Proses teknologi mencipta sambungan kekal bahan homogen akibat pembentukan ikatan atom dipanggil kimpalan. Dalam kes ini, pada titik sentuhan, gabungan padat dua bahan menjadi satu berlaku. Walaupun hakikat bahawa sambungan sedemikian telah digunakan untuk masa yang lama, kimpalan logam moden, jenis dan teknologi pelaksanaannya sentiasa dipertingkatkan, yang memungkinkan untuk menyertai pelbagai produk dengan peningkatan kebolehpercayaan dan kualiti.
Ciri-ciri kimpalan permukaan
Seluruh proses kimpalan logam berjalan dalam dua peringkat. Pertama, permukaan bahan mesti didekatkan antara satu sama lain dengan jarak daya kohesi interatomik. Pada suhu bilik, logam standard tidak boleh bercantum walaupun dimampatkan dengan daya yang ketara. Sebab untuk ini adalah kekerasan fizikal mereka, jadi sentuhan apabila menghampiri bahan tersebut hanya berlaku pada beberapa titik, tanpa mengira kualiti rawatan permukaan. Pencemaran permukaan yang menjejaskan dengan ketara kemungkinan lekatan bahan, kerana filem, oksida dan lapisan atom bendasing sentiasa ada dalam keadaan semula jadi.
Oleh itu, mewujudkan sentuhan antara tepi bahagianboleh dicapai sama ada disebabkan ubah bentuk plastik yang berlaku akibat tekanan yang dikenakan, atau dalam kes pencairan bahan.
Pada peringkat kimpalan logam seterusnya, resapan elektron dijalankan antara atom-atom permukaan yang bercantum. Oleh itu, antara muka antara tepi hilang dan sama ada ikatan atom logam, atau ikatan ionik dan kovalen (dalam kes semikonduktor atau dielektrik) diperolehi.
Pengkelasan jenis kimpalan
Teknologi kimpalan sentiasa bertambah baik dan menjadi lebih pelbagai. Sehingga kini, terdapat kira-kira 20 jenis kimpalan logam, yang dikelaskan kepada tiga kumpulan:
- Kimpalan tekanan dijalankan dengan penggunaan tenaga mekanikal, apabila ikatan antara kristal diperoleh dengan kaedah ubah bentuk plastik bahan. Akibatnya, logam mula mengalir, bergerak di sepanjang garis penyambung bahagian, mengambil bersamanya lapisan kekotoran yang tercemar. Proses ubah bentuk dan sambungan permukaan tanpa pemanasan awal dipanggil kimpalan sejuk untuk logam. Dalam kes ini, ikatan antara atom terbentuk, yang membawa kepada dok bahagian yang ketat.
- Kimpalan gabungan dijalankan dengan menyambungkan produk tanpa menggunakan tekanan. Sumber haba dalam kimpalan logam tersebut ialah nyalaan gas, arka elektrik, tenaga jenis rasuk. Semasa mengimpal, permukaan menjadi panas dan cair, membentuk ikatan interatomik antara dua logam dan elektrod, bersatu menjadi kolam kimpalan biasa. Selepas penyejukan dan pemejalan komposisi, pelakon berterusanjahitan.
- Kimpalan termomekanikal logam dijalankan menggunakan haba dan tekanan. Tempat penyambungan bahan terlebih dahulu dipanaskan dan kemudian ditekan. Memanaskan bahagian memberikan keplastikan yang diperlukan, dan tindakan mekanikal menggabungkan bahagian produk menjadi sambungan monolitik.
Kimpalan gabungan
Kimpalan jenis ini digunakan secara meluas dalam keadaan industri dan dalam kehidupan seharian. Cantuman gabungan logam termasuk:
- Kimpalan arka. Ia dihasilkan dengan mencipta arka elektrik suhu tinggi antara logam dan elektrod.
- Dalam ikatan plasma, sumber haba ialah gas terion yang melepasi pada kelajuan tinggi melalui arka elektrik.
- Kimpalan sanga dilakukan dengan memanaskan fluks cair (slag) dengan arus elektrik.
- Ikatan laser berlaku dengan memproses permukaan logam dengan pancaran laser.
- Dalam kimpalan rasuk elektron, sambungan dipanaskan oleh tenaga kinetik elektron yang bergerak dalam vakum di bawah pengaruh medan elektrik.
- Kimpalan gas logam adalah berdasarkan pemanasan titik sambungan dengan aliran api, yang terbentuk semasa pembakaran oksigen dan gas.
Sendi kimpalan arka
Kimpalan arka melibatkan penggunaan sumber arus dengan nilai nominal yang besar, manakala mesin mempunyai voltan yang kecil. Transformer disambungkan serentak kepada logambahan kerja dan elektrod kimpalan.
Hasil daripada kimpalan logam dengan elektrod, arka elektrik terbentuk, yang menyebabkan tepi bahan kerja yang hendak dicantumkan cair. Di zon tindakan arka, suhu kira-kira lima ribu darjah dicipta. Pemanasan sedemikian cukup untuk mencairkan sebarang logam.
Semasa mencairkan logam bahagian yang hendak dicantumkan dan elektrod, kolam kimpalan terbentuk, di mana semua proses lekatan berlaku. Sanga naik ke permukaan komposisi cair dan membentuk filem pelindung khas. Dalam proses kimpalan arka logam, dua jenis elektrod digunakan:
- tidak cair;
- meleleh.
Apabila menggunakan elektrod yang tidak boleh digunakan, adalah perlu untuk memasukkan wayar khas ke dalam kawasan arka elektrik. Kimpalan elektrod boleh guna terbentuk secara bebas. Aditif khas ditambah kepada komposisi elektrod tersebut, yang tidak membenarkan arka keluar dan meningkatkan kestabilannya. Ini mungkin unsur dengan tahap pengionan yang tinggi (kalium, natrium).
Kaedah sambungan arka
Kimpalan arka dijalankan dalam tiga cara:
- Kaedah manual. Dalam kes ini, semua langkah penyambungan dilakukan secara manual, menggunakan kimpalan arka elektrik ringkas.
- Lebih produktif ialah kimpalan logam separa automatik. Dengan kaedah ini, kimpalan dibuat secara manual dan wayar pengisi disuap secara automatik.
- Kimpalan automatik diseliaoperator, dan semua kerja dilakukan oleh mesin kimpalan.
Teknologi kimpalan gas
Kimpalan jenis ini membolehkan anda menyambungkan pelbagai struktur logam bukan sahaja di perusahaan perindustrian, tetapi juga di rumah. Teknologi kimpalan logam tidak begitu rumit, campuran gas semasa pembakaran mencairkan tepi permukaan, yang dipenuhi dengan wayar pengisi. Apabila menyejukkan, jahitannya menghablur dan menghasilkan sambungan bahan yang kuat dan boleh dipercayai.
Kimpalan gas mempunyai banyak aspek positif:
- Keupayaan untuk menyambungkan pelbagai bahagian di luar talian. Selain itu, kerja ini tidak memerlukan sumber tenaga yang berkuasa.
- Peralatan kimpalan gas yang ringkas dan boleh dipercayai mudah diangkut.
- Keupayaan untuk menjalankan proses kimpalan boleh laras, kerana mudah untuk menukar sudut api dan kelajuan pemanasan permukaan secara manual.
Tetapi terdapat juga kelemahan menggunakan peralatan tersebut:
- Kawasan yang dipanaskan mempunyai kawasan yang besar, yang memberi kesan negatif kepada unsur jiran bahagian tersebut.
- Ketidakupayaan untuk mengautomasikan proses kimpalan.
- Keperluan untuk mematuhi langkah keselamatan dengan ketat. Bekerja dengan campuran gas mempunyai tahap bahaya letupan yang tinggi.
- Ketebalan logam untuk sambungan berkualiti hendaklah tidak lebih daripada 5 mm.
Sangakimpalan
Jenis sambungan ini dianggap sebagai cara asas baharu untuk mendapatkan kimpalan. Permukaan bahagian yang hendak dikimpal ditutup dengan sanga, yang dipanaskan pada suhu melebihi lebur wayar dan logam asas.
Pada peringkat awal, kimpalan adalah serupa dengan kimpalan arka tenggelam. Kemudian, selepas pembentukan kolam kimpalan sanga cecair, arka berhenti terbakar. Peleburan lanjut bahagian tepi dilakukan disebabkan oleh haba yang dibebaskan semasa aliran arus. Ciri kimpalan logam jenis ini ialah produktiviti proses yang tinggi dan kualiti kimpalan.
Sendi kimpalan tekanan
Pencantuman permukaan logam melalui ubah bentuk mekanikal paling kerap dilakukan dalam pengeluaran perindustrian, kerana teknologi ini memerlukan peralatan yang mahal.
Untuk kimpalan tekanan termasuk:
- Pelabuhan ultrasonik bahagian logam. Dilakukan oleh getaran frekuensi ultrasonik.
- Kimpalan sejuk. Ia dijalankan berdasarkan sambungan interatomik dua bahagian dengan mencipta tekanan yang besar.
- Kaedah Forge-forge. Dikenali sejak zaman dahulu. Bahan dipanaskan dalam relau dan kemudian dikimpal dengan penempaan mekanikal atau manual.
- Kimpalan tekanan gas. Sangat serupa dengan kaedah tukang besi, hanya peralatan gas digunakan untuk memanaskan.
- Hubungi sambungan elektrik. Ia dianggap sebagai salah satu jenis yang paling popular. Dengan kimpalan sedemikian, pemanasan logam dijalankan dengan mengalirkan arus elektrik melaluinya.
- Dalam kimpalan resapan, daya tekanan pada logam adalah rendah, tetapi suhu pemanasan tinggi sambungan diperlukan.
Kimpalan titik
Permukaan yang hendak dicantumkan dalam kimpalan tersebut adalah di antara dua elektrod. Di bawah tindakan akhbar, elektrod memampatkan bahagian, selepas itu voltan digunakan. Tapak kimpalan dipanaskan oleh laluan arus. Diameter tempat kimpalan bergantung sepenuhnya pada saiz pad sentuhan elektrod.
Bergantung pada cara elektrod terletak berhubung dengan bahagian yang hendak dicantum, kimpalan sesentuh boleh menjadi satu sisi atau dua belah.
Terdapat banyak jenis kimpalan rintangan yang berfungsi pada prinsip yang sama. Ini termasuk: kimpalan punggung, kimpalan jahitan, kimpalan kapasitor.
Keselamatan
Bekerja dengan peralatan kimpalan dikaitkan dengan banyak faktor berbahaya kepada kesihatan pengendali. Suhu tinggi, persekitaran meletup dan asap kimia berbahaya memerlukan seseorang mematuhi langkah keselamatan dengan ketat:
- Semua peralatan dan peranti elektrik mesti dibumikan dan berpenebat dengan betul.
- Anda perlu bekerja dalam pakaian kering dan sarung tangan. Untuk melindungi kulit muka dan mata, pastikan anda menggunakan topeng dengan kaca gelap.
- Pet pertolongan cemas dan alat pemadam api mesti ada di tempat kerja pengimpal.
- Bilik tempat kerja kimpalan dijalankan mestilah mempunyai pengudaraan yang baik.
- Kerja tidak boleh dilakukan berdekatan dengan objek mudah terbakar.
- Jangan tinggalkan botol gas tanpa pengawasan.
Terdapat sejumlah besar jenis kimpalan logam, yang mana pengimpal memutuskan untuk memilih, berdasarkan ketersediaan peralatan dan keupayaan untuk mencapai hasil kerja yang diinginkan. Jurukimpal mesti mengetahui peranti dan prinsip kerja pada peralatan tertentu.
