Comparació de processos de soldadura habituals

5. Altres mètodes de soldadura

Aquests mètodes de soldadura pertanyen a diferents graus de mètodes de soldadura especialitzats i el seu àmbit d'aplicació és relativament estret. Inclou principalment la soldadura electroslag i la soldadura d'alta freqüència amb resistència a la calor com a energia; soldadura de gas, soldadura a pressió de gas i soldadura explosiva amb energia química com a energia de soldadura; soldadura per fricció, soldadura a pressió en fred, soldadura per ultrasons i soldadura per difusió amb energia mecànica com a energia de soldadura.

(1) Soldadura electroslag

Com es va esmentar anteriorment, la soldadura electroslag és un mètode de soldadura que utilitza la calor de resistència de l’escòria fosa com a font d’energia. El procés de soldadura es realitza en posició de soldadura vertical en el buit de muntatge format per les cares finals de les dues peces i els lliscadors de coure refredats per aigua a banda i banda. Durant la soldadura, l'extrem de la peça es fon per la resistència elèctrica generada per l'escòria. Segons la forma de l'elèctrode que s'utilitza en la soldadura, la soldadura electroslag es divideix en soldadura electroslag de fil d'electrode, soldadura electroslag de electrodes de placa i soldadura electroslag de broquet de fusió. Els avantatges de la soldadura electroslag són: el gruix de la peça soldable és gran (de 30 mm a més de 1000 mm) i la productivitat és elevada. S'utilitza principalment per soldar juntes i juntes en T a la superfície trencada. La soldadura electroslag es pot utilitzar per soldar diverses estructures d’acer, així com per a la soldadura en grup de peces de fosa. Les juntes soldades amb electroslag tenen un escalfament i refredament lent, una zona àmplia afectada per la calor, una microestructura gruixuda i una duresa, de manera que generalment es requereix un tractament normalitzador després de la soldadura.

(2) Soldadura d'alta freqüència

La soldadura amb la mateixa freqüència utilitza calor de resistència sòlida com a font d’energia. Durant la soldadura, la calor de resistència generada a la peça de treball pel corrent d’alta freqüència s’utilitza per escalfar la superfície de la zona de soldadura de la peça a un estat de plàstic fos o tancat i, a continuació, s’aplica (o no s’aplica) la força molesta per realitzar la unió metàl·lica. Per tant, és un mètode de soldadura per resistència de fase sòlida. La soldadura d'alta freqüència es pot dividir en soldadura d'alta freqüència de contacte i soldadura d'alta freqüència per inducció segons la forma en què el corrent d'alta freqüència genera calor a la peça. Quan es posa en contacte la soldadura d'alta freqüència, el corrent d'alta freqüència flueix a la peça a través del contacte mecànic amb la peça. En la soldadura per alta freqüència d’inducció, el corrent d’alta freqüència genera corrent induït a la peça a través de l’acoblament de la bobina d’inducció externa de la peça. La soldadura d’alta freqüència és un mètode de soldadura molt especialitzat i s’ha d’equipar equips especials segons el producte. Alta productivitat, velocitat de soldadura de fins a 30 m / min. S’utilitza principalment per soldar costures longitudinals o espiral en la fabricació de canonades.

(3) Soldadura de gas

La soldadura per gas és un mètode de soldadura que utilitza la flama de gas com a font de calor. La més utilitzada és la flama oxigen-acetilè amb gas acetilè com a combustible. Com que l’equip és senzill i fàcil d’utilitzar, però la velocitat i la productivitat de la calefacció per soldadura de gas són baixes, la zona afectada per la calor és gran i és fàcil provocar grans deformacions. La soldadura per gas es pot utilitzar per a la soldadura de molts metalls ferrosos, metalls no ferrosos i aliatges. Generalment adequat per al manteniment i soldadura de plaques primes d’una sola peça.

(4) Soldadura a pressió d’aire

Igual que la soldadura per gas, la soldadura per pressió de gas també utilitza la flama de gas com a font de calor. Durant la soldadura, els extrems de les dues peces d’aparell s’escalfen a una temperatura determinada i s’aplica la pressió suficient per obtenir una unió ferma. És una soldadura en fase sòlida. No s’afegeix cap metall de farciment durant la soldadura a pressió de gas, i s’utilitza sovint per soldar amb ferrocarril i soldar amb barres d’acer.

(5) Soldadura explosiva

La soldadura explosiva és un altre mètode de soldadura en fase sòlida que utilitza la calor de la reacció química com a font d’energia. Però utilitza l'energia generada per l'explosió explosiva per realitzar la connexió metàl·lica. Sota l'acció de l'ona d'explosió, es poden accelerar i impactar dues peces de metall per formar un enllaç metàl·lic en menys d'un segon. Entre els diversos mètodes de soldadura, la gamma de combinacions de metalls diferents que es poden soldar mitjançant soldadures explosives és la més àmplia. La soldadura explosiva es pot utilitzar per soldar dos metalls metal·lúrgicament incompatibles en diverses juntes de transició. La soldadura explosiva s’utilitza principalment per revestir plaques planes amb una superfície relativament gran i és un mètode eficient per fabricar panells compostos.

(6) Soldadura per fricció

La soldadura per fricció és la soldadura en fase sòlida amb energia mecànica com a font d’energia. Utilitza la calor generada per la fricció mecànica entre les dues superfícies per realitzar la connexió metàl·lica. La calor de la soldadura per fricció es concentra a la superfície de la junta, de manera que la zona afectada per la calor és estreta. Cal aplicar pressió entre les dues superfícies. En la majoria dels casos, la pressió augmenta al final de l'escalfament, de manera que el metall calent s'uneix per molèsties. En general, la superfície d’unió no es fon. La soldadura per fricció té una alta productivitat. En principi, gairebé tots els metalls que es poden forjar en calent es poden soldar per fricció. La soldadura per fricció també es pot utilitzar per soldar metalls diferents. És adequat per a peces de secció circular amb un diàmetre màxim de 100 mm.

(7) Soldadura per ultrasons

La soldadura per ultrasons també és un mètode de soldadura en fase sòlida que utilitza l’energia mecànica com a font d’energia. Quan es realitza soldadura per ultrasons, la peça de treball de soldadura es troba a baixa pressió estàtica i la vibració d’alta freqüència emesa pel sonotrode pot provocar que la superfície de l’articulació produeixi una forta fricció de fissures i s’escalfi a la temperatura de soldadura per formar un enllaç. La soldadura per ultrasons es pot utilitzar per soldar entre la majoria de materials metàl·lics i pot realitzar soldadures entre metalls, metalls diferents i entre metalls i no metalls. Es pot aplicar a la producció repetida de filferro, làmines o juntes de xapa de 2 a 3 mm o menys. (8) Soldadura per difusió La soldadura per difusió és generalment un mètode de soldadura en fase sòlida amb energia de calor indirecta com a font d'energia. Normalment es duu a terme al buit o en atmosfera protectora. Durant la soldadura, les superfícies de les dues peces a soldar es posen en contacte les unes amb les altres a alta temperatura i alta pressió i es mantenen durant un cert període de temps per arribar a la distància entre els àtoms, i es combinen mitjançant una simple difusió d’àtoms. Abans de soldar, no només cal netejar els òxids i altres impureses de la superfície de la peça, sinó que la rugositat de la superfície ha de ser inferior a un valor determinat per garantir la qualitat de la soldadura. La soldadura per difusió gairebé no té cap efecte nociu sobre les propietats del material que es solda. Pot soldar molts metalls iguals i diferents i alguns materials no metàl·lics, com ara la ceràmica. La soldadura per difusió pot soldar estructures i peces complexes amb gruixos molt diferents.

Paràmetres de procés de soldadura làser.

1. Densitat de potència. La densitat de potència és un dels paràmetres més crítics en el processament làser. Amb una densitat de potència més alta, la capa superficial es pot escalfar fins al punt d’ebullició dins del rang de temps de microsegons per produir una gran quantitat de vaporització. Per tant, l’alta densitat de potència és beneficiosa per al processament d’eliminació de materials, com ara punxonat, tall i gravat. Per obtenir una densitat de potència inferior, la temperatura superficial necessita uns quants mil·lisegons per arribar al punt d’ebullició. Abans que la capa superficial es vaporitzi, la capa inferior arriba al punt de fusió, que és fàcil de formar una bona soldadura de fusió. Per tant, en la soldadura làser conductora, la densitat de potència està en el rang de 104 ~ 106W / CM2.

2. Forma d'ona de pols làser. La forma d'ona de pols làser és un tema important en la soldadura làser, especialment per a la soldadura de xapes. Quan un raig làser d'alta intensitat impacta sobre la superfície del material, el 60 ~ 98% de l'energia del làser es reflectirà i es perdrà a la superfície metàl·lica i la reflectivitat canviarà amb la temperatura superficial. Durant un pols làser, la reflectivitat del metall canvia molt.

3. Amplada del pols del làser. L’amplada del pols és un dels paràmetres importants de la soldadura làser d’impulsos. No només és un paràmetre important diferent de l’eliminació i la fusió de material, sinó també un paràmetre clau que determina el cost i el volum de l’equip de processament.

4. L'efecte de la quantitat de desenfocament sobre la qualitat de la soldadura. La soldadura làser sol requerir un cert grau de separació, perquè la densitat de potència al centre del punt del punt focal del làser és massa alta i és fàcil evaporar-se en un forat. A cada pla allunyat del focus làser, la distribució de la densitat de potència és relativament uniforme.

Hi ha dos mètodes de desenfocament: desenfocament positiu i desenfocament negatiu. Si el pla focal està per sobre de la peça, es tracta d’un desenfocament positiu, en cas contrari és un desenfocament negatiu. Segons la teoria de l’òptica geomètrica, quan la distància entre els plans de desenfocament positius i negatius i el pla de soldadura és igual, la densitat de potència dels plans corresponents és aproximadament la mateixa, però la forma real de la piscina fosa obtinguda és diferent. Quan el desenfocament és negatiu, es pot obtenir una major profunditat de penetració, que està relacionada amb el procés de formació de la piscina fosa. Els experiments han demostrat que el material làser que escalfa entre 50 i 200 us comença a fondre’s, formant metall líquid i vaporitzant-se, formant vapor de pressió a la ciutat i polvoritzant-se a una velocitat molt alta, emetent una llum blanca enlluernadora. Al mateix temps, l’alta concentració de vapor fa que el metall líquid es mogui cap a la vora de la piscina fosa, formant una depressió al centre de la piscina fosa. Quan el desenfocament és negatiu, la densitat de potència interna del material és superior a la de la superfície, que és fàcil de formar una fusió i vaporització més fortes, de manera que l'energia lluminosa es pot transmetre a la part més profunda del material. Per tant, en aplicacions pràctiques, quan es requereix que la profunditat de penetració sigui gran, s’utilitza un desenfocament negatiu; quan es solden materials prims, és adequat desenfocar positivament.