Зварювальник оператор на роботіБільшість товарів, починаючи від простих іграшок і закінчуючи просунутими електронними системами і закінчуючи великогабаритним обладнанням, містять комбінації матеріалів. Завдяки з'єднанням, часто з різних матеріалів, предмети можуть виконувати свою функціональну функцію. Ця стаття дозволить нам ознайомитися з обраними способами склеювання, тобто зварюванням і пайкою.

Технології процесів з'єднання матеріалів

Склеювання засноване на з'єднанні різних матеріальних елементів в структурне ціле. В рамках цієї діяльності можуть створюватися роз’ємні та нероз’ємні з’єднання. Розбірні з'єднання можна демонтувати (демонтаж не пошкоджує матеріали та кріплення). Серед роз'ємних з'єднань можна виділити наступні види:

  • натискання,
  • вхідний отвір,
  • шліцьовий,
  • клин,
  • круговий,
  • болтами,
  • різьбовий.

З іншого боку, особливістю нероз'ємних з'єднань є те, що неможливо розділити окремі компоненти з'єднання без пошкодження самої конструкції. Це стосується як сполучних елементів, так і сполучного елемента. Проте в рамках процесів, пов'язаних зі створенням нероз'ємних з'єднань, виділяють такі групи, як: зварювання, наплавлення, паяння, склеювання та заклепування.

Коротко і лаконічно про зварювання, склеювання та клепання

Коротко кажучи, зварювання полягає в з'єднанні елементів шляхом їх нагрівання і отримання розплаву в місці з'єднання. Це робиться з додаванням сполучного або без нього. Що стосується склеювання, то воно передбачає розміщення між поверхнями, що з’єднуються, шару клею, тобто неметалічної речовини, що володіє адгезійними властивостями (забезпечує адгезію і зчеплення). Тип клею часто визначає міцність, надійність і довговічність з'єднання, тобто стійкість з'єднання до високих температур і його еластичність. Клепка – це створення заклепкових з’єднань за допомогою т. зв заклепки, холодні або гарячі. Цей тип технології заснований на механічній дії та використовує силу тертя та властивості геометрії окремих елементів для формування з’єднання. Однак у цій статті ми зупинимося на зварюванні та паянні.

Зварювання

Зварювальник оператор на роботіУ разі зварювання матеріали з’єднуються шляхом застосування теплової енергії та застосування затискної сили. У цьому процесі не використовується сполучна речовина. При зварюванні в місцях контакту поверхонь матеріалів зони пластифікуються, іноді навіть до рідкого стану. Сила затиску є вирішальним фактором для отримання правильного з'єднання. Методи зварювання відрізняються один від одного, і ці відмінності зводяться, серед іншого, до типу енергії, яка використовується, як вона подається на суглоб і як чиниться тиск.

Методи зварювання

Серед способів зварювання особливо виділяють:

  • електричне контактне зварювання включає з'єднані елементи в електричний ланцюг; на основі закону Джоуля-Ленца тепло, що утворюється потоком електрики, накопичується в місцях з найбільшим електричним опором; найкращі результати можна отримати при високій силі струму і малому часу його протікання,
  • електричне стикове зварювання, при цій техніці зварювання з’єднання створюється шляхом тиску на матеріали, розташовані лицем до лиця, і нагрівання контактної зони електрикою,
  • дифузійне зварювання характеризується постійним агрегатним станом матеріалів під час процесу - матеріал нагрівається до температури нижче його значення солідусу; це зварювання використовує адгезію та дифузію (розсіювання та змішування різних молекул); вони проводяться у вакуумних камерах або в умовах захисної атмосфери,
  • зварювання вибухом - тут з'єднання елементів обумовлено як силою затиску, динамічно прикладеної до елементів, що з'єднуються, так і локальним вибухом вибухового матеріалу,
  • зварювання тертям і тиском - взаємні тертя матеріалів виділяють тепло при контакті; процес зумовлений двома факторами: температурою нижче солідусу матеріалів і дифузією частинок,
  • ультразвукове зварювання - елементи з'єднуються шляхом отримання механічних коливань заданої амплітуди і частоти, а також в результаті тиску і отриманої таким чином теплової енергії; в цьому методі перетворювач електричного в механічний і т.зв вібраційний штифт (дозволяє направляти вібрації на сполучні елементи),

Пайка

Паяне з'єднання - приклад 1Пайка характеризується тим, що з’єднання матеріалів відбувається під дією теплової енергії, при цьому зберігається твердий стан цих матеріалів і використовується металева зв’язка, т.зв. Лютий. Розплавлення припою повинно відбуватися при температурі, нижчій за температуру деталей, що спаюються, найчастіше металевих або керамічних. Припій змочує поверхні матеріалів, розтікається по них і проникає в їх пори. Після охолодження виявляється, що в місці з'єднання утворилися міжмолекулярні зв'язки (шляхом адсорбції, дифузії в різних напрямках, а також утворення інтерметалічних фаз).

Види і способи паяння

Види процесу пайки:

  • м'який - сполучна речовина має температуру плавлення до 450 градусів Цельсія,
  • твердий - сполучна речовина має температуру плавлення понад 450 градусів Цельсія,
  • високотемпературні - сполучна має температуру понад 1000 градусів Цельсія.

Відомі такі способи пайки:

  • за допомогою паяльника, спеціального інструменту для пайки,
  • печі, що проводиться в умовах вакууму, в атмосфері інертних газів або газів-розкислювачів, або з використанням флюсів (сполук, що зменшують частку неметалевих речовин на поверхні елементів),
  • ванни для купання, флюсу, солоних, зріджених припоїв,
  • індукція, використовує різновид індукційного нагріву,
  • полум'я - спосіб нагріву стику тут газове полум'я,
  • мікрохвильова піч - використовує мікрохвильову технологію як джерело тепла,
  • потоком гарячих газів, що здійснюється за допомогою газових пальників, ламп і паяльних насадок
  • електричний опір і індукція.

Короткий опис методів склеювання

З'єднання матеріалів є сферою інтересів як для науки, техніки, так і для бізнесу (промисловості). Різні середовища розробляють його та співпрацюють один з одним, щоб максимізувати прибутковість, ефективність процесів і якість з’єднань. Вищезазначені прибутковість, ефективність і якість в обговорюваному масштабі перетворюються на продукти та їх цінність для одержувачів і споживачів.