Zaciskanie

W przypadku innych zastosowań zobacz Klincz .
Fazy ​​zaciskania

W obróbce metali łączenie przez zaciskanie lub łączenie na wcisk jest masowym procesem formowania blachy mającym na celu łączenie cienkich blach bez dodatkowych elementów, przy użyciu specjalnych narzędzi do plastycznego formowania zamka między dwoma lub więcej arkuszami. Proces jest zwykle przeprowadzany w temperaturze pokojowej , ale w niektórych szczególnych przypadkach arkusze można wstępnie ogrzać, aby poprawić plastyczność materiału , a tym samym uniknąć powstawania pęknięć podczas procesu. Zaciskanie charakteryzuje się szeregiem zalet w stosunku do konkurencyjnych technologii:

  • Skrócony czas łączenia (czas łączenia jest krótszy niż sekunda)
  • Zmniejszony koszt i waga: proces nie wymaga dodatkowych elementów, takich jak śruby , nity czy kleje
  • Obniżony koszt maszyny
  • Nie są wymagane żadne otwory wstępne
  • Może być przystosowany do łączenia różnych materiałów, w tym metali, polimerów , drewna i materiałów kompozytowych
  • Może być łatwo zautomatyzowany i nie wymaga wykwalifikowanych pracowników
  • Ekologiczny: nie wymaga wstępnej obróbki rozpuszczalnikami, kwasami i innymi szkodliwymi płynami
  • Wytrzymałość mechaniczna materiału metalowego w pobliżu złącza jest generalnie zwiększona z powodu utwardzania przez zgniot
  • Czystość: proces nie wytwarza błysków ani oparów
  • Powtarzalność
  • Elastyczność: te same narzędzia mogą być stosowane do szerokiej gamy materiałów
  • Zmniejszone siły łączenia

Narzędzia

Ponieważ proces ten wymaga stosunkowo niewielkich sił (w zakresie od 5 do 50 kN w zależności od łączonego materiału, rodzaju narzędzi i grubości blachy), przetłaczanie na ogół obejmuje maszyny o zmniejszonych rozmiarach (często przenośne). Narzędzia zazwyczaj składają się ze stempla i matrycy. Do tej pory opracowano różne narzędzia, które można podzielić na narzędzia okrągłe i prostokątne. Narzędzia do przetłaczania okrągłego obejmują: matryce rowkowane stałe, matryce dzielone (z 2–4 ruchomymi sektorami) oraz matryce płaskie. Takie narzędzia wytwarzają okrągłe złącza, które wykazują niemal identyczne mechaniczne zachowanie we wszystkich kierunkach płaszczyzny. W przypadku stosowania narzędzi okrągłych należy zagwarantować integralność blachy w złączu, aby zachować dobre właściwości mechaniczne połączeń.

Umiera zaciskanie

Z drugiej strony prostokątne połączenia klinczowane wykazują zachowania zależne od kierunku obciążenia, a obydwa arkusze są celowo ścinane wzdłuż „długiego kierunku” w celu wytworzenia zamka. Na wybór narzędzi duży wpływ mają:

  • Plastyczność materiału
  • Kierunek ładowania
  • Grubość arkuszy

Ponadto wybór narzędzi do zaciskania ma duży wpływ na siłę łączenia i pochłanianą energię połączenia zaciskanego inną niż siła łączenia. Na przykład narzędzia prostokątne wymagają mniejszych sił łączenia niż narzędzia okrągłe od ścinania materiału, podczas gdy wśród okrągłych narzędzi do zaciskania matryce dzielone wymagają minimalnej siły łączenia i największej blokady.

Jedną z zalet zaciskania jest możliwość łączenia wstępnie pomalowanych blach powszechnie stosowanych w przemyśle AGD bez uszkadzania pomalowanej powierzchni. Zaciskanie jest ważnym sposobem mocowania paneli aluminiowych, takich jak maski i dekielki, w przemyśle motoryzacyjnym, ze względu na trudność zgrzewania punktowego aluminium.

Główne zalety w porównaniu do spawania

Przetłaczanie stosuje się przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym , AGD i elektronicznym , gdzie często zastępuje zgrzewanie punktowe . Przetłaczanie nie wymaga elektryczności ani chłodzenia elektrod, co jest często kojarzone ze zgrzewaniem punktowym. Jako proces łączenia mechanicznego, zaciskanie może być stosowane do łączenia materiałów nie wykazujących przewodności elektrycznej, takich jak polimery lub kompozyty plastik-metal. Ponadto nie wymaga przygotowania podłoża, takiego jak wstępne czyszczenie powierzchni, które jest wymagane w procesach spawania. Fakt ten przyczynia się do zmniejszenia kosztów łączenia i wpływu na środowisko (ponieważ czyszczenie chemiczne nie jest wymagane). Zaciskanie nie generuje iskier ani oparów. Wytrzymałość połączenia wtłaczanego można zbadać w sposób nieniszczący za pomocą prostego przyrządu pomiarowego do pomiaru pozostałej grubości na dnie złącza, średnicy wytwarzanego guzika w zależności od rodzaju zastosowanych narzędzi. Oczekiwana żywotność narzędzi do zaciskania wynosi setki tysięcy cykli, co czyni ten proces ekonomicznym. Połączenia przetłaczane wykonywane na blachach aluminiowych charakteryzują się większą trwałością zmęczeniową w porównaniu do zgrzewania punktowego.

Główne zalety w porównaniu do łączenia klejowego

Klinczowanie nie wymaga wstępnego czyszczenia powierzchni, które jest potrzebne przed nałożeniem kleju. Łączenie przez przetłaczanie jest procesem niemal natychmiastowym (wymagany czas łączenia jest krótszy niż sekunda), podczas gdy łączenie adhezyjne często wymaga znacznie dłuższego czasu, głównie ze względu na utwardzanie złącza (do wielu godzin). Połączenia wtłaczane są mniej podatne na czynniki środowiskowe i efekt starzenia.

Główne ograniczenia

Ponieważ opiera się ono na odkształceniu plastycznym blach, przetłaczanie jest ograniczone odkształcalnością (ciągliwością) materiału blachy. Plastyczność metalu wzrasta wraz z temperaturą, dlatego opracowano procesy zaciskania wspomaganego cieplnie, rozszerzające „możliwość łączenia” zaciskania. Zwiększenie temperatury łączenia zmniejsza granicę plastyczności materiału, dzięki czemu wymagana jest mniejsza siła łączenia. Do podgrzewania blach przed zaciskaniem stosuje się różne systemy grzewcze:

  • Ogrzewanie konwekcyjne jest najtańszym rozwiązaniem. Nadaje się do szerokiej gamy materiałów, w tym metali i polimerów (tworzywa termoplastyczne). Służy do łączenia blach aluminiowych i blach polimerowych.
  • Ogrzewanie indukcyjne oferuje szybkie rozwiązanie grzewcze, które koncentruje strumień ciepła na ograniczonej powierzchni. Metodę tę można zastosować do materiałów metalicznych, takich jak stopy magnezu .
  • Ogrzewanie płomieniowe.

Długotrwałe ogrzewanie może zwiększyć rozmiar ziarna lub spowodować zmiany metalurgiczne w stopach, które mogą zmienić mechaniczne zachowanie materiału w miejscu połączenia.

System ogrzewania konwekcyjnego

Materiały

Zaciskanie jest szeroko stosowane do łączenia metali ciągliwych, w tym:

Ostatnio rozszerzył się na inne metale, takie jak:

Rozszerzył się również na materiały niemetaliczne, takie jak:

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Clinching&oldid=1127224343 ”