El desarrollo activo de métodos de soldadura térmica de metales de alta tecnología eclipsa los métodos de procesamiento alternativos. Al mismo tiempo, existen técnicas bastante valiosas de la deformación en frío más antigua de los productos plásticos. La soldadura en seco es uno de estos métodos. Para el metal, en particular, se aplica deformación direccional con tensión interna creciente. En este proceso, se puede utilizar una variedad de agentes activos, herramientas y consumibles.
Descripción general de la tecnología
La soldadura en seco es uno de los tipos de soldadura en frío en fase sólida, en la que se producen importantes procesos de deformación con un ligero grado de localización de la estructura de trabajo. Una diferencia importante de esta técnica es la alta presión que se aplica para llevar a cabo los procesos de deformación. Comparado conmétodos básicos de soldadura térmica en caliente, esta tecnología permite realizar la operación a temperaturas normales o incluso negativas. La foto de arriba de soldadura en seco para metal bajo presión muestra el resultado de dicho trabajo en condiciones de temperatura por debajo del grado de recristalización. La dirección principal de esta tecnología es el impacto mecánico en el material, como resultado de lo cual se forma una conexión entre dos o más piezas de trabajo.
Proceso de soldadura paso a paso
La tecnología de soldadura en seco estándar se realiza de acuerdo con las siguientes instrucciones:
- Se realiza extrusión plástica de metal, afectando la estructura profunda. En esta operación se utilizan unidades especiales para asegurar el proceso de deformación.
- Después del final de la acción de deformación, se forma el contacto de las capas profundas del metal.
- Se está formando una estructura monocristalina. El tiempo de ejecución de la soldadura en seco para metal en este punto se puede calcular en fracciones de segundo, lo que conduce a la ausencia de interacción volumétrica entre las piezas.
- El tratamiento superficial externo especial se lleva a cabo con compuestos protectores y de refuerzo, incluidos aquellos con efecto anticorrosivo y el efecto de aliviar el estrés interno.
Principales características del proceso
Los parámetros de la operación, por un lado, reflejan la magnitud del impacto físico en la pieza y, por otro, la calidad de la conexión. A las características primarias de ambos espectrosincluir lo siguiente:
- Profundidad de sangría. Por lo general, se usa un punzón para la deformación, una herramienta de presión, por lo que cambia la forma de la pieza. Asimismo, esta característica de la soldadura en seco para metal se puede asignar como un grado de plasticidad que, dependiendo del material, puede permitir un coeficiente de entrada en la estructura del 10-15% (indio) al 85-90% (cobre, níquel).
- Acción de compresión. Se expresa en términos de fuerza de compresión y cortante, que se calcula a partir de la fuerza tangencial. Este no es un indicador directo de cambio estructural, sino una característica que determina el desplazamiento potencial de las superficies a unir.
- La capacidad de soldar. Depende de la resistencia compleja de la estructura metálica en relación a los efectos mecánicos de la soldadura en seco. Los más accesibles para este tipo de operaciones son los productos hechos de cobre, aluminio, plata, cadmio, etc. A medida que aumenta la dureza, disminuye la capacidad de soldar.
Tipos de soldadura en seco
Básicamente, los métodos se distinguen por el tipo de compuesto formado, así como durante la exposición térmica. Puede ser soldadura a tope, por puntos y por costura. Menos comunes son las técnicas de unión por cizallamiento y alta presión. Al realizar la soldadura por puntos, se utilizan punzones cilíndricos como herramienta, y con una técnica de costura, se utilizan elementos de rodillos. Ambos métodos se caracterizan por una alta productividad, pero como resultado dan costuras bastante ásperas y exteriormente poco atractivas. La soldadura en seco a tope para metal implicael uso de presiones especiales, así como la implementación de muescas para evitar el deslizamiento de la pieza. Las ventajas del método incluyen la capacidad de trabajar con piezas sólidas y, en principio, el uso de alta presión, lo que aumenta el poder de la fuerza de deformación. Por otro lado, debido a la necesidad de muescas, la apariencia del producto puede deteriorarse incluso en lugares fuera del área de trabajo.
Preparación de la pieza de trabajo para el trabajo
El principal problema en la preparación de materiales para soldadura en seco se debe a la necesidad de eliminar cuidadosamente las películas orgánicas y adsorbidas. Estos pueden ser rastros de aceite y grasa, así como recubrimientos de ácido y parafina, que a menudo se aplican para preservar y apoyar otros procesos tecnológicos en la fábrica. Para eliminar dichas capas, se utilizan productos que contienen alcohol y gasolina, solventes y productos químicos especiales para el procesamiento de metales. Además, la instrucción para la soldadura en seco de metal implica las siguientes operaciones preparatorias:
- Limpieza de superficies con cepillos abrasivos de acero.
- En el caso de las piezas en bruto de aluminio, la calcinación se utiliza a temperaturas que oscilan entre 300 y 400 °C.
- Recubrimiento del producto con una fina capa de cromo o níquel galvanizado.
- Si estamos hablando de conductores con aislamiento, todas las capas protectoras externas se eliminan con una pequeña captura del área que no funciona.
Parámetros de los modos de soldadura
Entre los principales parámetros de este tipo de soldadura se encuentran el voladizopiezas de la abrazadera, presión específica, grosor del punzón, etc. Por ejemplo, el indicador de presión se selecciona en función de las características físicas y mecánicas de la pieza de trabajo objetivo. Así, el aluminio se suelda a 800 MN/m2, y las piezas de cobre a 2500 MN/m2. En cuanto a la salida de la pieza de trabajo del mecanismo de sujeción, en este caso todo es individual. Por ejemplo, para varillas de aluminio de longitud d, el voladizo será de 1,2 d, y para cobre, de 1,5 d. Los coeficientes pueden variar dependiendo de la forma de la pieza. Al evaluar los parámetros adecuados, se presta especial atención a las dimensiones de los punzones que realizan directamente la soldadura en seco. Para metales como el mismo cobre y aluminio, las características del mecanismo de prensado se calculan en base a que la carga aplicada debe ser de 600 MPa a 2000 MPa. Los parámetros dimensionales se ajustan a la masa de la estructura, y la forma y el diseño se ajustan a los parámetros del producto.
Realizar soldadura en seco
Con la ayuda de un equipo de prensado especial, la operación se realiza en el siguiente orden:
- Las abrazaderas se fijan según el tamaño de las piezas a soldar.
- Se suministra aire comprimido a la máquina para proporcionar la presión deseada a través del compresor.
- La unidad funcional se pone en estado activo, cuya fuerza se utiliza para realizar la deformación.
- Inmediatamente antes de la producción de soldadura en seco para metal, las instrucciones para el uso de la tecnología indican la necesidad de tratar las piezas con acetona o alcohol.
- Se está realizando la soldadura de las varillas ciegas y el recorte del reborde (exceso de metal en la unión, encantado cuando se extruye).
- Los elementos soldados se sueltan de las abrazaderas.
- El mecanismo móvil vuelve a su posición original, los pestillos se aflojan.
A lo largo de todo el flujo de trabajo, el operador interactúa con la funcionalidad de la máquina a través de manijas, palancas de control y alimentadores. En los modelos modernos de equipos para soldadura en seco, también se proporcionan medios electrónicos para controlar la operación, con la ayuda de los cuales se organiza el modo en línea de procesamiento de piezas.
Ventajas de la soldadura en seco
Eliminar la necesidad de calentar las piezas a alta temperatura es la principal ventaja de esta tecnología en comparación con los tipos de soldadura electroquímica. Esto elimina el uso de poderosas fuentes de energía, eliminando un elemento de costo significativo. En el mismo grupo de ventajas, se puede notar una disminución en la probabilidad de obstrucción electroquímica, de la cual, con métodos térmicos, es necesario proteger las piezas de trabajo con medios gaseosos y fundente. Además, dependiendo de la complejidad de la tarea y las condiciones de trabajo, existen otras ventajas de la soldadura en seco para metal:
- Alto rendimiento con poca inversión de tiempo.
- Conjunto mínimo de accesorios y consumibles.
- Posibilidad de automatización de procesos.
- El operador no tiene que ser un soldador altamente calificado.
- Los requisitos para el posprocesamiento de piezas son mínimos.
Desventajas de la soldadura en seco
Con todas las ventajas, esta tecnología no está tan extendida en comparación con la soldadura en caliente, lo que se explica por las severas limitaciones en cuanto a la aceptabilidad del método para metales y aleaciones con baja ductilidad. Se pueden procesar principalmente metales puros y no ferrosos. Pero incluso en este caso, no siempre es posible contar con un resultado de alta calidad. Además, las principales desventajas tecnológicas de la soldadura en seco para metales altamente dúctiles están asociadas a la deformación de la estructura interna, lo que puede afectar negativamente el funcionamiento futuro del producto. En general, podemos decir que la tecnología es conveniente y de bajo costo, pero no universal y más bien altamente especializada.
Conclusión
Los métodos de soldadura en frío tienen diferencias fundamentales con la tecnología térmica de unión de piezas en bruto de metal. Están relacionados con la naturaleza del impacto en la estructura del material y las condiciones de la organización técnica del proceso. Como muestran las revisiones de soldadura en seco para metal, este método funciona bien en el trabajo con consumibles eléctricos, piezas pequeñas en la industria eléctrica, etc. Estamos hablando principalmente de conductores y pequeños elementos estampados. Cuando se trata de estructuras metálicas, tuberías de gran tamaño y láminas de acero inoxidable, se debe confiar en el flujo de trabajo con soldadura a alta temperatura. Cambiar la estructura debido a la deformación en tales casos será ineficaz.
