ריתוך חיכוך
רוב תהליכי הריתוך המודרניים מסתמכים על קלט חום חיצוני, כגון פריקת קשת. אבל חום יכול להיווצר ישירות באזור הריתוך עקב חיכוך בין החלקים המחוברים.
ניתן להשיג אנרגיה תרמית על ידי סיבוב חלק אחד כשהשני נייח, או סיבוב בכיוון ההפוך. יתר על כן, יש ללחוץ את החלקים בו זמנית זה כנגד זה בכוח קבוע או הולך וגובר מתחילתו ועד סופו. התהליך מסתיים בהפרעה ועצירה מהירה של החלק המסתובב.
בהשוואה, נניח, לריתוך קת חשמלי, לתהליך המבוסס על חיכוך יש מספר יתרונות תפעוליים:
בצ'אק ובראש של המכונה אנו מהדקים מוט מתכת שקוטרו צריך להיות יותר מ-3.5 מ"מ, אך פחות מ-200 מ"מ. הם יכולים להיות פלדה, אלומיניום, נחושת, ברונזה או מתכות שונות:
שילובי חומרים יכולים להיות שונים מאוד, גם כאלה שלא ניתן לרתך בדרך הרגילה. אין הגבלות בהקשר זה לריתוך חיכוך.
במקרה שלנו, אנו מאבטחים את המוט ב-headstock באמצעות שלושה ברגים המוברגים לתוך החורים של הצ'אק, במרווחים שווה סביב ההיקף ב-120 מעלות. בעזרתם, אנו מבצעים יישור ביחס למוט המהדק בצ'אק על ידי הידוק או שחרור בורג כזה או אחר.
אנו מביאים את ה-headstock עד שהמוטות נעצרים מקצה לקצה ומהדקים אותו או מחזיקים אותו ביד על מנת להגביר את כוח ההידוק במהלך תהליך הריתוך, הנדרש על ידי הטכנולוגיה של שיטת ריתוך זו.
אנו מפעילים את המכונה, וכתוצאה מכך המוט המהדק בצ'אק המכונה מתחיל להסתובב. במקרה שלנו, המוט המקובע ב-headstock הוא ללא תנועה, אך באופן עקרוני הוא יכול להסתובב בכיוון ההפוך, מה שיפחית את זמן התהליך.
בקרוב נראה צבעים מוכתמים שמתחילים בנקודת המגע של המוטות ומתפשטים לאורכם בכיוונים מנוגדים, וזה סימן ישיר לחימום מהיר של המתכת כתוצאה מחיכוך.
לאחר זמן קצר נוסף, המתכת באזור המגע תאיר בבהירות ותתחיל להיסחט החוצה בצורה של יצירת טבעת מעבר למידות המוטות.טבעת זו תכיל גם כתמים: אבנית, שומן לא שרוף, תכלילים מוצקים שאינם מתכתיים וכו'.
ברגע של הזוהר הבהיר ביותר בנקודת המגע, יש לכבות את המכונה בחדות כדי שהמתכת של שני המוטות תתקבע. יחד עם זאת, אם ה-headstock לא מאובטח, יש צורך להגביר בהדרגה את הלחץ עליו על מנת לפצות על נפח המתכת שנעקרה באזור המגע ולקבל חיבור חזק ואיכותי יותר.
לאחר המתנה עד להפסקת הזוהר (וזה סימן שהמתכת התקבעה לחלוטין), ניתן לשחרר את ברגי ההידוק ולהסיר את ה-headstock. כעת כל שנותר הוא לבדוק את איכות ריתוך החיכוך.
לשם כך, הפעל שוב את המכונה וזיהה נזילה קלה של המוט המרותך - תוצאה של יישור לא מדויק במהלך ההתקנה בתחילתה. ניתן לבטל פגם זה על ידי הפיכה והסרה של הקומט המוחלט באזור המגע.
חדירה עמוקה יותר של המתכת מראה שאין מאפיינים נראים באזור הריתוך של שני המוטות. נראה שלא מדובר בנקודת המגע בין שני מוטות, אלא בגופו של אחד מהם.
אנו מבצעים את בקרת האיכות הבאה של ריתוך חיכוך. אנו מהדקים את המוטות המחוברים בצורה זו בסגמנט ומשתמשים בדיסק מטחנה כדי ליצור "מדף" באזור המגע, ושוב אנו משוכנעים בהומוגניות של המתכת, מה שמעיד גם על איכות הריתוך.
ניתן להשתמש בריתוך חיכוך כדי לחבר ראשים וברגים בייצור המוני. התהליך אינו שונה מהתהליך עם מוטות: בורג אחד מהודק לתוך צ'אק המכונה, השני לתוך ה-headstock.
בעזרתם של האחרון, הברגים מובאים במגע עם הראשים, והמכונה מופעלת. יש צורך גם להגביר את כוח ההידוק ולתפוס את רגע הריתוך כדי לכבות את הכונן בזמן.
ניתן להשתמש בריתוך חיכוך לחיבור חומרים שקשה או בלתי אפשרי לרתך עם סוגים אחרים: פלדה ואלומיניום, פלדות אוסטניטיות ופרליטיות. זה יכול לשמש גם כדי לחבר בקלות חלקי עבודה מפלסטיק.
חישובים ותרגול באמצעות צירוף חיכוך מוכיחים ששיטה זו מתאימה יותר לחלקי עבודה שקוטרם נע בטווח של 6-100 מ"מ. מוטות ריתוך בקוטר העולה על 200 מ"מ אינם משתלמים מבחינה כלכלית, מכיוון שהתהליך ידרוש יותר כוח (0.5 אלף קילוואט) וכוח צירי (3 × 106 N). לא ניתן יהיה לחבר מוטות בקוטר של פחות מ-3.5 מ"מ בשיטה זו בשל הצורך במתן מהירויות גבוהות (200 סל"ד) והקושי לקבוע מתי לכבות את הכונן.
ניתן להשיג אנרגיה תרמית על ידי סיבוב חלק אחד כשהשני נייח, או סיבוב בכיוון ההפוך. יתר על כן, יש ללחוץ את החלקים בו זמנית זה כנגד זה בכוח קבוע או הולך וגובר מתחילתו ועד סופו. התהליך מסתיים בהפרעה ועצירה מהירה של החלק המסתובב.
בהשוואה, נניח, לריתוך קת חשמלי, לתהליך המבוסס על חיכוך יש מספר יתרונות תפעוליים:
- עלויות האנרגיה מופחתות מאוד;
- המפרק המרותך תמיד אמין, מכיוון שהוא תלוי רק במאפיינים התרמופיזיים של המוצרים המרותכים;
- אין צורך בהכנה מיוחדת לחיבור המפרק, שכן אבנית, חלודה, שומן ושומן נשרפים או נלחטים החוצה במהירות בתחילת התהליך;
- איכות החיבור אינה מושפעת אפילו מהפרת ההקבלה של חלקי העבודה עד לזוויות של 6±1 מעלות;
- היעדר גורמים שליליים בצורה של קרינה אולטרה סגולה ופליטת גזים מזיקים;
- פשטות הציוד הטכנולוגי, ניתנת בקלות לתחזוקה שוטפת, מיכון ואוטומציה.
תהליך ריתוך חיכוך על מחרטה
ריתוך מוטות פלדה
בצ'אק ובראש של המכונה אנו מהדקים מוט מתכת שקוטרו צריך להיות יותר מ-3.5 מ"מ, אך פחות מ-200 מ"מ. הם יכולים להיות פלדה, אלומיניום, נחושת, ברונזה או מתכות שונות:
- פלדה ואלומיניום;
- פלדה ונחושת;
- אלומיניום וברונזה וכו'.
שילובי חומרים יכולים להיות שונים מאוד, גם כאלה שלא ניתן לרתך בדרך הרגילה. אין הגבלות בהקשר זה לריתוך חיכוך.
במקרה שלנו, אנו מאבטחים את המוט ב-headstock באמצעות שלושה ברגים המוברגים לתוך החורים של הצ'אק, במרווחים שווה סביב ההיקף ב-120 מעלות. בעזרתם, אנו מבצעים יישור ביחס למוט המהדק בצ'אק על ידי הידוק או שחרור בורג כזה או אחר.
אנו מביאים את ה-headstock עד שהמוטות נעצרים מקצה לקצה ומהדקים אותו או מחזיקים אותו ביד על מנת להגביר את כוח ההידוק במהלך תהליך הריתוך, הנדרש על ידי הטכנולוגיה של שיטת ריתוך זו.
אנו מפעילים את המכונה, וכתוצאה מכך המוט המהדק בצ'אק המכונה מתחיל להסתובב. במקרה שלנו, המוט המקובע ב-headstock הוא ללא תנועה, אך באופן עקרוני הוא יכול להסתובב בכיוון ההפוך, מה שיפחית את זמן התהליך.
בקרוב נראה צבעים מוכתמים שמתחילים בנקודת המגע של המוטות ומתפשטים לאורכם בכיוונים מנוגדים, וזה סימן ישיר לחימום מהיר של המתכת כתוצאה מחיכוך.
לאחר זמן קצר נוסף, המתכת באזור המגע תאיר בבהירות ותתחיל להיסחט החוצה בצורה של יצירת טבעת מעבר למידות המוטות.טבעת זו תכיל גם כתמים: אבנית, שומן לא שרוף, תכלילים מוצקים שאינם מתכתיים וכו'.
ברגע של הזוהר הבהיר ביותר בנקודת המגע, יש לכבות את המכונה בחדות כדי שהמתכת של שני המוטות תתקבע. יחד עם זאת, אם ה-headstock לא מאובטח, יש צורך להגביר בהדרגה את הלחץ עליו על מנת לפצות על נפח המתכת שנעקרה באזור המגע ולקבל חיבור חזק ואיכותי יותר.
לאחר המתנה עד להפסקת הזוהר (וזה סימן שהמתכת התקבעה לחלוטין), ניתן לשחרר את ברגי ההידוק ולהסיר את ה-headstock. כעת כל שנותר הוא לבדוק את איכות ריתוך החיכוך.
לשם כך, הפעל שוב את המכונה וזיהה נזילה קלה של המוט המרותך - תוצאה של יישור לא מדויק במהלך ההתקנה בתחילתה. ניתן לבטל פגם זה על ידי הפיכה והסרה של הקומט המוחלט באזור המגע.
חדירה עמוקה יותר של המתכת מראה שאין מאפיינים נראים באזור הריתוך של שני המוטות. נראה שלא מדובר בנקודת המגע בין שני מוטות, אלא בגופו של אחד מהם.
אנו מבצעים את בקרת האיכות הבאה של ריתוך חיכוך. אנו מהדקים את המוטות המחוברים בצורה זו בסגמנט ומשתמשים בדיסק מטחנה כדי ליצור "מדף" באזור המגע, ושוב אנו משוכנעים בהומוגניות של המתכת, מה שמעיד גם על איכות הריתוך.
חיבור בריח
ניתן להשתמש בריתוך חיכוך כדי לחבר ראשים וברגים בייצור המוני. התהליך אינו שונה מהתהליך עם מוטות: בורג אחד מהודק לתוך צ'אק המכונה, השני לתוך ה-headstock.
בעזרתם של האחרון, הברגים מובאים במגע עם הראשים, והמכונה מופעלת. יש צורך גם להגביר את כוח ההידוק ולתפוס את רגע הריתוך כדי לכבות את הכונן בזמן.
ניתן להשתמש בריתוך חיכוך לחיבור חומרים שקשה או בלתי אפשרי לרתך עם סוגים אחרים: פלדה ואלומיניום, פלדות אוסטניטיות ופרליטיות. זה יכול לשמש גם כדי לחבר בקלות חלקי עבודה מפלסטיק.
חישובים ותרגול באמצעות צירוף חיכוך מוכיחים ששיטה זו מתאימה יותר לחלקי עבודה שקוטרם נע בטווח של 6-100 מ"מ. מוטות ריתוך בקוטר העולה על 200 מ"מ אינם משתלמים מבחינה כלכלית, מכיוון שהתהליך ידרוש יותר כוח (0.5 אלף קילוואט) וכוח צירי (3 × 106 N). לא ניתן יהיה לחבר מוטות בקוטר של פחות מ-3.5 מ"מ בשיטה זו בשל הצורך במתן מהירויות גבוהות (200 סל"ד) והקושי לקבוע מתי לכבות את הכונן.
צפו בסרטון
כיתות אמן דומות
מעניין במיוחד
הערות (1)
