Princípio da máquina de soldadura a frio: Explicação e análise

Já alguma vez se perguntou como é que podemos reparar superfícies metálicas sem gerar calor intenso? Este artigo analisa os princípios fascinantes das máquinas de soldadura a frio, que utilizam a deposição de faíscas eléctricas para unir metais com o mínimo de calor. Ao continuar a ler, irá descobrir como esta tecnologia inovadora pode evitar a deformação e melhorar a durabilidade dos moldes, poupando tempo e custos no fabrico. Prepare-se para explorar a ciência por trás de uma técnica que combina alta precisão com praticidade.

Índice

Electro Spark Deposition (ESD) é o termo internacional para a máquina de soldadura a frio, que foi desenvolvida por antigos peritos soviéticos através da investigação dos princípios do circuito de Electro Discharge Machining.

O seu principal objetivo é revestir superfícies de moldes/metais com materiais de elevada dureza, como o carboneto de tungsténio, para melhorar a resistência ao desgaste, a resistência ao calor, a antiaderência e outras propriedades.

Inicialmente, a espessura máxima de revestimento da máquina era apenas de cerca de 30μm, pelo que não podia satisfazer as necessidades de reparação.

Após extensa investigação e desenvolvimento, a sua potência de saída foi melhorada, e a estrutura da pistola de soldadura e a composição do vareta de soldadura material foram melhorados.

Em resposta ao anterior elétrodo de vibração dianteira-traseira, foi utilizado um elétrodo rotativo e foi utilizada a proteção de árgon para evitar a oxidação e a nitretação do metal fundido, conseguindo uma soldadura de reparação contínua em várias camadas, melhorando a reparação espessura de soldadurae a sua introdução no mercado como máquina de reparação de moldes/metal.

Para os fabricantes de moldes de injeção sem departamentos de fabrico de moldes, se a métodos de soldadura são utilizados para reparar moldes quando aparecem rebarbas nos produtos moldados, os moldes deformam-se ou até racham devido ao calor gerado.

Se não houver equipamento como EDM ou fresadoras para cortar o excesso de metal de solda, apenas custos de reparação elevados podem ser pagos para confiar a reparação ao fabricante do molde. Durante o período de reparação, o tempo de paragem da máquina causará atrasos na entrega.

Pelo contrário, se a reparação de bolor da nossa empresa máquina de soldadura a frio é utilizado para a reparação, não haverá deformação, borda cortante e outros defeitos, e o molde pode ser facilmente reparado.

O excesso de metal de solda pode ser controlado para alguns fios. Não são necessárias máquinas especiais de maquinagem de precisão, apenas pequenas máquinas de polir, rebarbadoras, limas, pedras de óleo e outras ferramentas para maquinagem manual de precisão.

Os fabricantes de moldes de injeção podem facilmente reparar a superfície de corte do molde onde aparecem rebarbas, o que poupa tempo e é económico.

Introdução à máquina de soldadura a frio para reparação de moldes de fabrico próprio:

1. Princípio de funcionamento:

O princípio da máquina de soldadura a frio para reparação de moldes é utilizar um condensador carregado para descarregar com um período de 10^-3 a 10^-1 segundos e um tempo ultra-curto de 10^-6 a 10^-5 segundos.

O material do elétrodo e a parte de contacto do molde será aquecida a 8000-12000°C, e o metal fundido em estado de plasma passará para a camada superficial da peça de trabalho de uma forma metalúrgica.

A figura 1 mostra um diagrama esquemático e várias características de (soldadura, revestimento). A área A é o revestimento ou a camada de soldadura que é soldada à superfície da peça de trabalho.

Devido ao efeito de liga entre ele e o material de base, difunde-se e infiltra-se no interior da peça de trabalho, formando uma camada de difusão B e obtendo uma ligação de alta resistência.

2. Obtenção de soldadura a frio (baixa entrada de calor):

Porque é que a soldadura a frio pode ser conseguida? Como mostra a Figura 2, o tempo de descarga (Pt) é extremamente curto comparado com o tempo de intervalo (It) até à próxima descarga, e a máquina tem tempo de paragem relativo suficiente.

O calor difundir-se-á através da base do molde para o exterior, pelo que não haverá acumulação de calor na parte processada do molde.

Embora o aumento da temperatura do molde se mantenha quase à temperatura ambiente, devido à fusão instantânea, a temperatura na ponta do elétrodo pode atingir cerca de 1000°C.

3. Elevada força de ligação:

Ao utilizar a máquina de soldadura a frio para reparação de moldes para soldadura de reparação, uma vez que a entrada de calor é baixa, porque é que a força de ligação continua a ser muito elevada?

Isto porque a vareta de soldadura produz gotículas de metal instantaneamente, transita para a parte de contacto do metal do material de base e, ao mesmo tempo, devido ao efeito de alta temperatura do arco de plasmaNa superfície profunda, forma-se uma forte camada de difusão, como raízes (como indicado por B na Figura 1). Apresenta uma elevada capacidade de ligação e não cai.

A figura 3 é um diagrama esquemático do princípio de processamento:

4. Características da máquina de soldadura a frio para reparação de moldes:

Obtém-se uma verdadeira soldadura a frio e a peça de trabalho não precisa de ser pré-aquecida ou isolada durante o processo de reparação. Não há entrada de calor durante o processo de soldadura instantânea. processo de soldaduraAssim, a peça de trabalho não se deforma, não recoze, não trinca a aresta, não apresenta tensões residuais e não altera o estado da estrutura metálica da peça de trabalho.

Elevada força de ligação para soldadura de reparação. Uma vez que a vareta de soldadura é ionizada pelo arco instantaneamente e transferida para a peça de trabalho em contacto com ela, a força de ligação é elevada e não cai.

Elevada precisão de reparação. A espessura do revestimento pode variar entre alguns micrómetros e vários milímetros, sendo apenas necessário o polimento. Também pode ser maquinado por torneamento, fresagem, aplainamento, retificação, galvanoplastia, etc.

Utilização multifuncional. Pode desempenhar funções como a soldadura de reparação e o reforço de superfícies.

Elevada praticidade económica. Pode ser reparado online no local, melhora a eficiência da produção, poupa tempo e custos. Também é fácil de utilizar. Qualquer pessoa pode operá-lo após um curto período de formação.

Vasta gama de substratos aplicáveis, incluindo vários tipos de aço para moldes, aço inoxidável, aço para ferramentas e ferro fundido, alumínio fundidoliga de alumínio, liga de cobre, liga de níquel e todos os condutores condutores.

Bom desempenho ambiental, sem ruído, poeira, líquido residual, luz forte ou odor.

Mesmo que a camada de soldadura reparada esteja desgastada, pode ser reparada várias vezes no mesmo local.

A utilização de gases inertes, como o árgon, para proteção, permite obter camadas de soldadura de elevada qualidade.

Uma vez que é utilizada uma haste de soldadura rotativa, não haverá fenómeno de fio colado. É fácil de operar e pode obter camadas de solda de alta qualidade, e o excesso de metal de solda pode ser controlado para uma pequena quantidade, poupando assim tempo de maquinação de precisão.

O princípio da máquina de reparação de soldadura por faísca:

A máquina de reparação de soldadura por faísca da nossa empresa adopta a tecnologia alemã avançada de reparação e reforço de soldadura a frio. Utiliza o princípio de descarga de faísca eléctrica de alta frequência para realizar a soldadura sem calor na peça de trabalho para reparar defeitos de superfície e desgaste de peças de metal, garantindo a integridade da peça de trabalho.

Também pode utilizar a função de reforço do máquina de soldar por faísca para efetuar um tratamento de reforço na peça de trabalho, obtendo resistência ao desgaste, resistência ao calor, resistência à corrosão, etc.

Depois de a peça de metal ser reparada pela máquina de reparação de soldadura por faísca, não se deforma, não recoze, tem uma elevada resistência à soldadurae é resistente ao desgaste. Pode ser testado por metalografia, resistência à tração e testes de dureza.

A combinação metalúrgica do material de soldadura e do substrato garante a firmeza da soldadura. Compensa as insuficiências dos soldadura por arco de árgon e soldadura eléctrica.

A máquina de soldar por faísca pode ser utilizada para soldar peças estreitas, peças com cavidades profundas e materiais extremamente duros sem fissuras ou buracos de areia, nem causa deformação ou fenómeno côncavo à volta da poça de fusão da peça de trabalho.

A máquina de soldar por faísca utiliza proteção de gás árgon, e a área soldada não oxida nem fica azul. Utilizando um microscópio para observar a operação, até as peças mais pequenas são claras à primeira vista.

Após a soldadura, a superfície pode ser polida como um espelho, adequada para a soldadura e reparação de reforço de vários materiais.

O ponto de soldadura da máquina de soldar por faísca pode ser ajustado de 0,2 mm a 2,0 mm, e pode soldar chapas metálicas tão finas como 0,2 mm sem romper a chapa, e a soldadura é uniforme e bonita.

A máquina de reparação por soldadura por faísca é uma ferramenta de reparação e reforço indispensável para todos os processos de transformação, fabrico, manutenção e tratamento de superfície empresas.

Ao mesmo tempo, a máquina de soldar por faísca é também uma boa ajuda para os indivíduos envolvidos na indústria de reparação especial enriquecerem rapidamente.

Desvantagens da reparação tradicional:

Após a reparação tradicional, a peça de trabalho pode deformar-se, reduzir a sua dureza, apresentar orifícios de areia, locais recozimentoA maioria dos casos é de fissuras, buracos, desgaste, riscos, bordos cortados ou força de ligação insuficiente, danos por tensão interna e até sucata. As perdas resultantes em mão de obra, recursos materiais e recursos financeiros não podem ser calculadas.

Características da máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas:

  1. Não recozimento e deformação do molde/peça de trabalho: Não é necessário pré-aquecimento para o molde e não há entrada de calor durante o processo instantâneo de soldadura em pilha, pelo que não há deformação, corte inferior, tensão residual, recozimento local e nenhuma alteração na organização do molde ou do produto metálico.
  2. Elevada força de soldadura: Penetra totalmente na superfície do material do molde, produzindo uma força de ligação forte.
  3. Elevada precisão de reparação: A espessura da soldadura da pilha varia entre alguns microns e vários milímetros, e pode ser polida e reparada sem diferença de cor.
  4. Multi-funcional: Pode executar funções de soldadura em pilha e de reforço de superfícies.
  5. Proteção do ambiente: Não há poluição durante o processo de trabalho.
  6. Fácil de utilizar: Qualquer pessoa pode utilizá-lo facilmente, e a soldadura em pilha pode ser efectuada em áreas difíceis de soldar. Ajustando a potência de descarga e a frequência com o regulador, é possível obter a espessura e a suavidade necessárias da soldadura por pilha e do reforço.
  7. Económico e prático: Reparação imediata no local, melhorando a eficiência da produção e poupando custos.

Gama de adaptação da máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas:

Matrizes de perfuração, matrizes de forjamentoMoldes de injeção, moldes de fundição, moldes de fundição sob pressão, produtos metálicos, peças de máquinas, ferramentas.

Materiais aplicáveis à máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas:

Alumínio, liga de alumínio, cobre, liga de cobre, aço de baixo carbono, aço de médio carbono, aço para moldesaço-carbono, aço inoxidável, aço integral, aço semi-sólido, aço fundido, ferro fundido, alumínio fundido, tungsténio-carbono, ouro e todos os condutores.

Defeitos que podem ser reparados por uma máquina de reparação de soldadura por pilha de faíscas eléctrica:

Orifícios, orifícios de ar, rebarbas, clarões, saliências, arranhões, cantos partidos, cantos colapsados, orifícios de areia, fissuras, desgaste, interior, erros de fabrico, defeitos de fabrico, defeitos de soldadura.

Peças defeituosas que podem ser reparadas por uma máquina de reparação de soldadura por pilha de faíscas eléctricas:

Cantos, arestas vivasA reparação no local durante as operações de produção é efectuada por meio de: ranhuras, paredes laterais, fundos, cavidades profundas, planos, linhas de separação.

Especificações da máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas:

ModeloXKS-01KS-02
Tensão de entrada (V)220V monofásico 50Hz/60hz2220V monofásico 50Hz/60Hz
Potência máxima de saída (W)18001800
Tensão de saída secundária (V)20-16020-160
Capacitância máxima do condensador (uf)480560
Gama de frequência variável (frequência de descarga/segundo)40-2100(HZ)40-2100(HZ)
Temperatura da peça de trabalho durante a reparação da soldadura (℃)20-8520-85
Temperatura da junta de soldadura (℃)8000-100003000-10000
Fio de soldadura (mm)1.0-3.2.10-3.2
Dimensões (comprimento * largura * altura)460*300*360465*315*385
Peso (peso líquido KG)2830
Principais consumíveis.Lentes de proteção, fios de soldadura, gás árgon, eletricidade.       

Comparação de vários métodos de reparação:

Comparação da máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas com outras máquinas de soldadura por arco de árgon e soldadura a laser.

ItemMáquina de reparação de chispas eléctricasÁrgon soldadura por arcoSoldadura a laser
1. Entrada de calor no moldebaixoMuito elevadobaixo
2. Deformação e rebaixamento do moldenadagrandePequeno
3. Resistência da ligação ao metal de basebombombom
4. Espessura que pode ser sobreposta (mm)<3>1>0.3
5. Controlo da espessura da soldadura por sobreposiçãoMuito fácil.Muito difícilduro
6. A dificuldade de soldar por sobreposição nas arestas e nos cantosMuito fácilfacilmenteMuito fácil
7. Preenchimento de buracosfacilmentefacilmentefacilmente
8. Soldadura de revestimento da superfície inferior da parede lateral da ranhura do poroMuito fácilduroduro
9. Velocidade de soldadura por sobreposiçãorápidoMuito rápidorápido
10. Tratamento finoMétodoFeito à mãoEIM - Processamento mecânicoFeito à mão
Tempo necessáriocurtolongosecundário
11. Tempo total de revestimento + acabamentorápidolongosecundário
12. Dimensões dos moldes reparáveisPequeno GrandeMédio a grandePequeno
13. Dimensões da máquina de soldarPequenas e médias empresasmédiogrande
14. Pode ser reparado no localpodenão devenão deve
15. Direção da soldadura por sobreposiçãoEstão disponíveis as opções frontal e para cima e para baixopara baixopara baixo
16. Necessidade de pré-aquecimento e isolamento do moldenão é necessárionecessidadenão é necessário
17. Materiais aplicáveisAço, alumínio, ligas de cobre, etc.Aço, alumínioAço, alumínio
18. ConsumíveisBarras metálicasFio de soldaduraFio de soldadura
19. Gás de proteçãoárgonárgonárgon
20. O tratamento manual de precisão pode ser efectuadopodenão devepode
21. Podem ser aplicados revestimentos de materiais durospodenão devenão deve
22. Custo total necessário para a reparação por soldaduraBaixo custodispendiosonormalmente
23. PreçoBaixaMédioelevado
24. Segurança do operadorsegurançaRadiação ultravioleta intensaIrradiação

Gama de aplicações da máquina de reparação de soldadura eléctrica por pilha de faíscas:

  • Grandes equipamentos mecânicos
  • Corpo do cilindro, vedantes
  • Peças em ferro fundido, peças em aço fundido
  • Moldes de alumínio, produtos de liga de alumínio
  • Moldes de aço e respectivos produtos
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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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