Evolutia proceselor de lipire [308879]

Universitatea “POLITEHNICA” Timisoara

Facultatea de Mecanica

“Evolutia proceselor de lipire “

2017-2018

Aluminiu este cel mai raspândit metal în scoarta tereatrǎ, iar printre elemente ocupǎ locul al treilea în urma oxigenului si siliciului. Datoritǎ activitǎ[anonimizat] gǎseste în naturǎ numai sub formǎ de compusi. Împreunǎ cu oxigenul si siliciul formeazǎ 82,58% din scoarta terestrǎ.

Aluminiul este cunoscut înca din antichitate si era utilizat de cǎtre greci si romani. Denumirea de aluminiu vine de la latinescul "alumen" care este folosit pentru a denumi substante astringente.

Primele încercari de separare ale aluminiului dateazǎ din anul 1810 [anonimizat] a [anonimizat]-o atmosferǎ [anonimizat]-o [anonimizat], iar în calitate de catod, o sarmǎ de fier.

În urma acestui proces s-a [anonimizat], din care insǎ nu s-a reusit sǎ se separe aluminiu.

Prima datǎ aluminiu a fost descoperit în anul 1827 de un chimist german Wohler care a obtinut primele 30g de aluminiu sub formǎ de bobite.

În anul 1854 Saint-Claire-Deville, a folosit metoda lui Wohler pentru obtinerea industriala a aluminiului, [anonimizat], instabilǎ si higroscopicǎ, cu clorurǎ dublǎ de aluminiu si sodiu.

[anonimizat], [anonimizat]-Deville a fost înlocuitǎ, fiind aplicat procedeul de extragere a aluminiului prin electroliza aluminei dizolvatǎ în criolitǎ topitǎ, procedeu aplicat si în prezent în metalurgia acestui metal.

1810 – [anonimizat]ǎ;

1821 – Berthie descoperǎ bauxita;

1824 – Oersted obtine în stare elementarǎ metalul;

1827 -Wohler produce aluminiu sub formǎ de pulbere prin reducerea cu potasiu a clorurii sale;

1854 – Sainte-Claire-Deville toarnǎ primul lingou de aluminiu;

1886 – Herault si Hall descoperǎ si breveteaza procedeul de electrolizǎ a aluminei dizolvate în criolitǎ topitǎ;

1890 – Bayer descoperǎ procedeul de fabricare a aluminei prin atacul bauxitei cu solutii de sodǎ causticǎ;

1903 – Odam realizeazǎ sudarea autogenǎ a aluminiului cu ajutorul fluxurilor;

1905 – Betts stabileste principiile rafinarii electromagnetice a aluminiului;

1905 – Claessen demonstreaza posibilitatile de îmbunatatire a proprietatilor aliajelor de aluminiu prin cǎlire;

1906 – Wilm aplicǎ aluminiului aliajul tip duralumin tratamentul termic de cǎlire si îmbǎtrânire;

1911 – [anonimizat]ǎ principiile de bazǎ ale anodizǎrii aluminiului si aliajelor sale;

1920 – Pacz imbunǎtǎ[anonimizat];

1920 – Hoopes – elaborarea aluminiului de inaltǎ puritate;

1926 – Soderberg introduce la electroliza anozi continui;

1932 – Gadeau aplicǎ pe scarǎ industrialǎ tehnologia de rafinare electroliticǎ;

1938 –  aparitia unor publicatii despre proprietatile aluminiului ultra pur.

[anonimizat] 60% aluminiu.

[anonimizat], Turcia si în Ungaria.

[anonimizat], siliciu, cupru, Mn.

În naturǎ se gaseste numai  sub formǎ [anonimizat]ǎr [anonimizat]. Cateva dintre mineralele ce contin aluminiu sunt: bauxita Al2O3*nH2O, corindonul Al2O3, hidrargilitul Al(OH)3, ortoclazul K(AlSiO8), albitul Na(AlSi3O8), anortitul Ca(Al2Si2O8), alaunitul KAl(SO4)2*2Al(OH)3, nelelinul Na(AlSiO4), criolitul Na3(AlF6).

Industrial aluminiul se obtine aproape în întregime prin descompunerea electroliticǎ a aluminei

pure dizolvate într-o topiturǎ de criolit cu adaus de fluorurǎ de calciu. Prin electrolizǎ se obtine "aluminiul tehnic primar" numit si "aluminiu tehnic pur" care contine de la 0,2% la 1% impuritati metalice (Fe, Si, Ca, Ti, Na) si nemetalice (alumina, electrolit, carbura de aluminiu, gaze). În tara noastra sunt standardizate urmatoarele marci de aluminiu tehnic pur: Al 99,8, Al 99,7, Al 99,6, Al 99,5, Al 99,4, Al 99 si AIE.

"Aluminiul de înaltǎ puritate" se obtine din aluminiul tehnic filtrat, spǎlat cu gaz sau degresat, prin rafinarea electroliticǎ cu anod solubil în sǎruri topite cunoscute sub numele de rafinare în trei straturi.

"Aluminiul extra pur" se obtine prin topirea zonarǎ, distilarea halogenurilor inferioare sau electroliza compusilor organici ai aluminiului de înalta puritate, gradul de puritate putând ajunge pânǎ la 99,999995%.

Proprietati fizice si caracteristicile mecanice

Proprietatile fizice si caracteristicile mecanice ale diferitelor sorturi de aluminiu sunt influentate de prezenta impuritatilor. Cele mai frecvente impuritati din aluminiu sunt fierul si siliciul, elemente care se pot gasi panǎ la 0,5-0,6% fiecare. Fierul este practic insolubil în aluminiu, formând cu acesta eutecticul Al-Al3Fe care contine doar 7% Al3Fe (1,7%Fe).

Eutecticul din sistemul Al-Si se formeazǎ la 11,7% si Si este alcǎtuit din solutie solidǎ α si siliciu. Dacǎ în acelasi timp sunt prezente simultan fierul si siliciul, se formeazǎ douǎ faze noi: faza α (Fe3SiAl3) si faza β (FeSiAl5), care nu existǎ în aliaje binare. Acesti compusi, situati în mod obisnuit la limitele cristalelor de aluminiu micsoreazǎ mult plasticitatea acestuia.

Aluminiul face parte din grupa IIIA a sistemului periodic al elementelor, are un singur izotop stabil Al si cinci izotopi radioactivi (24Al,25Al,26Al,28Al) cu perioadele de injumatǎtire cuprinse între 2,10 s si 94 s.

Aluminiul se caracterizeazǎ prin plasticitate foarte mare, rezistentǎ mecanica micǎ, conductibilitate electricǎ si termicǎ ridicatǎ si rezistentǎ mare la coroziune în aer, apǎ si acizi organici.

Principalele proprietǎti ale aluminiului care influenteaza defavorabil sudabilitatea sunt:

– conductibilitatea termicǎ ridicatǎ; deci si temperatura de topire a aluminiului este redusǎ (6500C) totusii, datoritǎ conductibilitǎtii de calburǎ si preâncǎlzirea intregii piese la temperaturii ridicate;

– coeficientul mare de dilatare al aluminiului care determinǎ probucerea de tensiunii permanente sideformatii mari;

– la încǎlzire, aluminiul nu-si schimbǎ culoarea din care cauzǎ la sudare nu se poate aprecia vizual gradul de încalzire; difilcultatea se mǎreste, deoarece aluminiul se topeste în mod brusc;

– fragilitatea aluminiului la temperaturi înalte; deformarea si fisurarea peretilor se preântampinǎ prin fixarea piesei pe suporturi cât mai exact;

– în stare lichidǎ, aluminiul absoarbe cu avilitate oxigenul, reduce rezistenta imbinarii;

– oxidul de aluminiu având punctul de topire ridicat (20500C) formeazǎ o pojghitǎ solidǎ care

impiedicǎ sudarea; îndepartarea oxidului se poate realiza pe cale chimica prin utilizarea unor fluxurii carea formeazǎ cu oxidul o zgurǎ usor fluzibilǎ si  care protejeazǎ metalul topit.

Utilizǎri

Folosirea aluminiului ca material pentru constructii mecanice si metalice este limitatǎ din cauza proprietǎtilor de rezistentǎ scazute. Totusi, o serie dintre proprietǎtile aluminiului fac ca acest metal sǎ fie deosebit de apreciat pentru o serie de aplicatii. Astfel, plasticitatea mare a aluminiului permite ca din el sǎ se obtinǎ prin deformare plasticǎ produse foarte subtiri ca foliile utilizate pentru ambalaje în industria alimentarǎ; conductibilitatea electrica mare, 65% din cea a cuprului determinǎ ca aluminiul sǎ fie mult utilizat ca material pentru conductorii electrici; rezistenta mare la coroziune permite folosirea aluminiului în industria chimicǎ si alimentarǎ. Aluminiul este utilizat pe scarǎ largǎ ca bazǎ pentru o serie importantǎ de aliaje.

Aliaje pe bazǎ de aluminiu

Principalele elemente de aliere ale aluminiului sunt Cu, Mg si Zn, la care se adaugǎ MN, Ni, Cr, Fe, alierea având ca principiu  si îmbunǎtǎtirea caracteristicilor de rezistentǎ mecanice ale acestuia.

Cele mai  rǎspândite si  utilizate  aliaje  sunt  aliajele din sistemele Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Mn, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-Cu.

Clasificarea aliajelor pe bazǎ de aluminiu

Aliaje pe bazǎ de aluminiu se impart în:

1) aliaje deformabile;

2) aliaje pentru turnǎtorie;

3) aliaje   obtinute   prin  metalurgia     pulberilor.

Aliajele deformabile se împart în aliaje deformabile nedurificabile prin tratament termic si aliaje deformabile durificabile prin tratament termic.

Aliaje de aluminiu deformabile, nedurificabile prin tratament termic

În aceastǎ categorie sunt cuprinse aliajele din sistemele Al-Mg, Al-Mn, Al-Mg-Mn, Al-Mn-Cu, Al-Ni-Fe, Al-Sn-Ni-Cu.

Aliajele Al-Mg ce contin mai mult de 1,4% Mg au în alcǎtuire structuralǎ solutie solidǎ α si compusul Al8Mg5. Aliajele deformabile contin pânǎ la 7% Mg; dintre acestea, cele ce contin pânǎ la 5% Mg nu se durificǎ prin tratament termic, iar cele ce contin peste 5% Mg pot fi durificate prin tratament termic însǎ efectul durificǎrii este foarte mic. Având în vedere faptul cǎ aliajele din acest sistem contin o serie de impuritǎti, structura lor este alcatuitǎ din solutie solidǎ, compusul Al8Mg5 si alte faze intermediare, care se dispun de obicei la limitele grauntilor de solutie solidǎ.

Aliajele Al-Mg au o rezistentǎ mecanicǎ ridicatǎ asociatǎ cu o bunǎ plasticitate, ele putându-se deforma plastic la rece foarte usor, au rezistentǎ la coroziune ridicatǎ si o bunǎ sudabilitate. Proprietǎtile mecanice si caracteristicile tehnologice ale aliajelor Al-Mg pot fi modificate prin alierea, cu diferite elemente ca: Ti, B, Mn, Cr, Cu, Fe, Zr, Be, Li. Titanul si borul actioneazǎ asupra mǎrimii de graunte finisând granulatia, manganul si cromul mǎresc rezistenta mecanicǎ si rezistenta la coroziune, siliciul mǎreste fluiditatea, cuprul împiedicǎ susceptibilitatea la coroziune pitting, fierul si zirconiul mǎresc temperatura de recristalizare, beriliu si litiu reduc gradul de oxidare al magneziului la elaborare.

Aliajele Al-Mg având rezistenta mecanicǎ ridicatǎ în comparatie cu aluminiul au o largǎ utilizare în constructii metalice, în industria constructoare de masini, în transporturi, în aviatie si în industria de armament.

Aliajele Al-Mn contin de obicei 1-1,7% Mn. Deoarece solubilitatea compusului Al6Mn în aluminiu este variabilǎ cu temperatura, teoretic aceste aliaje pot fi durificate prin tratament termic. Aliajele Al-Mn au aceleasi utilizari ca si aliejele Al-Mg. Aliajele deformabile nedurificabile, prin tratament termic din sistemul Al-Mn-Mg contin pânǎ la 3% Mg si 1-1,5% Mn; sunt caracterizate prin rezistentǎ mecanicǎ ridicatǎ, plasticitate bunǎ, rezistentǎ la coroziune mare si sunt usor sudabile.

Aliajele deformabile nedurificabile prin tratament termic din sistemul Al-Ni-Fe contin circa 1% Ni si 0,6% Fe; au rezistentǎ bunǎ la coroziune, în apǎ la temperaturi si presiuni ridicate si sunt utilizate în energetica nuclearǎ.

Aliajele deformebile nedurificabile structural din sistemul Al-Sn-Ni-Cu au proprietǎti antifrictiune foarte bune fiind utilizate la confectionarea lagǎrelor în industria automobilelor.

Aliaje de aluminiu durificabile prin tratament termic

Aceasta grupa cuprinde aliaje cu elemente care au solubilitatea în aluminiu relativ ridicatǎ: Cu, Mg, Zn, variatia solubilitǎtii acestora cu temperaturǎ permitând aplicarea tratamentelor termice. Din aceastǎ clasǎ mai des sunt utilizate aliaje din sistemele Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Ni-Mg. Reprezentantul tipic al acestor aliaje este aliajul Al-Cu cu circa 4,0-5,5%.

Aliaje deformabile, durificabile prin tratament termic din sistemul Al-Cu sunt formate în solutie solidǎ α si compusul CuAl2. Deoarece aceste aliaje contin o serie de elemente ca impuritǎti sau ca elemente de aliere în structura lor apar si alte faze intermetalice, care fie se dizolvǎ în solutia solidǎ favorizând durificarea, fie sunt insolubile dispunandu-se la limitele de graunti. Caracteristicile tehnologice si de expluatare ale aliajelor Al-Cu sunt puternic influentate de prezenta elementelor de aliere. Siliciul mǎreste rezistenta mecanicǎ, micsoreazǎ ductilitatea si rezistenta la obosealǎ, influenteazǎ comportarea la tratament termic, reduce rezistenta la cald si rezistenta la fluaj. Magneziu mareste rezistenta mecanicǎ si duritatea, influenteazǎ comportarea la tratament termic.

Aliajele din sistemul Al-Cu-Mg sunt formate din solutie solidǎ si compusii: CuAl2, CuMgAl2, CuMg4Al6. Compusii intermetalici prezenti în structurǎ influenteazǎ asupra comportǎrii la tratamente termice, influenta lor manifestându-se în functie de marimea raportului Cu:Mg. În aliajele cu raport Cu:Mg mai mare de 8:1 faza durificatoare este CuAl2, în cele pentru care raportul este cuprins între 8:1 si 4:1 fazele durificatoare sunt CuAl2 si CuMgAl2, în aliajele la care raportul este cuprins între 4:1 si 1,5:1 faza durificatoare este CuMgAl2 si în alijele pentru care raportul este sub 1,5:1 durificarea se face prin participarea compusului CuMg4Al6. Aliajele Al-Cu-Mg dupǎ imbǎtrânirea naturalǎ au o rezistenta mecanicǎ ridicatǎ, asociatǎ cu o plasticitate buna comparabilǎ cu plasticitatea obtinutǎ la recoacere. Comportarea la tratamente termice si caracteristicile mecanice ale aliajelor  Al-Cu-Mg este puternic imfluentatǎ de prezenta impuritǎtilor sau elementelor de aliere astfel: manganul mareste rezistenta mecanicǎ dar la continuturi mai mari de 1% micsoreaza mult plasticitatea, siliciul mǎreste rezistenta mecanicǎ si îmbunǎtǎteste comportarea la îmbǎtrânirea artificialǎ, nichelul mǎreste refractaritatea, fierul la continuturi mai mari de 0,5 micsoreazǎ rezistenta mecanicǎ.

Aliajele Al-Cu-Ni sunt aliaje cu rezistentǎ mecanicǎ mare atât la temperaturi joase cât si la temperaturi ridicate. În aliajele de tip Y durificarea la îmbǎtrânire se datoreste compusilor ternari (CuNi)2Al3 si Cu4NiAl7, fiind posibilǎ si prezenta unui compus cuaternar ce contine în plus Mg.

O altǎ categorie de aliaje deformabile durificabile prin precipitare o constitue aliajele Al-Mg-Si. Structura aliajelor din acest sistem este relativ simplǎ, fiind alcatuitǎ din solutie solidǎ α si compus Mg2Si.

Aliajele Al-Mg-Si sunt utilizate în industria constructoare de masini datoritǎ caracteristicilor de rezistentǎ mecanicǎ ridicate, rezistentei la coroziune bune, prelucrabilitǎtii prin aschiere si sudabilitǎtii foarte bune. O parte din aceste aliaje sunt utilizate pentru executarea unor obiecte decorative.

Tot în categoria aliajelor deformabile durificabile prin tratament termic sunt incluse si aliajele din sistemul Al-Zn-Mg, aliaje caracterizate prin rezistentǎ mare la coroziune. Aceste aliaje contin 2-8% Zn, la care se mai adaugǎ Cu, Fe, Si, Cr, Mn, Ti, Ag.

Aliajele din acest sistem se împart în:

–     Aliaje de înaltǎ rezistentǎ, pentru care suma Zn+Mg+Cu>10%;

–     Aliaje de medie rezistentǎ, cu suma Zn+Mg+Cu=7-9%;

–     Aliaje cu rezistentǎ scazutǎ pentru care suma respectivǎ este mai micǎ de 6%.

Aliaje de aluminiu pentru turnatorie

Aliajele de aluminiu pentru turnatorie trebuie sǎ aibǎ fluiditate mare, contractie relativ micǎ, susceptibilitate scazutǎ de fisurare la cald si de formare a porilor, proprietǎti caracteristice aliajelor care contin eutectice. Dintre aliajele pentru turnatorie se mentioneaza aliajele: Al-Cu, Al-Mg, Al-Si, Al- Zn si Al-Mg-Cu-Ni-Cr.

Aliajele Al-Cu pentru turnatorie se împart în:

–     Aliaje cu 4-6% Cu si mici adausuri de Si, Mg, Ni, Mn, Ti;

–    Aliaje cu 6-8% Cu si adausuri de Fe, Si, Mn, Cr, Zn si Sn;

–    Aliaje cu 10-14% Cu ce contin pânǎ la 0,4% Mg, 1,5% Fe, 5% Si si mici proportii de Ni, Mn, Cr.

Adaugarea elementelor de aliere are ca scop îmbunǎtǎtirea proprietǎtilor mecanice si a caracteristicilor tehnologice; si îmbunǎtǎteste proprietǎtile de turnare si în prezenta Mg face posibilǎ aplicarea tratamentelor termice de durificare, Mg contribuie la cresterea proprietǎtilor de rezistentǎ mecanicǎ, Ti finiseazǎ granularea mǎrind tenacitatea, Ni mǎreste rezistentǎ la temperaturi ridicate, Mn mareste rezistenta mecanicǎ, dar scade plasticitatea.

Aliajele Al-Cu pentru turnatorie, ce contin 4-6% Cu deoarece nu contin eutectic, au proprietǎti de turnare scǎzute, în schimb aliajele cu peste 10% Cu au proprietǎti de turnare foarte bune. Aliajele Al-Cu sunt utilizate pentru turnarea unor piese puternic solicitate în constructia de masini si aviatie cum ar fi: tambure de franǎ, pistoane, chiulase, blocuri motoare.

Aliaje Al-Mg pentru turnatorie contin de la 1% pânǎ la 13%Mg si unele elemente de aliere sau însotitoare: Si pânǎ la 2%, Mn pânǎ la 2%, Zn pâna la 3%, Li pânǎ la 3% si alte elemente ca : Fe, Cu, Cr, Ni, Ti, B, Be, Zr. Ele au proprietǎti mecanice ridicate, densitate micǎ si rezistentǎ la coroziune în altmosfera sau mediu salin. Proprietǎtile de turnare ale acestor aliaje depind de continutul în Mn. Manganul mareste rezistenta mecanicǎ si îndepǎrteazǎ actiunea negativǎ a Fe asupra rezistentei la coroziune, Zn îmbunatǎteste proprietǎtile de turnare, Cu, Fe, Ni micsoreazǎ rezistenta la coroziune si plasticitatea, ridica refractaritatea, Ti, Zr,B finiseaza granulatia mǎrind tenacitatea, Be micsoreazǎ susceptibilitatea la oxidare a aliajelor topite. Aliajele din sistemul Al-Mg sunt utilizate în industria constructoare de masini, la turnarea unor piese rezistente la coroziune în atmosferǎ, în apǎ de mare si solutii alcaline, cu proprietǎti de rezistentǎ mecanicǎ corespunzǎtoare.

Aliajele Al-Si cunoscute sub denumirea de siluminuri contin obisnuit de la 2 la 14% Si si diferite impuritǎti: Fe pânǎ la aproximativ 1,4%, Mg pânǎ la circa 0,15%, Cu maxim 0,6%. Foarte utilizate sunt aliajele cu 10-13% Si. Al si Si sunt partial solubili în stare solidǎ si nu formeazǎ compusi. Structura aliajelor cu 11-13% Si este formatǎ din cristale primare de siliciu si masǎ de bazǎ din eutectic grosolan de α+Si. La solidificare eutecticului cristalele de siliciu se depun la limita cristalelor de α sub forma de cristale aciculare si efectueazǎ negativ proprietǎtile mecanice. Aceste neajuns este înlǎturat prin modificari care produc urmatoarele efecte:

–    Micsorarea grauntilor dentritici;

–     Subtiera si fragmentarea ramurilor dentritice;

–     Schimbarea morfologiei si formei eutecticului.

Prin urmare un aliaj cu 12% Si dupǎ modificare are o structurǎ hipoeutectica, fiind alcatuit din solutie solida α si eutectic fin. Siluminurile sunt carcterizate prin proprietǎti bune de turnare, sudabilitate bunǎ si rezistentǎ la coroziune ridicatǎ. Sunt utilizate în constructia de masini pentru turnarea unor piese subtiri cu sectiuni complicate care sǎ aibǎ caracteristici mecanice si rezistente la coroiune bune.

Îmbunǎtatirea caracteristicilor mecanice si tehnologice a acestor aliaje poate fi realizatǎ prin aliere cu:Mg, Mn, Cu, Ni. Dintre aliajele Al-Si aliate se mentioneazǎ aliajele Al-Si-Mg, Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mg-Ni. Aliajele Al-Si-Mg contin 2-14% Si, pânǎ la 2% Mg si adausuri de Fe, Mg, Ti. Sunt utilizate la turnatea unor piese puternic solicitate în expluatare, în constructii importante cum ar fi motoarele cu ardere internǎ sau la turnarea unor piese cu rezistentǎ la coroziune ridicatǎ. Aliajele Al-Si-Cu contin 5-12% Si pânǎ la 5%Cu si mici adausuri de Mn si Fe. Caracteristicile tehnologice si de exploatare ale acestor aliaje pot fi modificate prin tratamente termice. Sunt utilizate în industria constructoare de masini si aviatie, la piese turnate supuse la solicitari mari cum ar fi: carcase capete de cilindrii, blocuri de motor, pistoane si alte piese rezistente la solicitari la cald în timpul exploatǎrii.

Aliajele  din  sistemul Al-Zn contin  aproximativ 12% Zn, la care se mai adaugǎ 0,1-1,0% Mg, 5-8% Si si uneori Ti, Cr, Fe. Cresterea proportiei de Zn micsoreazǎ caracteristicile de turnare. Proprietǎtile mecanice ale acestor aliaje depind de procedeul de turnare si de tratamentul termic aplicat pieselor. Sunt utilizate pentru obtinerea unor piese cu stabilitate dimensionala ridicatǎ si cu proprietǎti mecanice foarte bune.

Aliaje de aluminiu obtinute prin metalurgia pulberilor

Dintre aliajele pe bazǎ de aluminiu obtinute prin metalurgia pulberilor, cele mai utilizate sunt aliajele Al-Al2O3 cunoscute sub denumirea de aliaje de tip SAP. Aliajele SAP sunt alcǎtuite dintr-o matrice de aluminiu în care sunt dispersate particule de Al2O3. Proportia de Al2O3 variazǎ de la 6-9%(SAP1), pânǎ la  18-20%(SAP4). O datǎ cu cresterea continutului în Al2O3 creste rezistenta la rupere de la 30-32 daN/mm2, la 44-46daN/mm2 si scade alungirea de la 5-8 la 1,5-2%. Aliajele de tip SAP în comparatie cu celelalte aliaje de aluminiu au o înaltǎ rezistentǎ la coroziune si refractaritate ridicatǎ, sunt utilizate în industria chimicǎ si aeronauticǎ.

Tot prin metalurgia pulberilor se pot obtine piese din aliaje a cǎror elaborare sau deformare este foarte dificilǎ. În aceastǎ categorie sunt cuprinse aliajele de tip SAS, aliaje ale aluminiului cu: Fe, Si, Ni, Mg, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Be, Sn, Pb. De exemplu aliajul SAS1 cu 25-30% Si si 5-7% Ni are coeficient de dilatare mic si conductibilitate termicǎ scazutǎ. Aliajele Al-Zn-Mg-Cu-Fe-Ni-Cr cu 7,5%Zn, 2,5%Mg, 1,1%Cu, 1,1-2,2%Fe, 1-2,3%Ni si 0,2%Cr au rezistentǎ mecanicǎ ridicatǎ, sunt refractare, au rezistentǎ la coroziune ridicatǎ si proprietǎti antifrictiune. Prin metalurgia pulberilor se pot obtine si aliaje ale Al cu SiO2, SiC, B4C, AlPO4. De exemplu, aliajele aluminiului cu bor sau carbura de bor sunt utilizate pentru obtinerea unor bare modelatoare de la reactoarele nucleare.

Materiale compozite pe bazǎ de aluminiu

Aluminiul si aliajele sale sunt utilizate si pentru obtinerea unor materiale compozite. Aceste materiale se pot obtine prin mai multe metode: solidificarea unidirectionalǎ a aliajelor eutectice bifazice cum ar fi Al-NiAl3, CuAl2-Al, Al-Co, Al-Be, includera unor fibre de bor, B4C, Be, grafit, Nb, Al2O3, otel, SiO2, SiC într-o matrice de aluminiu sau aliaje pe baza de aluminiu; la laminarea multistrat a aluminiului cu cadmiu si stamiu.

Extragerea aluminiului prin electroliza aluminei

Alumina purǎ, este supusǎ electrolizei în mediu topit în vedera obtinerii aluminiului.

Alumina dizolvatǎ în criolitǎ topitǎ este supusǎ actiunii unui curent electric continuu, la 940-9600C, fiind descompusǎ în aluminiu si oxigen- reactia generalǎ este: Al2O3=2Al+3/2O2

La catod se va depune aluminiul metalic, iar la anod se degajeazǎ O2 care reactioneazǎ cu anodul. Principalele teorii ale electrolizei aluminiului sunt:

a) elecroliza florurii de sodiu cu urmatorale reactii secundare

– la anod: 6F+Al2O3→2AlF3+3/2O2

12F+3O+2Al2O3→3CO2+4AlF3

4F+C→CF4

3CF4+2Al2O3→3CO2+4AlF3

– la catod: 3Na+2AlF3→Al+AlF3*3NaF

6Na+Al2O3→2Al+3Na2O

3Na2O+2AlF3→2AlF3→Al2O3+6NaF

b) electroliza florurii de aluminiu cu depozit primar de aluminiu la catod si reactia florului asupra aluminei la anod

c) electroliza criolitei disociatǎ în ionii Na+ si AlF63- si a aluminei partial disociatǎ în ioii Al3+ si AlO33-

d) electoliza sodei care existǎ în stare ionizatǎ ca urmare a reactiei:

Al2O3+6NaF→2AlF3+6Na++3O2-

e) electoliza aluminatului de sodiu format dupǎ reactia

2Al2O3+AlF3*3NaF→2AlF3+3/2Al2O4Na2

Majoritatea acestor teorii admit formarea primara a CO2 la anod.

Rafinarea aluminiului

Aluminiul obtinut prin electroliza aluminei nu depaseste puritatea de 99,5.99,85%.Al; el contine o serie de impuritǎti metalice si nemetalice pentru eliminarea acestor impuritǎti se practicǎ rafinarea clorurantǎ si cea electroliticǎ.

Rafinarea clorurantǎ :

Se urmareste îndepartarea Mg,Na,K si a incluziunilor nemetalice. Prin creuzetul cu metal topit se barbateazǎ un curent de clor care îndeplineste functii multiple: separǎ metalele respective sub formǎ de cloruri; degazeificǎ metalul dacǎ acesta e solubil; antreneazǎ suspensiile de aluminǎ cu ajutorul clorurii de aluminiu, care rezultǎ în stare gazoasǎ. Spre sfrsitul operatiei se introduce azot pentru a se raci baia si se elimina urmele de clor, care ar putea rǎmâne în topiturǎ.

Rafinarea electroliticǎ :

Rafinarea se realizeazǎ în topiturǎ de floruri si este cunoscuts sub denumirea de rafinare între straturi. Procesul se desfasoarǎ la 850.9200C, temperaturǎ necesarǎ ca toate cele trei straturi sǎ fie în intregime topite. Pe bazǎ celulei de electolizǎ se introduce topiturǎ de aluminiu care urmeazǎ sǎ fie rafinatǎ prin adaos de cupru (25.35%), acest strat având o grosime de 60.70mm. Acest electolit contine 60%BaCl2, 23%AlF3 si 17%NaF. Cel de-al treilea starat este format din aluminiu rafinat în stare lichidǎ, care se colecteazǎ la suprafata bǎii. Stratul metalic inferior formeazǎ anodul, cadodul fiind constituit de stratul superior al aluminiului rafinat. Curentul este adus prin bare metalice încastrate în zidǎria vetrei. Se lucreazǎ cu curent continu, de mare intensitate (pana la 45000A), cu o tensiune de 6.7V si densitate de curent de 0,5A/cm3

Aplicațiile Al în industria auto

Aluminiul are o scara larga in ceea ce priveste aplicabilitatea in industria Automotive, astfel:

Sudura aluminiului si aliajelor de aluminiu

Procedeul de sudare cu flacara este larg folosit la sudarea aluminiului si a aliajelor de aluminiu. În cazul folosirii unei flǎcǎri  puternice se pot produce strapungeri, deoarece aluminiul are o temperaturǎ de topire mult mai joasǎ decât aliajele din aluminiul. Pentru sudare se recomandǎ ca flacǎra sǎ aibǎ un foarte mic exces de acetilenǎ ceea ce produce formarea oxidului de aluminiu. Masa de lucru a sudorului trebuie sǎ aibǎ tablia din caramizi de samotǎ sau sǎ fie captusitǎ cu foi de azbest. Pentru sudarea aluminiului se fabricǎ numeroase mǎrci de fluxuri pe bazǎ de clorurǎ sau fluorurǎ de litiu. O compozitie corespunzǎtoare cuprinde 79% clorurǎ de potasiu, 16% clorurǎ de sodiu si 5% acid de potasiu. Pisele se vor degrasa si decapa complect înainte de sudare pe o portiune de 30mm de la marginile tablelor. Dupǎ sudare tablele trebuie curǎtate bine de flux deoarece fluxurile provoaca coroziuni.

Compozitia metalului de adaos se stabileste în functie de cea a metalului de bazǎ, dupa cum urmeazǎ:

-vergele de aluminiu pur pentru sudarea constructiilor electrotehnice (conductoare, contacte);

-vergele turnate din aliaj de aluminiu-siliciu pentru sudarea pieselor turnate din aluminiu sau aluminiu-siliciu;

-vergele de aluminiu-magneziu si aluminiu-titan pentru sudarea constructiilor din aceste aliaje;

-vergele din aluminiu-cupru pentru sudarea duraluminiului.

În cazul când nu se dispune de material de adaos corespunzǎtor se decupeazǎ fasii  din materialul de bazǎ. Sudarea tablelor cu margini rasfrante se executǎ prin metoda spre stangǎ, farǎ oscilatii tranzversale. Sudarea cap la cap la grosimi de tabla pânǎ la 5 mm se executǎ tot spre stanga, însǎ arzǎtorul se tine la început aproape în pozitie verticalǎ panǎ la formarea bǎii de sudurǎ. Aceastǎ metodǎ poate fi folositǎ si la grosimi reduse de material, farǎ oscilatii transversale.

În cazul când în timpul sudurii se produce un defect, se opreste sudarea, se scobeste locul defect si se reâncepe sudarea pe o lungime redusǎ a sudurii efectuatǎ, spre a fi siguri cǎ defectul a fost inlǎturat. Dupǎ rǎcirea completǎ, linia de sudura se curatǎ si se spalǎ cu apǎ fierbinte.

Piesele turnate se sudeazǎ cu preâncǎlzire la 3000C, iar dupǎ sudarea comletǎ se supun unei recoaceri foarte uniforme la temperaturǎ de 5000C, urmate de o rǎcire foarte lentǎ.

Sudarea în mediu de gaz protector

Aliajele de aluminiu, în principiu, pot fi sudate în atmosferǎ protectoare de argon; trebuie însa sǎ se tinǎ seama cǎ rezistenta elementelor sudate se reduce în zona influentatǎ termic la cea a metanului de bazǎ în stare moale. Alegerea procedeului se face în functie de grosimea tablei sau elementelor de sudare.

Procedele de sudare în atmosferǎ protectoare au fatǎ de alte procedee avantajul cǎ pelicula de oxid este distrusǎ datoritǎ efectului de curatire a arcului. Efectul de curatire a baii este determinat de polaritatea curentului. Acest efect are loc numai dacǎ se sudeazǎ în curent continuu, cu electrodul la polul pozitiv sau în cazul sudǎrii cu curent alternativ. Amorsarea arcului la sudurǎ în atmosferǎ inertǎ este foarte usoarǎ. Arcul de sudrǎ în argon are, datoritǎ lungimii si stabilitǎtii lui asiguratǎ de ionizarea usoarǎ a gazelor,avantajele mari fatǎ de arcul în aer cu alte gaze.

Acest procedeu mai are marele avantaj ca poate fi aplicat la sudarea în orice pozitie.

Tablele pânǎ la 2 mm se pot asambla prin resfârngere si se sudeazǎ farǎ material de adaos.

Cele cuprinse între 6 si 10 mm sau cele mai groase se sudeaza în V tablele cu grosimea de peste 10 mm se sudeaza în X sau în U. Pentru evitarea polilor atât tablele cât si electrozii trebuie sǎ fie curati, lipsitii de grasimi si umezeals.

În vederea sudǎrii, tablele se asambleazǎ pe cât posibil farǎ prinderi, cu ajutorul dispozitivelor de prindere în pozitia doritǎ, tinâdu-se seama de dilatǎri si contracti. Tablele pânǎ la grosimea de 4 mm nu trebuiesc preâncǎlzite.

Sudarea se va începe tot la 50-60 mm de la capatul tablelor

În tabelul urmǎtor se dau valorile orientative pentru alegerea caracteristicelor de sudare:

Pentru pozitia verticalǎ sau pe plafon, intensitatea curentului se reduce cu circa 10%.

Sudarea aluminiului si a aliajelor sale în mediu de argon cu electrod fuzibil se aplicǎ în sudarea tablelor cu grosimi de peste 4 mm; totdeauna se sudeazǎ cu curent continuu legându-se piesa de polul negativ. Procedeul este foarte potrivit pentru mecanizare si aumatizare. Productiviatea este foarte mare datoritǎ unei încǎrcǎrii specifice cu curent mare, cuprinsǎ între 50 si 100 A/mm2.

Sudarea aluminiului si a aliajelor sale.

Pregatirea elementelor în vederea sudǎrii se face asemǎnǎtor ca pentru otel. Prin sudarea oxiacetilenicǎ se pot îmbina piese de aluminiu cu grosimi cuprinse între 2 si 4mm, în cazuri speciale chiar si table de un mm. Prinderile la tablǎ subtire se fac la distante de 50-100mm, tablele peste 5mm pe cât posibil nu se vor prinde. Sudarea se executǎ cu un arzǎtor, cu unu sau cu douǎ numere mai mic, sau de aceasi marime ca si pentru sudarea otelului de aceasi grosime. În general se sudeazǎ spre stanga, exceptie fǎcând piesele sau tablele foarte groase. Deschiderea tablelor în capatul spre care se sudeazǎ va fi putin mai mare pentru compensarea contractiilor.

Se recomandǎ preâncǎlzirea elementelor la 200- 3000C si sudarea pe o suprafatǎ rǎu conducǎtoare de cǎldurǎ. Pentru a evita oxidarea bǎii, arzǎtorul nu va fi tinut prea aproape de ea. În ceea ce priveste prelucrare cusǎturii dupǎ executie se obisnuieste sǎ se ecruseze si sǎ se mǎreascǎ duritatea cusǎturii executate prin ciocnire.

Aceastǎ ciocnire se poate  face în stare caldǎ, la 3500C, sau dupǎ ce cusǎtura sa rǎcit complect. De asemenea, se va evita ciocnirea cusaturii la temperaturi în jur de 5000C pentru ca aluminiul la aceasta temperaturǎ se sfarâma usor. Se va evita îngrosarea mare a cusǎturii, în special a aceleia care se va ciocni ulterior. În general, cusǎtura forjatǎ la cald(3500C) rezistǎ mai mult la coroziune.

Pentru zgurificarea oxidului de aluminiu trebuie sǎ se foloseascǎ, în cazul sudǎrii oxiacetilenice pastǎ sau pulberi de sudat.

O pulbere sau pastǎ bunǎ de sudat trebuie sǎ aibǎ urmǎtoarele calitǎti :

-sǎ dizolve repede si complet oxidul de aluminiu, trecându-l într-o zgurǎ fluidǎ cu punctul de topire redus;

-sǎ acopere bine suprafetele pregatite pentru sudare;

-atât zgura cât si resturile de pastǎ sǎ se poatǎ îndeparǎ usor de pe cusaturǎ;

-sǎ nu corodeze metalul.

Nu totdeauna pastele sau pulberile îndeplinesc toate aceste conditii si mai ales ultima, de aceea cusǎturile tebuie plasate astfel încat sǎ permitǎ accesul în vedera curǎtirilor.

ContiTech Romania , Timisoara

LIPIREA

Lipirea este procesul tehnologic de îmbinare la cald a două piese metalice – numite metale de bază – aliate în stare solidă, cu ajutorul unui metal de ados topit, numit aliaj pentru lipit. Aliajul pentru lipit întrebuințat are întotdeauna o temperatură de topire mai joasă decat a metalelor de bază.

În timpul lipirii se produce o dizolvare și difuzie reciprocă între metalele de bază și aliajul pentru lipit care trebuie să dizolve bine metalele de bază, să se întindă usor pe suprafața lor și să adere cat mai bine de aceasta

Aliaje de lipit AlSi12

S-au dovedit a fi bune aliajele sub forma:

-inel

-clemặ

-știft

Aliaje de lipit AlSi12

Aliajul trebuie aplicat cu grijặ.

Aceste aliaje nu-si modificặ pozitia în timpul procesului de lipire și au o cantitate de aliaj definitặ.

Aliajele sunt tinute(ambalate)in pungi și ferite de impuritați(praf,..)

La folosirea acestora se țin în lădițe speciale de culoare albastră pentru a fi ferite de mizerie.

Aliajul trebuie ferit de o solidificare prea timpurie în timpul procesului de lipire, pentru a separa toate rezidurile de fondant.

Linia solidus/Linia liquidus

Fiecare aliaj are o zonă de topire în

care are loc trecerea de la stare solidă la stare lichidă.

Această zonă de topire este marcată

prin linia solidus și linia liquidus.

Linia solidus marchează începutul

zonei de topire;

Aici, materialul este alimentat cu căldură în continuare, dar fără ca

temperatura acestuia să crească.

Linia liquidus marchează sfârșitul zonei de topire; deasupra liniei liquidus, materialul se află în stare lichidă.

Dacă admisia de căldură continuă, va crește și temperatura materialului.

Metalografie inel lipire

Lipirea țevilor în ansambluri de aer condiționat pentru diferite mărci de mașini

+ + =

FONDANT /Pasta decapanta

Pentru lipirea cu aliaj dur este necesar un fondant dintr-un amestec de săruri de clorură și de fluorură; fondanții sunt astfel compuși încât au o temperatură activă diferită, pentru a obține un rezultat optim la diferite temperaturi de lucru.

Rolul si importanta fondantului

– vâscozitatea (curgerea vâscoasă a) fondantului este extrem de importantăt pentru a obține rezultate constante la lipire (Măsurarea se face cu un pahar de 100 cm3, gaura pentru scurgere 5mm, timpul de mers în gol 13-16 s).

– suprafețele în cauză trebuie prevăzute cu fondant suficient.

– determină aliajul să curgă corect, astfel încât rosturile de lipit să fie umplute complet cu aliaj

– desprinde pelicula de oxid de pe suprafețele de metal, pentru a face posibilă peliculizarea/umezirea pieselor de îmbinat cu aliaj

Fondantul este ambalat în galeți speciale de plastic și ținut la locul special amenajat .

Pentru încărcarea rezervelor de lipire se folosește un aparat (o mașină specială)de dozare limitată în funcție de mărimea rezervei. Deocamdată la noi se găsește un singur fel de rezervă din plastic.

Aceste rezerve sunt aplicate la pistoalele special.

Aparat de dozare flux

Incarcarea dozatorului se face doar cu ½ de galeata de flux amestec de cloruri de litiu,sodiu si potasiu pe suport organic

Pasta utilizata:

FLUX-Pasta Organica Carrier pentru lipirea cu aluminiu

-AL-FLUX 0726/2zG( amestec de cloruri de litiu,sodiu si potasiu pe suport organic)

Pentru piesele de renault se foloseste Al-Flux 9301DP C30 (contine si clorura de zinc)

Reincarcare rezervorului cu pasta organica (Flux) se face cu ajutorul pompei speciale pentru reincarcare

Panoul de comanda la dozatorul de flux

Pistolul pneumatic de dozare cu flux

Instructiune de lucru

Incarcatoarele se monteaza la pistolul pneumatic iar cu acesta fluxul se aplica

pe piesa intr-o cantitate minima in functie de forma si marimea conectorului

Presiunea necesara de la instalatia de aer comprimat 4+/-2bar

Dupa fiecare incarcare se lasa un incarcator montat pentru a nu se scurge pasta (Prima fig)

In cazul in care incarcatorul se goleste,operatorul cheama reglorul pentru a-I face o noua umplere in cazul in care reglorul nu este prin preajma acesta va opri masina si va merge sa faca umplerea rezervei

2.2Mod de aplicare a fluxului pe piesa ce urmeaza a fi lipita

Exemple de pozitii preferabile de aplicare a fluxului pe piesa cat si a cantitatii de flux aplicate pe suprafata ce urmeaza a fi lipita.

Descriere masina de lipit in 6 statii

Statia 1: Alimentare

Statia 2: Preincalzire 1

Statia 3: Preincalzire 2 cu deplasare pneumatica a arzatoarelor

Statia 4: Preincalzire 3 + Lipire 1 cu camera + deplasare pneumatica a arzatoarelor + LDV(aparat de sarma)

Statia 5: Lipire 2 cu camera + deplasare pneumatica a arzatoarelor

Statia 6: Statia de racire (cu inchidere pneumatica a usilor)

7. Zona de protectie deschisa (Unvollständig)

8. Tank de dozare

9. Panoul de comanda

10.Usa de siguranta

11.Panou general

12.LDV (statia aparat sarma)

13.Intrare gaz (sub masa rotativa)

14.Intrare aer/apa

15.Sina pneumatica

3.5Functiile grupelor de arzatoare la masina de lipit 6 statii

Electrovalva

Are rolul de a porni si opri presiunea gazului in functie de setarea parametriilor

Grupa de arzatoare statia 2 – se foloseste ca preincalzire,iar flacara de veghe se regleaza de o singura electrovalva (partea din exterior) la toate iesirile.

Grupa de arzatoare statia 3 – se foloseste ca preincalzire,iar flacara de veghe se regleaza de la o singura electrovalva (partea din exterior) la toate iesirile.

Grupa de arzatoare 4/1 – se foloseste ca timp de topire cand se lipeste cu inel,iar cand se lipeste cu aparatul de sarma este timpul cat sa mai arda dupa ce s-a retras aparatul LDV 1 .Flacara de veghe la brenerul din interior se regleaza de la electrovalva din interior,iar la brenerul din exterior se regleaza de la electrovalva din exterior

Grupa de arzatoare 4/2 – este timpul de topire cand se lipeste cu inel .Flacara de veghe la brenerul din interior se regleaza de la electrovalva din interior ,iar la brenerul din exterior se regleaza de la electrovalva din exterior.

Grupa de arzatoare 4/3 – se foloseste ca si preincalzire pentru statia 5 ,grupa de arzatoare 5/2.Flacara de veghe se regleaza de la electrovalva din exterior pentru toate iesirile

Grupa de arzatoare 5/1 -se foloseste ca timp de topire cand se lipeste cu inel,iar cand se lipeste cu aparatul de sarma este timpul cat sa mai arda dupa ce s-a retras aparatul LDV 2 .Flacara de veghe la brenerul din interior se regleaza de la electrovalava din interior,iar la brenerul din exterior se regleaza de la electrovalva din exterior.

Grupa de arzatoare 5/2 – este timpul de topire cand se lipeste cu inel .Flacara de veghe la brenerul din interior se regleaza de la electrovalva din interior,iar la brenerul din exterior se regleaza de la electrovalva din exterior.

Reglarea senzorului de detectare a piesei

Montarea senzorului de detectare a piesei este foarte importanta

Senzorul trebuie montat pe piesa echipata.Acest senzor va transmite informatia la panoul de comanda precum ca piesa este in curs de procesare iar acesta va transmite informatia mai departe la electrovalva care va porni presiunea gazului .

Reglarea arzatoarelor;Distributia de caldura

Temperatura trebuie să fie suficient de ridicată pentru a determina topirea completă a aliajului; admisia de căldură insuficientă are ca urmare faptul că doar componentele (aliajului) care se topesc la o temp. scăzută devin lichide, pe când celelalte care au nevoie de o temp. mai ridicată murdăresc lipitura și duc astfel la defecte.

Printr-o reglare exactă a brennerului este asigurată o încălzire uniformă a pieselor care urmează a fi lipite; trebuie luată în considerare distribuția maselor și efectul de coș de fum eventual existent la piesele de lipit

Pentru transmisia uniforma de caldura flacara albastra se regleaza la 10 mm fata de piesa

Reglarea arzatoarelor;Distributia de caldura

Prin poziția înclinată a arzătoarelor rezultă o distribuție proastă a căldurii și în plus uzura la duze este foarte ridicată.Diametrul diuzelor folosite este de 0,35mm

Presiunea de gaz redusă la 1.6 +/- 0.5 bar

prin poziția dreaptă și paralelă a arzătoarelor se asigură o distribuție/repartiție uniformă a căldurii, poziția arzătoarelor poate fi optimizată, fără a arde piesele

Toate arzătoarele care sunt utilizate pentru lipire trebuie aprinse și lăsate să funcționeze la maxim, se verifică manometrul pentru a vedea dacă presiunea este de 1,6 bar

Masina de lipit este prevazuta cu o bricheta cu care se vor aprinde arzatoarele

Prin poziția înclinată a arzătoarelor rezultă o distribuție proastă a căldurii și în plus uzura la duze este foarte ridicată. Diametrul diuzelor folosite este de 0,35mm

Prin poziția dreaptă și paralelă a arzătoarelor se asigură o distribuție/repartiție uniformă a căldurii, poziția arzătoarelor poate fi optimizată, fără a arde piesele

Toate arzătoarele care sunt utilizate pentru lipire trebuie aprinse și lăsate să funcționeze la maxim, cu masina setata in mod automat. Se verifică manometrul pentru a vedea dacă presiunea este de 1,6 bar iar daca nu se regleaza la aceasta valoare.

3.8 Reglarea fina,de precizie

Montarea pirometrului este obligatorie

se regleaza camera(pirometrul)

Se fac ajustari la parametri ,daca este cazul

Activarea camerei se face din panoul de Comanda : BRENNER – 4/1 –

ein/aus sau on -off(pornit-oprit), punctul camerei se fixeaza pe o zona a piesei unde este mereu flux. Temperatura de topire este intre 550°C-+50°C

LDV- aparat de lipit cu sarma

Avantaje: se poate stabili cantitatea de aliaj in mm;

in schimb la aliajul sub forma de inel are cantitatea definita de la furnizor

3.9 Functii ale pirometrului

1.Indicator digital de temperature 2.Pirometru 3.Led lumina pilot

Opreste si porneste presiunea gazului prin intermediul ventilelor bypass

Mentine piesa la o temperatura constanta

Da comanda la aparatul de sarma cand se lucreaza cu camera ,cand sa coboare aparatul(sollwert 2)

Se regleaza temperatura de siguranta (sollwert 3)

Pirometrul se regleaza unde este mereu flux

Avizarea de proces

Se fixeaza stutul in dispozitiv dupa care se sectioneaza cu fierastraul electric.

Butonul de la care se face viteza panzei

Pornirea/oprirea masinii se face de la butoanelor rosu/verde.

Purtarea ochelarilor de protectie este obligatorie.

Masa de slefuit

Butonul de pornire oprire al mesei de slefuit

Buton de reglare al vitezei de rotatie.

Microscop gradat cu care se masoara lungimea porului/porilor.

Calculul se face conform instructiunii.

ERORI ALE MASINII DE LIPIT 6 Statii

1. GASALARM – EROARE LA GAZ

Este posibil ca presiunea gazului sa fi scazut de la regulatorul de gaz general de la rezervoare,se verifica daca la manometrul de la masina de lipit indica presiunea necesara 1,6+/-0.5 bar

Se verifica robinetul de la coloana de gaz de la masina sa fie in pozitia deschis,se verifica daca sunt toate robinetele de la electrovalve sunt deschise, se verifica daca nu avem cumva o scapare de gaz cu spray-ul special de verificare.

In cazul in care s-au facut toate aceste verificari de catre reglor si nu s-a remediat problema se anunta mentenanta

Consumul de gaz in aria de lipire si reducerea consumului de energie

-La pauza de masa si la predarea/preluarea schimbului se opreste gazul de la masini.

-La masinile care au neoane individuale se opresc si neoanele

-Daca nu este planning pe o masina,acea masina se opreste de la general.

-Daca se respecta acest lucru de fiecare schimb, consumul de gaz va fi redus la 1h 45min in fiecare zi,iar in timp de o luna ar insemna aproximativ 2 zile.

Masinile care au aceasta eticheta se pot opri din general

2. DURCHFLUSS KUHLWASSER ST.6 – EROARE LA APA

Aceasta eroare apare atunci cand filtrele de apa sunt murdare,acestea trebuiesc curatate conform fisei de mentenanta saptamanala-in fiecare luni

daca eroarea apare in cursul saptamanii atunci ele trebuiesc curatate din nou de catre reglor.Masina de lipit are doua filtre de apa.

Dusurile trebuiesc curatate la fel de catre reglor de fiecare data cand apare aceasta eroare .

Aceasta eroare mai apare atunci cand pompa de presiune se opreste.

In cazul acesta se anunta mentenanta

LICHT SCHRANKE UNERLAUBT BETRETEN –EROARE LA SENZORI

Aceasta eroare apare atunci cand

operatorul intra in senzorul de siguranta

Cand apare aceasta eroare se verifica de catre reglor ca toti sensorii de la masina sa fie activati

4. ZEITFEHLER WEGEN LOTSCHLITTEN

– EROARE DE SETARE A APARATULUI DE SARMA

– EROARE LA SINA CULISANTA DE LA STATiile PREVAZUTE CU SINA

Senzor sina culisanta Senzor aparat de sarma

Cerinte client

Ce sunt cerintele clientului si la ce folosesc acestea ?

Foarte sumar,cerintele clientului se pot defini ca fiind caracteristici si specificatii pe care trebuie sa le respecte un produs sau serviciu astfel incat sa respecte nevoile clientului.

Cerinte client = set de reguli care trebuie respectate si indeplinite.

Cerintele clientului, in industria auto consta intr-un set bine definit de reguli,cerinte , norme si specificatii care descriu caracteristicile produselor comandate de catre client.

Este foarte important ca aceste cerinte sa fie cat mai precise ,cat mai usor de masurat si verificat astfel incat sa nu apara greseli datorate unei interpretari gresite .

Este deasemenea foarte important ca produsul livrat clientului sa corespunda cat mai exact cerintelor acestuia dupa cum se poate vedea din exemplul de mai jos :

Un client isi informeaza furnizorul ca doreste un leagan rezistent,destul deconfortabil si amuzant. Aceste cerinte nu sunt foarte clare…

Specificatii de design Specificatii de siguranta Rezultat final

Ce isi dorea clientul

4.2 Fabricarea mostrelor,avizarea primei piese

Prima piesa se taie cu ajutorul fierastraului electric de catre reglor.

Purtarea ochelarilor de protectie este obligatorie

Slefuirea primei piese dupa lipire

Se face cu ajutorul masinii de slefuit electrica Hema si Saphir 360

Prima data se slefuieste cu masina Hema vezi poza1, a doua oara se slefuieste la masina Saphir 360 poza 2 pe suprafata cu smirghel de 400 iar la urma se slefuieste tot la Saphir cu smirghelul de 1000.Turatie 150 – 450

Piesa se tine paralel cu banda de slefuire

1. 2.Disc slefuire dura (400) Disc slefuire fina (1000)

Slefuirea primei piese dupa lipire

Mod de slefuire corect Mod de slefuire incorect

00_Stab si evaluarea suprafetei slefuite dupa lipire pentru piese VW

ATENTIE LA SEMINITELE DE LA PL 73 CONFORM INSTRUCTIUNII

ATENTIE LA SEMINITELE DE CO2 cu ventil CONFORM INSTRUCTIUNII

Îmbinarea prin lipire trebuie să nu aibă pastă sau alte resturi/rămășițe. Suprafața slefuita in urma sectionari dupa lipire, este cel puțin 60% fără goluri de aer, nu apar pori permanenți, pori lunguieți.

1. Cerințele impuse unei lipituri

Îmbinarea prin lipire trebuie să nu aibă pastă sau alte resturi/rămășițe.

Suprafața slefuita in urma sectionari dupa lipire, este cel puțin 60% fără goluri de aer, nu apar pori permanenți, pori lunguieți.

O suprafață cu o lungime de cel puțin 2,5 mm, care nu are goluri de aer, se poate găsi în fiecare profil/secțiune transversală.

Pentru piesele de CO2 suprafața slefuita in urma sectionari dupa lipire, este cel puțin 80% fără goluri de aer, nu apar pori permanenți, pori lunguieți.

ok nok

Dacă după evaluarea lipiturii, imaginea suprafeței șlefuite este O.K., atunci aceasta trebuie păstrată la mașină până la încheierea comenzii; după aceea imaginea trebuie păstrată ca documentație pentru reglarea mașinii timp de 2 săptămâni, în locul prevăzut pentru aceasta.

Avizarea primei piese se face de catre reglor

Avizarea primei piese se face cu o banda

verde pe care se noteaza data, ora, schimbul si numarul de comanda din care face parte

Verificarea vizuala a piesei lipite

Verificarea vizuala si marcarea piesei lipite se face 100% de catre operatorul care lucreaza la masina de lipit.

Perioada maxima a pieselor dintre procesul de racire si spalare trebuie sa fie de maxim 2 ore.

Daca se depaseste acest timp, pasta se intareste si foarte greu sa va face decaparea pieselor .

Mod de asezare a pieselor in cosuri pentru spalare

Asezarea pieselor in cosurile speciale se face in functie de forma si dimensiunea acesteia

Se pun intr’un numar egal in fiecare dintre cosuri

Se pun in pozitia cea mai potrivita pentru ca in timpul spalarii sa se poata scurga toate impuritatiile

Piesele nu au voie sa stea mai mult de 2 h in aria de lipire fara ca ele sa fie spalate.Cu cat stau piesele fara a fi spalate cu atat impuritatiile vor fi eliminate mai greu.

Ok nok

Daca piesele nu sunt trimise la spalarea cu ultrasunete mai repede de 2 ore pasta va fi foarte greu de curatat.

4.5 Manipularea pieselor dupa lipire

Atentie la mutarea semifabricatelor dintr-o cutie in alta daca e cazul.

Manevrarea cu atentie a semifabricatelor

Aranjarea intr-o ordine usoara de folosit si care sa nu afecteze stutul sau orice alta parte a unui semifabricat.

Daca totusi defectul apare acesta trebuie sesizat cat mai devreme in cadrul procesului astfel evitand pierderile de material si timp.

Inaltimea de umplere a recipientilor

Semifabricatele trebuiesc asezate in asa fel incat sa se poata permite inchiderea cu capac al multipakului iar in cazul unui ghiterbox umplerea sa se faca in asa fel incat sa se poata pune un altul deasupra

4.7 Spalare cu ultrasunet

Se introduc cosurile cu piesele lipite in prima cuva iar prin balansare si ultrasunete in apa se va indeparta pasta si impuritatile aflate pe piesa lipita, in a doua cuva se vor clati piesele, iar in a treia cuva se vor usca

Asezarea dupa culori a semifabricatelor

Culoarea albastra inseamna tot ceea ce este in regula BUN, OK

Culoarea galbena inseamna decizie

Culoarea rosie semnifica.

Intr-o lada nu este voie a se afla mai multe tipuri de piese ci doar unul singur.

Desenul tehnic al ansamblului

Din desenul piesei se pot obtine urmatoarele informatii:

Codul si denumirea componentelor

Numarul tabelelor din planurile de verificare

Pozitionarea componentelor

Stadiile de modificare

Materialele pentru unele componente

Coordonatele punctelor de indoire

Formule de calcul

Formula de calcul a numarului de bucati pe ora dupa minutele industriale

Numarul de bucati din comanda(600)se inmulteste cu 100 apoi se imparte la numarul

de minute industriale pt. realizarea nr de bucati din comanda(501).

600×100 =119.76=>nr de bucati pe ora

501

Formula de calcul a numarului de bucati pe ora dupa timpul de tackt

60×60 = 90 x 1 sau 2

40

Se transforma o ora in secunde deoarece tack-tul este in secunde apoi se imparte la timpul de tackt si se inmulteste cu 1 sau 2 (cate piese sunt pe o matrita)

Formula de aflarea timpului de tackt

Se transforma o ora normala in secunde deoarece takt-ul este in secunde.

60×60=3600 apoi se imparte la numarul de piese rezultate pe ora (119.76)

3600/119.76=30.06=>timpul de takt de la masina

Calculul normei /ora (1ora=100MIN)

300MIN = Timpul de lucru din comanda

600 buc = Bucati piese cerute in comanda

600 buc ……………………………300MIN

X buc…………………………………100MIN

X= = 200

Transformarea din minute industriale (MIN) in minute normale(MN)

Exemplu : 330MIN

60MN………………………………..100MIN

X MN…………………………………330MIN

X= =330MN·0,6=198MN

Productivitatea este raportul intre minutele confirmate in SAP de pe comenzi si minutele lucrate de toti oamenii din linie.

P = productivitatea

Np=numarul de piese confirmate din comanda in SAP pentru o faza de lucru

tp=timpul pe o piesa

T=timpul din pontaj Interflex

P=

Productivitatea generala se calculeaza facand raportul dintre

Te =timpul in care s-au facut toate piesele confirmate de pe toate fazele de lucru din toate comenzile (Te =Np1xtp1 + Np2xtp2 +…+ Npnxtpn unde Np1= numarul de piese confirmate la faza 1, tp1= timpul pe o piesa la faza 1, Np2 = numarul de piese confirmate la faza 2, tp2 = timpul pe o piesa la faza 2, etc; n=numarul de faze) si T =timpul din pontajul Interflex pentru toti operatorii care au lucrat la aceste comenzi.

P= Np1xtp1 + Np2xtp2 +…+ Npnxtpn = Te

T T

De ce apar defecte???

-preîncălzirea ștuțului insuficientă;

-dozare necorespunzătoare a fluxului;

-curățarea inadecvată a subansamblelor;

-supraincălzirea țevii

-parametrii regimului

Inelul nu s-a scurs pe toata suprafata de contact intre teava si stut

MOD DE REZOLVARE:

Este posibil ca inelul care s-a folosit sa nu fie cel corespunzator.Se folosescte inelul scris in comanda.

Preincalzirea nu s-a facut corect pe toata suprafata conectorului nepermitand scurgerea inelului.

Se poate mari timpul de preincalzire sau schimbarea pozitiei arzatorului

Materialul conectorului ars Lipitura arsa

Mod de rezolvare:

Reducerea timpului de topire

Montarea pirometrului pentru stabilirea temperaturii de siguranta

Lipitura arsa- fisurata

Mod de rezolvare:

Reglarea pirometrului

Marirea timpului de asteptare inaintea racirii cu apa,datorita racirii bruste cu apa apare acest defect

Arzatorul (flacara)sa nu bata exact pe lipitura

Lipitura scursa gresit pe teava Lipitura scursa gresit pe stut

Mod de rezolvare:

Flacara arzatorului reglata in asa fel incat zona de lipire sa fie mai fierbinte decat teava, sau stutul.Teava fiind mai fierbinte inelul s-a scurs dupa caldura.Arzatorul nu se fixeaza pe teava

Aplicare de flux mai putina pentru a nu se scurge pe teava

Inel netopit Lipitura scursa gresit

Mod de rezolvare:

Folosirea inelului de pe comanda

Mod de rezolvare:

La masina Elga rapid 800 reglarea arzatoarelor se face in pozitie crescatoare inspre zona de topire,plecand de la baza conectorului si nedepasind muchia cea mai inalta a acestuia

Lipitura scursa.Slefuire in exces Teava arsa, stut ars

Mod de rezolvare:

In cazul in care piesele ies arse pe stut sau lipitura scursa oprim masina pentru a nu mai produce rebuturi si anuntam reglorul .

Aceste piese se lipesc cu aparatul de sarma,in cazul in care piesa nu este asezata corect in dispozitiv sau nu este bine indoita,aparatul de sarma nu va bate in punctul reglat iar lipitura se scurge pe stut.Se verifica pozitia aparatului de sarma sa cada in pozitia corecta

Unghi de lipire gresit

Proces efectuat pe masina de lipit 6 pasi

Acest defect poate aparea cand piesa de lipit nu este bine indoita sau gaurita ori dispozitivul

de lipit nu este conform desenului tehnic al acestuia inclusiv depunerile de impuritati.

Acest defect poate fi observat la introducerea in dispozitivul de lipit de catre operator sau reglor

MOD DE REZOLVARE:

La observarea defectului se va opri procesul de lipire si se anunta reglorul.acesta verifica dispozitivul de lipire sa nu fie cumva iesit din cote si sa nu mai corespunda desenului.Daca problema depaseste atributiile reglorului de la lipire acesta va anunta seful de schimb, patrula QS dupa care se face analiza cauzei defectului.

Daca s-a remediat problema seful de schimb impreuna cu patrula QS vor aproba continuarea procesului

Unghi de lipire gresit Stutul trebuie asezat corect pe suprafata stifturilor

Proces efectuat pe masina de lipit Elga rapid 800

poate aparea daca piesa nu este pozitionata corect in dispozitivul de lipire

poate aparea daca dispozitivele nu sunt corect montate pe masina

MOD DE REZOLVARE:

Dispozitivele trebuie verificate de catre reglor inaintea inceperii procesului

Distanta intre stut si dispozitiv este mare,iar stutul are toleranta prea mare,asta insemnand ca

dispozitivele nu sunt corect montate

Unghi de lipire gresit

Piesa nu este asezata corect in dispozitivul de lipire.

Stutul nu sta etans pe toata suprafata cilindrului.

Se poate ca defectul sa fie din indoire daca nu este in toleranta in lera de indoire adica este mai lunga in unul dintre capete

Mod de rezolvare:

Inaintea lipirii se verifica cateva piese in lera de la indoire de catre reglor,daca acestea nu corespund lerei piesele nu trebuiesc lipite.Atentie operatori la introducerea conectorului in dispozitiv

Lipitura arsa

MOD DE REZOLVARE :

Respectarea regulilor in ceea ce priveste reglarea masinii de lipit este foarte importanta

-parametrii conform fisei

-presiunea gazului sa nu fie mai mare de 1,5 bar

-distanta dintre flacara albastra si piesa sa nu fie mai mare de 10mm

pentru ca transferul de caldura sa fie uniform

-cantitatea de pasta sa fie cat mai mica,in functie de forma

si marimea conectorului, ventilului

-pirometrul sa fie activat pentru siguranta piesei

-dispozitivele sa fie corect montate

Cauze care duc la producerea acestui defect

Daca piesa nu este bine indoita aceasta nu trebuie sa fie fortata in dispozitivul de lipire.Aceasta nefiind in conformitate cu lera ,pozitia piesei nu va fi la fel cu pozitia arzatoarelor reglate,astfel flacara nu va bate in punctul reglat.

MOD DE REZOLVARE:

-in cazul in care descoperim un lot mai mare de piese neconforme in lera de la indoire vom sorta tot lotul iar piesele care sunt neconforme se blocheaza iar cele OK le dam drumul mai departe in productie

CAUZE CARE DUC LA PRODUCEREA LIPITURII ARSE

In primul rand reglarea incorecta a arzatoarelor

Presiunea de gaz mai mare de 1,6+/-0.5 bar

Timpul de preincalzire a pieselor incorecti

Folosirea in exces a fluxului

Lipirea fara pirometru

6.In cazul in care nu este presiune la racirea cu apa iar dispozitivele nu sunt racite suficient si se pune o urmatoare piesa pe dispozitivul de lipit acea piesa va fi mult prea preincalzita iar piesa se va arde.

MOD DE REZOLVARE:

La cabina de racire este foarte important ca usile sa fie inchise in timpul procesului.Tinand cont de racirea cu aer care se face inaintea racirii cu apa,aerul ,curentii de aer sunt factori care influenteaza lipirea,parametrii setati pentru timpul de topire

Teava fisurata

Mod de rezolvare:

La reglajul masinii trebuie ferita teava de flacara, preincalzirea trebuie sa fie cat mai pe stut.

analiza metalografica

Tehnologia de sudare LASER

Notiuni introductive proces sudare cu laser

– Sudarea cu laser foloseste energia razei laser produsa de o sursa si manipulata de o automatizare pentru a topi local doua materiale.

– Oricare instalatie de sudare cu laser contine 2 elemente principale:

– Sursa laser

– Automatizarea pentru manipularea razei laser produsa de sursa laser

Automatizare manipulare raza laser Automatizare manipulare raza laser

Masina de sudare cu laser

Notiuni introductive proces sudare cu laser

Sursa laser este raspunzatoare de crearea energiei necesare sudarii pieselor.

Energia vine sub forma unei raze de lumina foarte concentrata(0 – 3000 W).

Dupa ce raza laser este produsa in sursa laser ea va fi livrata catre automatizari cu ajutorul fibrei optice.

Automatizarile pentru manipularea razei laser sunt realizate prin intermediul a doua tipuri de masini:

– Roboti – Sistem de axe carteziene

Pe acesta sursa se pot conecta 4 masini de sudare cu laser, in prezent avand doar 2 conectate: Robot 1 si statia 3.

Prezentare generala masina

Racitor sursa laser si racitor oglinzi

Racirea sursei laser se face cu ajutorul racitorului “KKT chillers”

Racirea oglinzilor se face cu ajutorul racitorului “RIEDEL”

Racitor sursa laser Racitor oglinzi

2.4 Alimentator ventile si conveior

Alimentator ventile

Alimentarea ventilelor se face manual in tava de forma dreptunghiulara, iar prin vibratii, ventilele vor ajunge in spatiul de preluare al robotului Nr.2.

Conveior / banda transportoare

Conveiorul transporta piesa sudata de pe statia 1.2 si 2.2, piesa sudata cu flansa si ventil.

2.5 Statia 1 si statia 2

Statia 1 Statia 2

Statia 1 contine statia 1.1 si 1.2. Pe statia 1.2 se vor incarca piesele drepte de maxim 3000 mm, care prezinta gaura necesara ventilului. Pe statia 1.1 se vor incarca doar tevile drepte, avand lungimea de maxim 3000 mm.

Statia 2 contine statia 2.1 si 2.2. Pe statia 2.2 se vor incarca piesele drepte de maxim 3000 mm, care prezinta gaura necesara ventilului. Pe statia 2.1 se vor incarca doar tevile drepte, avand lungimea de maxim 3000 mm.

Statia 3

Statia 3 este prevazuta cu sistemul optic si poate suda doar ventilul pe teava dreapta si special aplatizata. Lungimea tevii poate fi de maxim 1800 mm.

Teava va fi pusa pe suportul de sprijin cu ajutorul robotului nr. 2, tot cu ajutorul robotului nr. 2 se va pregati ventilul pentru sudare.

Statia 4

Statia 4 – ne permite sudarea tevilor si flanselor de diferite lungimi si geometrii

Statia 4 se foloseste pentru dezvoltarea noilor produse

2.8 Robot 1

Robotul nr. 1 se foloseste doar pentru sudarea flanselor nu si pentru manipularea tevii sau a ventilului

Robotul nr. 1 este prevazut atat cu partea optica necesara sudarii flanselor cat si cu traseul pentru fir

Robot 2

Robotul nr. 2 este prevazut cu gripper pentru a putea manipula atat teava cat si ventilul

Robotul nr. 2 se foloseste doar pentru a manipula / transporta teava si ventilul, nu si pentru sudarea flanselor sau ventilelor

3. Elemente de securitatea muncii

3.1 Butoane de urgenta

Apasarea oricarui buton de urgenta duce la oprirea masinii

3.2 Elemente cuplare magnetica pentru blocarea usilor

Masina nu va intra in modul automat decat dupa blocarea usilor

Vizor cu geam de protectie impotriva razelor laser

3.4 Sistem de supraveghere

3.5 Senzor bariera optica pentru detectare prezenta operator la incarcarea pieselor

In cazul in care operatorul va intra senzor in timpul rotirii mesei, masina se va opri.

5. Mod de lucru

Pe statia 1.2 / 2.2 se sudeaza tevile drepte care prezinta gaura necesara ventilului.

Tevile de pe statia 1.2 / 2.2 se pot suda si pe statia 1.1 / 2.1 doar ca nu se va mai mentine unghiul dintre flansa si ventil

Incarcarea masinii cu tevi si flanse

Incarcarea masini cu tevi si flanse se face pe statia 1 (statia 1.1 si 1.2) si statia 2 (statia 2.1 si 2.2)

Pe statia 1.1 / 2.1 se sudeaza doar tevile drepte care nu prezinta gaura pentru ventil

Incarcarea masinii cu stut-ventile

Stut-ventilele se vor introduce la inceputul schimbului in tava superioara a loaderului de ventile, stut-ventilele prin vibratii ajung in cuva centrala si mai departe pe sina pana la statiul de preluare al robotului

6.1. Schimbare matrite.

Dupa demontarea suruburilor si scoaterea matritelor, se vor monta matritele necesare noului produs