Spajkanje, spajkanje in varjenje

Med številnimi tehnikami SPAJANJA, ki jih uporabljamo v proizvodnji, je poseben poudarek dan VARJENJU, TRDNEMU SPAJKANJU, LEPLJENJU in MEHANSKEM SESTAVLJANJU PO MERI, ker se te tehnike pogosto uporabljajo v aplikacijah, kot je proizvodnja hermetičnih sklopov, visokotehnološka proizvodnja izdelkov in specializirano tesnjenje. Tu se bomo osredotočili na bolj specializirane vidike teh tehnik spajanja, saj so povezane s proizvodnjo naprednih izdelkov in sklopov.

 

 

 

TALILNO VARJENJE: Toploto uporabljamo za taljenje in spajanje materialov. Toploto dovaja elektrika ali visokoenergijski žarki. Vrste talilnega varjenja, ki jih uporabljamo, so VARJENJE Z GORIVNIM KISIKOM, OBLOČNO VARJENJE, VARJENJE Z VISOKOENERGIJSKIM ŽARKOM.

 

 

 

VARJENJE V TRDNEM PREVODU: Dele spajamo brez taljenja in taljenja. Naše metode polprevodniškega varjenja so HLADNO, ULTRAZVOČNO, UPOROVNO, FRIKCIJSKO, EKSPLOZIJSKO VARJENJE in DIFUZIJSKO LEPLJENJE.

 

 

 

TRDNO SPAJKANJE IN SPAJKANJE: Uporabljajo dodajne kovine in nam dajejo prednost pri delu pri nižjih temperaturah kot pri varjenju, s čimer je manj strukturnih poškodb izdelkov. Informacije o našem obratu za trdo spajkanje, ki izdeluje keramične in kovinske spojke, hermetično tesnjenje, vakuumske dovode, komponente za visok in ultravisok vakuum in nadzor tekočin  najdete tukaj:Brošura tovarne za spajkanje

 

 

 

LEPLJENJE Z LEPILI: Zaradi raznolikosti lepil, ki se uporabljajo v industriji, in tudi raznolikosti aplikacij, imamo temu namenjeno stran. Če želite obiskati našo stran o lepljenju z lepilom, kliknite tukaj.

 

 

 

MEHANSKA MONTAŽA PO MERI: Uporabljamo različne pritrdilne elemente, kot so sorniki, vijaki, matice, zakovice. Naši pritrdilni elementi niso omejeni na standardne pritrdilne elemente. Načrtujemo, razvijamo in izdelujemo posebne pritrdilne elemente, ki so izdelani iz nestandardnih materialov, tako da lahko izpolnjujejo zahteve za posebne aplikacije. Včasih je zaželena električna ali toplotna neprevodnost, včasih pa prevodnost. Za nekatere posebne namene lahko kupec želi posebne pritrdilne elemente, ki jih ni mogoče odstraniti, ne da bi uničili izdelek. Idej in aplikacij je neskončno. Imamo vse za vas, če ni na policah, ga lahko hitro razvijemo. Če želite obiskati našo stran o mehanskem sestavljanju, kliknite tukaj. Naj podrobneje preučimo naše različne tehnike spajanja.

 

 

 

VARJENJE S KISIKOVIM PLINOM (OFW): Za proizvodnjo varilnega plamena uporabljamo kurilni plin, pomešan s kisikom. Ko kot gorivo in kisik uporabljamo acetilen, temu pravimo plinsko varjenje z acetilenom. V procesu zgorevanja kisikovega plina potekata dve kemični reakciji:

 

C2H2 + O2 ------» 2CO + H2 + Toplota

 

2CO + H2 + 1,5 O2--------» 2 CO2 + H2O + Toplota

 

Prva reakcija disociira acetilen na ogljikov monoksid in vodik, pri tem pa proizvede približno 33 % celotne proizvedene toplote. Drugi zgornji proces predstavlja nadaljnje zgorevanje vodika in ogljikovega monoksida, pri čemer proizvede približno 67 % celotne toplote. Temperature v plamenu so med 1533 in 3573 Kelvini. Pomemben je odstotek kisika v mešanici plinov. Če je vsebnost kisika več kot polovična, postane plamen oksidant. To je za nekatere kovine nezaželeno, za druge pa zaželeno. Primer, ko je zaželen oksidacijski plamen, so zlitine na osnovi bakra, ker tvorijo pasivno plast nad kovino. Po drugi strani pa, ko je vsebnost kisika zmanjšana, popolno zgorevanje ni mogoče in plamen postane redukcijski (karburizacijski) plamen. Temperature v redukcijskem plamenu so nižje, zato je primeren za postopke, kot sta spajkanje in trdo spajkanje. Tudi drugi plini so možna goriva, vendar imajo nekaj slabosti pred acetilenom. Občasno dovajamo dodajne kovine v cono zvara v obliki dodajnih palic ali žice. Nekateri od njih so prevlečeni s talilom, ki zavira oksidacijo površin in tako ščiti staljeno kovino. Dodatna prednost, ki nam jo daje talilo, je odstranjevanje oksidov in drugih snovi iz območja zvara. To vodi v močnejšo vez. Različica plinskega varjenja s kisikom je VARJENJE S PLINSKIM TLAKOM, kjer se dve komponenti segrejeta na njuni meji z uporabo plinskega gorilnika z oksiacetilenom in ko se mejna stran začne taliti, se gorilnik umakne in uporabi se aksialna sila, da oba dela stisneta skupaj dokler se vmesnik ne utrdi.

 

 

 

OBLOČNO VARJENJE: uporabljamo električno energijo za ustvarjanje obloka med konico elektrode in deli, ki jih je treba variti. Napajanje je lahko izmenični ali enosmerni, medtem ko so elektrode potrošne ali nepotrošljive. Prenos toplote pri obločnem varjenju lahko izrazimo z naslednjo enačbo:

 

H / l = ex VI / v

 

Tukaj je H vhodna toplota, l je dolžina zvara, V in I sta uporabljena napetost in tok, v je hitrost varjenja in e je učinkovitost postopka. Višja kot je učinkovitost "e", bolj koristno se razpoložljiva energija porabi za taljenje materiala. Vhodno toploto lahko izrazimo tudi kot:

 

H = ux (Glasnost) = ux A xl

 

Tu je u specifična energija za taljenje, A presek zvara in l dolžina zvara. Iz zgornjih dveh enačb lahko dobimo:

 

v = ex VI / u A

 

Različica obločnega varjenja je OBLOČNO VARJENJE V ščitu (SMAW), ki predstavlja približno 50 % vseh industrijskih in vzdrževalnih varilnih postopkov. ELEKTROOBLOČNO VARJENJE (PALIČNO VARJENJE) izvajamo tako, da se s konico oplaščene elektrode dotaknemo obdelovanca in jo hitro odmaknemo na razdaljo, ki zadostuje za vzdrževanje obloka. Ta postopek imenujemo tudi paličasto varjenje, ker so elektrode tanke in dolge palice. Med postopkom varjenja se konica elektrode skupaj s prevleko in osnovno kovino v bližini obloka stopi. Mešanica osnovne kovine, kovine elektrode in snovi iz prevleke elektrode se strdijo v območju zvara. Prevleka elektrode deoksidira in zagotavlja zaščitni plin v območju zvara in ga tako ščiti pred kisikom v okolju. Zato se postopek imenuje obločno varjenje v oklopu. Za optimalno delovanje varjenja uporabljamo tokove med 50 in 300 amperi in ravni moči, ki so na splošno nižje od 10 kW. Pomembna je tudi polarnost enosmernega toka (smer toka toka). Ravna polarnost, kjer je obdelovanec pozitiven, elektroda pa negativna, je prednostna pri varjenju pločevine zaradi plitkega preboja in tudi za spoje z zelo širokimi režami. Ko imamo obrnjeno polariteto, tj. elektroda pozitivna in obdelovanec negativna, lahko dosežemo globlje preboje zvarov. Z izmeničnim tokom, ker imamo pulzirajoče obloke, lahko varimo debele profile z elektrodami velikega premera in maksimalnimi tokovi. Metoda varjenja SMAW je primerna za debeline obdelovancev od 3 do 19 mm in celo več z uporabo večprehodnih tehnik. Žlindro, ki je nastala na vrhu vara, je treba odstraniti z žično krtačo, da ne pride do korozije in okvare na območju vara. To seveda poveča stroške obločnega varjenja v oklopu. Kljub temu je SMAW najbolj priljubljena varilna tehnika v industriji in pri popravilih.

 

 

 

VARJENJE S POTOPOM (ŽAGA): Pri tem postopku zaščitimo zvarni oblok z zrnatimi talilnimi materiali, kot so apno, silicijev dioksid, kalcijev fluorid, manganov oksid… itd. Zrnat tok se dovaja v območje zvara s pomočjo gravitacijskega toka skozi šobo. Talil, ki pokriva območje staljenega zvara, znatno ščiti pred iskrami, hlapi, UV-sevanjem itd. in deluje kot toplotni izolator, s čimer omogoča toploti, da prodre globoko v obdelovanec. Nezlit tok se obnovi, obdela in ponovno uporabi. Gola tuljava se uporablja kot elektroda in se skozi cev dovaja na območje zvara. Uporabljamo tok med 300 in 2000 amperov. Postopek varjenja pod praškom (SAW) je omejen na vodoravne in ravne položaje ter krožne zvare, če je med varjenjem možno vrtenje okrogle strukture (kot so cevi). Hitrost lahko doseže 5 m/min. Postopek SAW je primeren za debele plošče in daje visokokakovostne, žilave, duktilne in enakomerne zvare. Produktivnost, to je količina zvarnega materiala, nanesenega na uro, je 4- do 10-krat večja od količine v primerjavi s postopkom SMAW.

 

 

 

Drugi postopek obločnega varjenja, in sicer PLINSKO OBLOČNO VARJENJE (GMAW) ali alternativno imenovano VARJENJE KOVIN V INERTNEM PLU (MIG), temelji na tem, da je območje zvara zaščiteno z zunanjimi viri plinov, kot so helij, argon, ogljikov dioksid… itd. V kovini elektrode so lahko prisotni dodatni deoksidanti. Potrošna žica se dovaja skozi šobo v območje zvara. Izdelava, ki vključuje tako železne kot neželezne kovine, se izvaja z obločnim plinskim varjenjem (GMAW). Produktivnost varjenja je približno 2-krat večja kot pri postopku SMAW. Uporablja se avtomatska varilna oprema. Kovina se v tem procesu prenaša na enega od treh načinov: »Prenos s pršenjem« vključuje prenos več sto majhnih kovinskih kapljic na sekundo od elektrode do območja zvara. Po drugi strani pa se pri »globularnem prenosu« uporabljajo plini, bogati z ogljikovim dioksidom, kroglice staljene kovine pa poganja električni oblok. Varilni tok je visok, preboj zvara globlji, hitrost varjenja večja kot pri pršilnem prenosu. Tako je globularni prenos boljši za varjenje težjih delov. Končno se pri metodi »kratkega stika« konica elektrode dotakne staljenega zvarnega bazena, pri čemer pride do kratkega stika, ko se kovina s hitrostjo nad 50 kapljic/sekundo prenaša v posameznih kapljicah. Skupaj s tanjšo žico se uporabljajo nizki tokovi in napetosti. Uporabljene moči so približno 2 kW in relativno nizke temperature, zaradi česar je ta metoda primerna za tanke plošče debeline manj kot 6 mm.

 

 

 

Druga različica postopka VARJENJA S TALJENIM OBLOKOM (FCAW) je podobna plinskemu obločnemu varjenju, le da je elektroda cev, napolnjena s talilom. Prednosti uporabe polnjenih elektrod so v tem, da proizvajajo stabilnejše obloke, dajejo nam možnost izboljšanja lastnosti zvarov, manj krhkost in fleksibilnost njegovega fluksa v primerjavi z varjenjem SMAW, izboljšane konture zvara. Samozaščitene polnjene elektrode vsebujejo materiale, ki ščitijo območje zvara pred atmosfero. Porabimo približno 20 kW moči. Tako kot postopek GMAW tudi postopek FCAW ponuja možnost avtomatizacije postopkov za kontinuirno varjenje in je ekonomičen. Z dodajanjem različnih zlitin v jedro talila je mogoče razviti različne kemijske lastnosti zvarnih kovin.

 

 

 

Pri ELEKTROPLINSKEM VARJENJU (EGW) varimo kose postavljene rob do roba. Včasih se imenuje tudi SOČELJNO VARJENJE. Zvar se vstavi v zvarno votlino med dvema kosoma, ki ju je treba spojiti. Prostor je ograjen z dvema vodno hlajenima jezoma, ki preprečujeta izlivanje staljene žlindre. Jezove dvignemo z mehanskimi pogoni. Ko se obdelovanec lahko vrti, lahko uporabimo tehniko elektroplinskega varjenja tudi za obodno varjenje cevi. Elektrode se napajajo skozi vod, da ohranijo neprekinjen oblok. Tokovi so lahko okoli 400 amperov ali 750 amperov in ravni moči okoli 20 kW. Inertni plini, ki izvirajo iz elektrode s polnjenim jedrom ali zunanjega vira, zagotavljajo zaščito. Uporabljamo elektroplinsko varjenje (EGW) za kovine, kot so jekla, titan….itd z debelinami od 12 mm do 75 mm. Tehnika je primerna za velike strukture.

 

 

 

Pri drugi tehniki, imenovani ELEKTROŽLINDARNO VARJENJE (ESW), se oblok vžge med elektrodo in dnom obdelovanca ter doda talilo. Ko staljena žlindra doseže konico elektrode, oblok ugasne. Energija se nenehno dovaja preko električnega upora staljene žlindre. Varimo lahko plošče debeline od 50 mm do 900 mm in tudi več. Tokovi so okoli 600 amperov, medtem ko so napetosti med 40 – 50 V. Hitrosti varjenja so okoli 12 do 36 mm/min. Uporaba je podobna elektroplinskemu varjenju.

 

 

 

Eden od naših postopkov z neuporabnimi elektrodami, PLINSKO OBLOČNO VARJENJE VOLFRAMA (GTAW), znano tudi kot VARJENJE VOLframovega inertnega plina (TIG), vključuje dovajanje dodajne kovine z žico. Za tesno prilegajoče spoje včasih ne uporabljamo polnilne kovine. Pri TIG postopku ne uporabljamo talila, ampak za zaščito uporabljamo argon in helij. Volfram ima visoko tališče in se pri TIG varjenju ne porabi, zato je mogoče ohraniti konstanten tok in obločne reže. Raven moči je med 8 in 20 kW in tokovi pri 200 amperih (DC) ali 500 amperih (AC). Za aluminij in magnezij uporabljamo izmenični tok za njegovo funkcijo čiščenja oksidov. Da preprečimo kontaminacijo volframove elektrode, se izogibamo njenemu stiku s staljenimi kovinami. Plinsko volframovo obločno varjenje (GTAW) je še posebej uporabno za varjenje tankih kovin. Zvari GTAW so zelo kakovostni z dobro končno obdelavo površine.

 

 

 

Zaradi višje cene vodikovega plina je redkeje uporabljena tehnika ATOMSKO VODIKOVO VARJENJE (AHW), kjer ustvarimo oblok med dvema volframovima elektrodama v zaščitni atmosferi tekočega vodikovega plina. AHW je tudi postopek varjenja z neuporabno elektrodo. Dvoatomni vodikov plin H2 razpade v svojo atomsko obliko blizu varilnega obloka, kjer so temperature nad 6273 Kelvina. Med razgradnjo absorbira veliko količino toplote iz obloka. Ko atomi vodika zadenejo območje zvara, ki je relativno hladna površina, se rekombinirajo v dvoatomno obliko in sprostijo shranjeno toploto. Energijo je mogoče spreminjati s spreminjanjem razdalje med obdelovancem in oblokom.

 

 

 

Pri drugem postopku z neuporabnimi elektrodami, PLAZMA ARC WELDING (PAW), imamo koncentriran plazemski oblok, usmerjen proti območju zvara. Temperature dosegajo 33.273 Kelvinov v PAW. Plazemski plin sestavlja skoraj enako število elektronov in ionov. Nizkotokovni pilotni oblok sproži plazmo, ki je med volframovo elektrodo in odprtino. Obratovalni tokovi so običajno okoli 100 amperov. Doda se lahko dodajna kovina. Pri varjenju s plazemskim oblokom se zaščita doseže z zunanjim zaščitnim obročem in uporabo plinov, kot sta argon in helij. Pri varjenju s plazemskim oblokom je oblok lahko med elektrodo in obdelovancem ali med elektrodo in šobo. Ta varilna tehnika ima prednosti pred drugimi metodami v višji koncentraciji energije, globlji in ožji varilni sposobnosti, boljši stabilnosti obloka, višjih hitrostih varjenja do 1 m/min, manjših toplotnih popačenjih. Običajno uporabljamo plazemsko obločno varjenje za debeline manjše od 6 mm in včasih do 20 mm za aluminij in titan.

 

 

 

VISOKOENERGETSKO VARJENJE: Druga vrsta metode varjenja z elektronskim žarkom (EBW) in lasersko varjenje (LBW) kot dve različici. Te tehnike so še posebej pomembne za naše delo pri proizvodnji visokotehnoloških izdelkov. Pri varjenju z elektronskim žarkom hitri elektroni udarijo ob obdelovanec in njihova kinetična energija se pretvori v toploto. Ozek žarek elektronov zlahka potuje v vakuumski komori. Na splošno pri varjenju z elektronskim žarkom uporabljamo visok vakuum. Varjene so plošče debeline do 150 mm. Zaščitni plini, talila ali polnilni material niso potrebni. Elektronske žarkovne puške imajo moč 100 kW. Možni so globoki in ozki zvari z visokim razmerjem stranic do 30 in majhnimi toplotno prizadetimi conami. Hitrost varjenja lahko doseže 12 m/min. Pri varjenju z laserskim žarkom kot vir toplote uporabljamo visoko zmogljive laserje. Že 10 mikronski laserski žarki z visoko gostoto omogočajo globoko prodiranje v obdelovanec. Pri varjenju z laserskim žarkom je možno razmerje med globino in širino do 10. Uporabljamo tako impulzne kot zvezne laserje, pri čemer prve uporabljamo za tanke materiale, druge pa večinoma za debele obdelovance do približno 25 mm. Stopnje moči so do 100 kW. Varjenje z laserskim žarkom ni najbolj primerno za optično zelo odbojne materiale. V procesu varjenja se lahko uporabljajo tudi plini. Metoda varjenja z laserskim žarkom je zelo primerna za avtomatizacijo in velikoserijsko proizvodnjo ter lahko nudi hitrost varjenja med 2,5 m/min in 80 m/min. Ena glavnih prednosti, ki jih ponuja ta varilna tehnika, je dostop do območij, kjer drugih tehnik ni mogoče uporabiti. Laserski žarki zlahka potujejo do tako težavnih območij. Vakuum kot pri varjenju z elektronskim žarkom ni potreben. Z varjenjem z laserskim žarkom je mogoče doseči zvare dobre kakovosti in trdnosti, majhnega krčenja, majhne deformacije in nizke poroznosti. Z laserskimi žarki je mogoče enostavno manipulirati in jih oblikovati z uporabo kablov iz optičnih vlaken. Tehnika je zato zelo primerna za varjenje natančnih hermetičnih sklopov, elektronskih paketov… itd.

 

 

 

Oglejmo si naše tehnike VARJENJA V TRDNEM PREVODNIKU. HLADNO VARJENJE (CW) je postopek, pri katerem se na dele, ki se spajajo, uporablja pritisk namesto toplote z uporabo matric ali valjev. Pri hladnem varjenju mora biti vsaj eden od parnih delov duktilen. Najboljše rezultate dosežemo z dvema podobnima materialoma. Če sta kovini, ki ju želimo spajati s hladnim varjenjem, različni, lahko dobimo šibke in krhke spoje. Metoda hladnega varjenja je zelo primerna za mehke, duktilne in majhne obdelovance, kot so električni priključki, toplotno občutljivi robovi posode, bimetalni trakovi za termostate ... itd. Ena različica hladnega varjenja je lepljenje z valji (ali varjenje z zvitki), kjer se pritisk izvaja skozi par valjev. Včasih izvajamo valjčno varjenje pri povišanih temperaturah za boljšo medfazno trdnost.

 

 

 

Drug postopek varjenja v trdnem stanju, ki ga uporabljamo, je ULTRAZVOČNO VARJENJE (USW), kjer so obdelovanci izpostavljeni statični normalni sili in nihajočim strižnim napetostim. Nihajoče strižne napetosti delujejo skozi konico pretvornika. Ultrazvočno varjenje uporablja nihanja s frekvencami od 10 do 75 kHz. Pri nekaterih aplikacijah, kot je varjenje šivov, kot konico uporabljamo vrtljivo varilno ploščo. Strižne napetosti, ki delujejo na obdelovance, povzročajo majhne plastične deformacije, razbijajo oksidne plasti, onesnaževalce in vodijo do lepljenja v trdnem stanju. Temperature pri ultrazvočnem varjenju so daleč pod temperaturami tališča kovin in ne pride do taljenja. Za nekovinske materiale, kot je plastika, pogosto uporabljamo postopek ultrazvočnega varjenja (USW). Vendar pa v termoplastih temperature dosežejo tališča.

 

 

 

Druga priljubljena tehnika, pri TORNEM VARJENJU (FRW), se toplota ustvarja s trenjem na vmesniku obdelovancev, ki jih je treba spojiti. Pri tornem varjenju enega od obdelovancev držimo pri miru, medtem ko drugega obdelovanca držimo v vpenjalu in vrtimo s konstantno hitrostjo. Obdelovanci se nato pod vplivom aksialne sile spravijo v stik. Površinska hitrost vrtenja pri tornem varjenju lahko v nekaterih primerih doseže 900 m/min. Po zadostnem medfaznem stiku se vrteči se obdelovanec nenadoma ustavi in osna sila se poveča. Zvarno območje je na splošno ozko območje. Tehnika tornega varjenja se lahko uporablja za spajanje polnih in cevastih delov iz različnih materialov. Na vmesniku v FRW se lahko razvije nekaj bliska, vendar se ta blisk lahko odstrani s sekundarno obdelavo ali brušenjem. Obstajajo različice postopka tornega varjenja. Na primer "vztrajnostno torno varjenje" vključuje vztrajnik, katerega rotacijska kinetična energija se uporablja za varjenje delov. Zvar je končan, ko se vztrajnik ustavi. Rotirajočo maso lahko spreminjamo in s tem rotacijsko kinetično energijo. Druga različica je "linearno torno varjenje", kjer se linearno izmenično gibanje vsili vsaj eni od komponent, ki jih je treba spojiti. Pri linearnem tornem varjenju ni nujno, da so deli okrogli, lahko so pravokotne, kvadratne ali druge oblike. Frekvence so lahko v desetinah Hz, amplitude v milimetrskem območju in tlaki v desetinah ali stotinah MPa. Končno je "varjenje s trenjem in mešanjem" nekoliko drugačno od drugih dveh, ki sta razložena zgoraj. Medtem ko se pri vztrajnostnem tornem varjenju in linearnem tornem varjenju segrevanje vmesnikov doseže s trenjem z drgnjenjem dveh kontaktnih površin, se pri metodi tornega mešanega varjenja tretje telo drgne ob obe površini, ki ju je treba spojiti. Vrtljivo orodje s premerom 5 do 6 mm se pripelje v stik s spojem. Temperature se lahko dvignejo na vrednosti med 503 in 533 Kelvini. Poteka segrevanje, mešanje in mešanje materiala v spoju. Varjenje s trenjem in mešanjem uporabljamo na različnih materialih, vključno z aluminijem, plastiko in kompoziti. Zvari so enotni in visoka kakovost z minimalnimi porami. Pri varjenju s trenjem in mešanjem ne nastajajo hlapi ali brizganje, postopek pa je dobro avtomatiziran.

 

 

 

UPOROVNO VARJENJE (RW): Toplota, potrebna za varjenje, nastane zaradi električnega upora med obema obdelovancema, ki ju je treba spojiti. Pri uporovnem varjenju se ne uporabljajo talila, zaščitni plini ali potrošne elektrode. Joulsko segrevanje poteka pri uporovnem varjenju in se lahko izrazi kot:

 

 

 

H = (kvadrat I) x R xtx K

 

 

 

H je proizvedena toplota v joulih (vatnih sekundah), I tok v Amperih, R upor v Ohmih, t je čas v sekundah, skozi katerega teče tok. Faktor K je manjši od 1 in predstavlja delež energije, ki se ne izgubi zaradi sevanja in prevodnosti. Tokovi pri uporovnem varjenju lahko dosežejo ravni do 100.000 A, vendar so napetosti običajno od 0,5 do 10 voltov. Elektrode so običajno izdelane iz bakrovih zlitin. Z uporovnim varjenjem lahko spajamo tako podobne kot tudi različne materiale. Za ta postopek obstaja več različic: "Uporovno točkovno varjenje" vključuje dve nasprotni okrogli elektrodi, ki se dotikata površin prekrivnega spoja obeh plošč. Pritisk se uporablja, dokler tok ni izklopljen. Zvar je običajno premera do 10 mm. Uporovno točkovno varjenje pušča rahlo razbarvane sledi vdolbin na zvarnih mestih. Točkovno varjenje je naša najbolj priljubljena tehnika uporovnega varjenja. Pri točkovnem varjenju se uporabljajo različne oblike elektrod, da se dosežejo zahtevna področja. Naša oprema za točkovno varjenje je krmiljena s CNC in ima več elektrod, ki jih je mogoče uporabljati hkrati. Druga različica "uporovnega varjenja" se izvaja s kolesnimi ali valjčnimi elektrodami, ki proizvajajo neprekinjene točkovne zvare, kadar tok doseže dovolj visoko raven v ciklu napajanja z izmeničnim tokom. Spoji, izdelani z uporovnim varjenjem, so neprepustni za tekočine in pline. Hitrosti varjenja okoli 1,5 m/min so običajne za tanke pločevine. Uporabite lahko intermitentne tokove, tako da se točkovni zvari izvedejo v želenih intervalih vzdolž šiva. Pri »uporovnem projekcijskem varjenju« vtisnemo eno ali več štrlin (vdolbinic) na eno od površin obdelovanca, ki ga varimo. Te projekcije so lahko okrogle ali ovalne. Na teh reliefnih mestih, ki pridejo v stik s spojnim delom, so dosežene visoke lokalne temperature. Elektrode izvajajo pritisk, da stisnejo te projekcije. Elektrode pri uporovnem projekcijskem varjenju imajo ravne konice in so vodno hlajene bakrove zlitine. Prednost uporovnega štrlečega varjenja je v naši zmožnosti več zvarov v eni potezi, s tem podaljšana življenjska doba elektrode, zmožnost varjenja pločevin različnih debelin, zmožnost varjenja matic in vijakov na pločevino. Pomanjkljivost uporovnega projekcijskega varjenja je dodaten strošek vtiskovanja vdolbin. Še ena tehnika, pri »flash welding« toplota nastaja iz obloka na koncih obeh obdelovancev, ko se začneta stikati. Ta metoda se lahko šteje tudi za obločno varjenje. Temperatura na vmesniku se dvigne in material se zmehča. Uporabi se aksialna sila in na zmehčanem območju nastane zvar. Po končanem bliskovnem varjenju lahko spoj obdelate za boljši videz. Kakovost zvarov, pridobljenih z bliskovnim varjenjem, je dobra. Moč je od 10 do 1500 kW. Flash varjenje je primerno za spajanje od roba do roba podobnih ali raznovrstnih kovin do premera 75 mm in plošč debeline od 0,2 mm do 25 mm. "Obločno varjenje čepov" je zelo podobno bliskovnemu varjenju. Čep, kot je sornik ali navojna palica, služi kot ena elektroda, medtem ko je spojen z obdelovancem, kot je plošča. Za koncentracijo ustvarjene toplote, preprečevanje oksidacije in zadrževanje staljene kovine v območju zvara je okoli spoja nameščen keramični obroč za enkratno uporabo. Nazadnje, »udarno varjenje«, še en postopek uporovnega varjenja, uporablja kondenzator za oskrbo z električno energijo. Pri udarnem varjenju se moč izprazni v milisekundah zelo hitro, pri čemer se na spoju razvije visoka lokalizirana toplota. Udarno varjenje pogosto uporabljamo v elektronski industriji, kjer se moramo izogibati segrevanju občutljivih elektronskih komponent v bližini spoja.

 

 

 

Tehnika, imenovana EKSPLOZIJSKO VARJENJE, vključuje detonacijo plasti eksploziva, ki se nanese na enega od obdelovancev, ki jih je treba spojiti. Zelo visok pritisk, ki deluje na obdelovanec, povzroči turbulentno in valovito ploskev in pride do mehanskega medsebojnega povezovanja. Trdnost spoja pri eksplozivnem varjenju je zelo visoka. Eksplozijsko varjenje je dobra metoda za oblaganje plošč z različnimi kovinami. Po oblogi lahko plošče zvaljamo v tanjše dele. Včasih uporabljamo eksplozivno varjenje za razširitev cevi, tako da se tesno prilegajo plošči.

 

 

 

Naša zadnja metoda v domeni polprevodniškega spajanja je DIFUZIJSKO LEPLJENJE ali DIFUZIJSKO VARJENJE (DFW), pri katerem se dober spoj doseže predvsem z difuzijo atomov čez mejno površino. K varjenju prispeva tudi nekaj plastične deformacije na vmesniku. Vključene temperature so okoli 0,5 Tm, kjer je Tm temperatura taljenja kovine. Trdnost spoja pri difuzijskem varjenju je odvisna od tlaka, temperature, kontaktnega časa in čistoče kontaktnih površin. Včasih na vmesniku uporabimo dodajne kovine. Toplota in tlak sta potrebna pri difuzijskem lepljenju in ju dovaja električni upor ali peč in lastne uteži, stiskalnica ali kaj drugega. Podobne in raznorodne kovine lahko spajamo z difuzijskim varjenjem. Proces je razmeroma počasen zaradi časa, ki je potreben za selitev atomov. DFW je mogoče avtomatizirati in se pogosto uporablja pri izdelavi kompleksnih delov za vesoljsko, elektronsko in medicinsko industrijo. Proizvedeni izdelki vključujejo ortopedske vsadke, senzorje, letalske strukturne elemente. Difuzijsko lepljenje je mogoče kombinirati s SUPERPLASTIČNIM OBLIKOVANJEM za izdelavo kompleksnih pločevinastih struktur. Izbrana mesta na ploščah so najprej difuzijsko zlepljena, nato pa se nevezana območja z zračnim pritiskom razširijo v kalup. Z uporabo te kombinacije metod se proizvajajo letalske in vesoljske strukture z visokim razmerjem med togostjo in težo. Kombinirani postopek difuzijskega varjenja/superplastičnega oblikovanja zmanjša število potrebnih delov z odpravo potrebe po pritrdilnih elementih, rezultat pa so zelo natančni deli z nizkimi napetostmi, ekonomično in s kratkimi dobavnimi časi.

 

 

 

SPAJKANJE: Tehnike trdega spajkanja in spajkanja vključujejo nižje temperature od tistih, ki so potrebne za varjenje. Vendar so temperature spajkanja višje od temperatur spajkanja. Pri spajkanju se med površine, ki jih je treba spojiti, namesti dodajna kovina, temperature pa se dvignejo na temperaturo taljenja dodajnega materiala nad 723 Kelvinov, vendar pod temperaturo taljenja obdelovancev. Staljena kovina zapolni tesno prilegajoč prostor med obdelovanci. Zaradi hlajenja in kasnejšega strjevanja kovine za polnjenje nastanejo močni spoji. Pri spajkanju se dodajna kovina nanese na spoj. Pri varjenju s trdim spajkanjem se uporablja precej več dodajnega materiala kot pri spajkanju. Oksiacetilenski gorilnik z oksidacijskim plamenom se uporablja za nanašanje dodajne kovine pri varjenju s spajkanjem. Zaradi nižjih temperatur pri spajkanju so težave na toplotno prizadetih območjih, kot so krivljenje in preostale napetosti, manjše. Čim manjša je reža pri spajkanju, večja je strižna trdnost spoja. Največja natezna trdnost pa je dosežena pri optimalni vrzeli (najvišja vrednost). Pod in nad to optimalno vrednostjo se natezna trdnost pri spajkanju zmanjša. Tipični razmiki pri spajkanju so lahko med 0,025 in 0,2 mm. Uporabljamo različne materiale za trdo spajkanje z različnimi oblikami, kot so nastavki, prah, obroči, žice, trakovi ... itd. in jih lahko izdela posebej za vaš dizajn ali geometrijo izdelka. Prav tako določimo vsebnost materialov za trdo spajkanje glede na vaše osnovne materiale in uporabo. Pri spajkanju pogosto uporabljamo talila, da odstranimo neželene oksidne plasti in preprečimo oksidacijo. Da bi se izognili kasnejši koroziji, se talila običajno odstranijo po spajanju. AGS-TECH Inc. uporablja različne metode trdega spajkanja, vključno z:

 

- Spajkanje gorilnika

 

- Spajkanje v peči

 

- Indukcijsko spajkanje

 

- Odporno spajkanje

 

- Spajkanje po potopu

 

- Infrardeče spajkanje

 

- Difuzijsko spajkanje

 

- Visokoenergijski žarek

 

Naši najpogostejši primeri spajkanih spojev so izdelani iz različnih kovin z dobro trdnostjo, kot so karbidni svedri, vložki, optoelektronski hermetični paketi, tesnila.

 

 

 

SPAJKANJE: To je ena naših najpogosteje uporabljenih tehnik, pri kateri spajka (dodajna kovina) zapolni spoj kot pri trdem spajkanju med tesno prilegajočimi komponentami. Naše spajke imajo tališče pod 723 Kelvinov. V proizvodnih operacijah uporabljamo ročno in avtomatsko spajkanje. V primerjavi s spajkanjem so temperature spajkanja nižje. Spajkanje ni zelo primerno za uporabo pri visokih temperaturah ali visoki trdnosti. Za spajkanje poleg drugih uporabljamo brezsvinčene spajke, kot tudi kositrno-svinčeve, kositer-cink, svinčeno-srebrne, kadmij-srebrove, cink-aluminijeve zlitine. Kot talila pri spajkanju se uporabljajo tako nerjavne smole kot tudi anorganske kisline in soli. Za spajkanje kovin z nizko sposobnostjo spajkanja uporabljamo posebna talila. Pri aplikacijah, kjer moramo spajkati keramične materiale, steklo ali grafit, dele najprej obložimo z ustrezno kovino za večjo spajkalnost. Naše priljubljene tehnike spajkanja so:

 

- Reflow ali spajkanje s pasto

 

-Valno spajkanje

 

- Spajkanje v peči

 

- Spajkanje z gorilnikom

 

- Indukcijsko spajkanje

 

- Spajkanje železa

 

-Odporno spajkanje

 

- Potopno spajkanje

 

- Ultrazvočno spajkanje

 

- Infrardeče spajkanje

 

Ultrazvočno spajkanje nam ponuja edinstveno prednost, saj odpade potreba po talilih zaradi ultrazvočnega kavitacijskega učinka, ki odstrani oksidne filme s površin, ki jih spajamo. Reflow in Wave spajkanje sta naši industrijsko izjemni tehniki za visokoserijsko proizvodnjo v elektroniki in ju je zato vredno podrobneje razložiti. Pri reflow spajkanju uporabljamo poltrdne paste, ki vsebujejo delce spajkalne kovine. Pasta se nanese na spoj s postopkom presejanja ali šabloniranja. Pri tiskanih vezjih (PCB) pogosto uporabljamo to tehniko. Ko so električne komponente nameščene na te blazinice iz paste, površinska napetost ohranja poravnane pakete za površinsko montažo. Po namestitvi komponent sestav segrejemo v peči, da se izvede spajkanje reflow. Med tem postopkom topila v pasti izhlapijo, fluks v pasti se aktivira, komponente se predhodno segrejejo, delci spajke se stopijo in zmočijo spoj, na koncu pa se sklop PCB počasi ohladi. Naša druga priljubljena tehnika za velikoserijsko proizvodnjo PCB plošč, in sicer valovito spajkanje, temelji na dejstvu, da staljene spajke zmočijo kovinske površine in tvorijo dobre vezi samo, ko je kovina predhodno segreta. Stoječi laminarni val staljene spajke najprej ustvari črpalka, nato pa se predgreti in pretočeni PCB-ji prenašajo po valu. Spajka zmoči samo izpostavljene kovinske površine, ne zmoči pa polimernih ohišij IC ali s polimerom prevlečenih vezij. Visokohitrostni curek vroče vode odpihne odvečno spajko iz spoja in prepreči premostitev med sosednjimi vodniki. Pri valovnem spajkanju paketov za površinsko montažo jih najprej z lepilom prilepimo na vezje pred spajkanjem. Spet se uporablja presejanje in šablona, toda tokrat za epoksi. Ko so komponente nameščene na njihova pravilna mesta, se epoksi strdi, plošče se obrnejo in izvede se valovito spajkanje.