja zahtjevima upotrebe u određenim uvjetima procesa zavarivanja.
3. Postoje različite metode zavarivanja, uključujući lasersko zavarivanje (LBW), ultrazvučno zavarivanje (USW) i difuzijsko zavarivanje (DFW), između ostalih.Izbor metode zavarivanja ovisi o materijalima koji se spajaju, debljini materijala, potrebnoj čvrstoći spoja i drugim faktorima.
Šta je lasersko zavarivanje?
Lasersko zavarivanje, također poznato kao zavarivanje laserskim snopom („LBW“), je tehnika u proizvodnji u kojoj se dva ili više komada materijala (obično metala) spajaju pomoću laserske zrake.
To je beskontaktni proces koji zahtijeva pristup zoni zavara s jedne strane dijelova koji se zavaruju.
Toplota koju stvara laser topi materijal na obje strane spoja, a kako se otopljeni materijal miješa i ponovno učvršćuje, spaja dijelove.
Zavar se formira kada intenzivna laserska svjetlost brzo zagrijava materijal – obično se računa u milisekundama.
Laserski snop je koherentna (jednofazna) svjetlost jedne valne dužine (monokromatska).Laserski snop ima malu divergenciju snopa i visok sadržaj energije koji će stvoriti toplinu kada udari u površinu
Kao i svi oblici zavarivanja, detalji su važni kada se koristi LBW.Možete koristiti različite lasere i razne LBW procese, a ponekad lasersko zavarivanje nije najbolji izbor.
Lasersko zavarivanje
Postoje 3 vrste laserskog zavarivanja:
1.Conduction mode
2. Način provodljivosti/penetracije
3. Penetracija ili način rada ključaonice
Ove vrste laserskog zavarivanja grupisane su prema količini energije koja se isporučuje metalu.Zamislite ih kao niske, srednje i visoke energetske nivoe laserske energije.
Conduction Mode
Način provodljivosti isporučuje metalu nisku lasersku energiju, što rezultira niskim prodiranjem s plitkim zavarom.
Dobar je za spojeve kojima nije potrebna velika čvrstoća jer su rezultati neka vrsta kontinuiranog točkastog zavarivanja.Provodni zavari su glatki i estetski ugodni, i obično su širi nego što su duboki.
Postoje dvije vrste načina provođenja LBW:
1.Direktno grijanje:Površina dijela se zagrijava direktno laserom.Toplina se zatim odvodi u metal, a dijelovi osnovnog metala se tope, spajajući spoj kada se metal ponovo očvrsne.
2.Energy Transmission: Specijalno upijajuće mastilo se prvo stavlja na interfejs spoja.Ovo mastilo uzima energiju lasera i stvara toplotu.Metal koji se nalazi ispod zatim provodi toplinu u tanak sloj, koji se topi i ponovo učvršćuje da bi formirao zavareni spoj.
Način provodljivosti/penetracije
Neki to možda neće priznati kao jedan od načina.Smatraju da postoje samo dvije vrste;ili provodite toplinu u metal ili isparavate mali metalni kanal, dopuštajući laseru dolje u metal.
Ali način provodljivosti/penetracije koristi „srednju“ energiju i rezultira većom penetracijom.Ali laser nije dovoljno jak da ispari metal kao u načinu rada ključaonice.
Način penetracije ili ključaonice
Ovaj način rada stvara duboke, uske šavove.Dakle, neki to zovu načinom penetracije.Napravljeni zavari su obično dublji od širokih i jači od zavarenih šavova.
Kod ove vrste LBW zavarivanja, laser velike snage isparava osnovni metal, stvarajući uski tunel poznat kao "ključaonica" koja se proteže dolje u spoj.Ova „rupa“ pruža provod za laser da prodre duboko u metal.
Pogodni metali za LBW
Lasersko zavarivanje radi sa mnogim metalima, kao što su:
- Carbon Steel
- Aluminijum
- Titanijum
- Niskolegirani i nerđajući čelik
- Nikl
- Platinum
- molibden
Ultrazvučno zavarivanje
Ultrazvučno zavarivanje (USW) je spajanje ili reformiranje termoplasta korištenjem topline generirane mehaničkim kretanjem visoke frekvencije.To se postiže pretvaranjem električne energije visoke frekvencije u visokofrekventno mehaničko kretanje.To mehaničko kretanje, zajedno sa primijenjenom silom, stvara toplinu trenja na spojnim površinama plastičnih komponenti (područje spoja) tako da se plastični materijal topi i formira molekularnu vezu između dijelova.
OSNOVNI PRINCIP ULTRAZVUČNOG ZAVARIVANJA
1. Dijelovi u učvršćenju: Dva termoplastična dijela koja se sastavljaju postavljaju se zajedno, jedan na drugi, u potporno gnijezdo zvano učvršćenje.
2. Ultrazvučni kontakt sa sigom: Titanijumska ili aluminijumska komponenta koja se zove rog dovodi se u kontakt sa gornjim plastičnim delom.
3. Primijenjena sila: kontrolirana sila ili pritisak se primjenjuje na dijelove, stežući ih zajedno na učvršćenje.
4.Vrijeme zavarivanja: Ultrazvučna sirena vibrira vertikalno 20.000 (20 kHz) ili 40.000 (40 kHz) puta u sekundi, na udaljenostima mjerenim u hiljaditim dijelovima inča (mikronima), za unaprijed određeno vrijeme koje se zove vrijeme zavarivanja.Kroz pažljiv dizajn dijelova, ova vibracijska mehanička energija je usmjerena na ograničene tačke kontakta između dva dijela.Mehaničke vibracije se prenose kroz termoplastične materijale do spoja radi stvaranja topline trenja.Kada temperatura na spoju dostigne tačku topljenja, plastika se topi i teče, a vibracije se zaustavljaju.Ovo omogućava da se rastopljena plastika počne hladiti.
5.Vrijeme držanja: Sila stezanja se održava unaprijed određeno vrijeme kako bi se omogućilo spajanje dijelova dok se rastopljena plastika hladi i učvršćuje.Ovo je poznato kao vrijeme čekanja.(Napomena: Poboljšana čvrstoća i hermetičnost spoja mogu se postići primjenom veće sile tokom vremena držanja. Ovo se postiže dvostrukim pritiskom).
6. Horn se uvlači: Kada se rastopljena plastika očvrsne, sila stezanja se uklanja i ultrazvučna truba se uvlači.Dva plastična dijela su sada spojena kao da su oblikovana zajedno i uklonjena su iz uređaja kao jedan dio.
Difuzijsko zavarivanje, DFW
Proces spajanja toplinom i pritiskom gdje se kontaktne površine spajaju difuzijom atoma.
Proces
Dva obradaka [1] u različitim koncentracijama postavljaju se između dvije prese [2].Prese su jedinstvene za svaku kombinaciju radnih komada, što rezultira novim dizajnom ako se dizajn proizvoda promijeni.
Toplota koja je ekvivalentna oko 50-70% tačke topljenja materijala se zatim dovodi u sistem, povećavajući mobilnost atoma dva materijala.
Preše se zatim stisnu zajedno, uzrokujući da atomi počnu difundirati između materijala u području kontakta [3].Difuzija se odvija zbog toga što su obradaci različite koncentracije, dok toplina i pritisak samo olakšavaju proces.Pritisak se stoga koristi kako bi se materijali koji dodiruju površine što bliže približili, tako da atomi mogu lakše difundirati.Kada se željeni udio atoma difundira, toplina i pritisak se uklanjaju i proces vezivanja je završen.
