L’importanza dello strumento di serraggio
Padroneggiare l’arte della saldatura sicura con tecniche di serraggio ottimali.
Uno strumento di serraggio è progettata e realizzata appositamente per trattenere i pezzi durante l’operazione di saldatura FSW. La qualità della saldatura dipende dalle prestazioni di questa strumento di serraggio. Essa svolge quattro funzioni:
Un supporto posizionato sotto il pezzo da lavorare per compensare la pressione verticale esercitata dall’operazione di saldatura,
Fissaggio a Z per garantire che i pezzi non vengano sollevati,
Bloccaggio XY per impedire lo slittamento dei pezzi,
Bloccaggio XY per impedire che i componenti si allontanino l’uno dall’altro.
Approfondiremo queste quattro funzioni e spiegheremo perché è importante che il vostro utensile di serraggio sia efficiente.
Come si fissano i pezzi durante un’operazione di saldatura Friction Stir Welding?
Supporto: la prima parte di uno strumento di serraggio efficace
Nella saldatura Friction Stir Welding, viene applicata una forza verticale al pezzo. La cosiddetta forza di forgiatura, compresa tra 1 e 2 kN/mm, agisce sulla zona da saldare. Il rischio: il pezzo si rompe o si schiaccia su se stesso. Esistono due possibili scenari. Da un lato, il pezzo è autoportante e, grazie alla sua struttura, è in grado di resistere alla forza di forgiatura. Dall’altro, la forma del pezzo non è sufficiente ad assorbire la forza di saldatura. In questo caso, è necessario posizionare un supporto sotto il pezzo. I punti di appoggio tra il supporto e i pezzi devono essere sufficientemente ampi da consentire al supporto di assorbire il carico di saldatura al posto del pezzo. Maggiore è la superficie pulita a contatto, minore è la pressione esercitata sul pezzo.
Rinforzo di un pezzo saldato mediante FSW
Anche il materiale di supporto svolge un ruolo importante nel processo FSW. Il materiale di supporto deve essere in grado di resistere al calore generato durante la saldatura dei pezzi. La temperatura di fusione del supporto deve quindi essere molto più elevata rispetto a quella dei pezzi in alluminio, per evitare che questi ultimi si attacchino al supporto e che quest’ultimo si espanda eccessivamente. È quindi necessario prestare attenzione alla conducibilità termica del supporto, che può influenzare notevolmente i parametri di saldatura. Inoltre, il materiale scelto deve essere rigido in modo da poter resistere alle forze di saldatura. Per la saldatura di parti in alluminio, il materiale ideale per un supporto è l’acciaio grazie alla sua rigidità e al suo punto di fusione, che è circa il doppio di quello dell’alluminio, nonché al suo prezzo relativamente basso.
Come contrastare la forza longitudinale?
Nella saldatura Friction Stir Welding, l’utensile penetra nel materiale e avanza. Ciò può causare lo slittamento dei pezzi da saldare. La soluzione: posizionare i fermi in modo da impedire che i pezzi scivolino e vengano trascinati dal movimento dell’utensile. Questi fermi bloccano il movimento dei pezzi durante la saldatura, contrastando così la forza longitudinale esercitata dall’utensile FSW.
Fermapunti dello strumento di serraggio
La dispersione dei pezzi: una trappola da evitare durante l’operazione di saldatura
Grazie al supporto, i pezzi non possono schiacciarsi tra loro e, grazie ai fermi, non possono scivolare. Tuttavia, i pezzi possono comunque allontanarsi l’uno dall’altro durante il passaggio dell’utensile. Pertanto, devono essere fissati lateralmente per contrastare la forza trasversale generata dal processo di saldatura. La soluzione: fissare dei fermi sui lati del pezzo. Questi fermi bloccheranno il movimento dei pezzi durante l’operazione di saldatura.
Punti di arresto per bloccare le parti durante il funzionamento dell’FSW
Clampes: l’ultima parte di uno potente strumento di serraggio
Rimane un punto da tenere presente: il sollevamento dei pezzi durante l’operazione di saldatura. Infatti, quando si salda, sui pezzi viene esercitata una forza verticale che può causarne il sollevamento. È quindi necessario aggiungere dei morsetti che trattengano i pezzi dall’alto e sempre il più vicino possibile al cordone di saldatura, poiché è proprio lì che vengono esercitate le forze. La pressione verticale esercitata sui pezzi dai morsetti impedirà che questi ultimi vengano sollevati verso l’alto. A seconda della configurazione di saldatura, quest’ultimo fissaggio potrebbe non essere necessario. Ad esempio, nella saldatura a trasparenza, i morsetti non sono necessari.
L’ultima fase della realizzazione di uno strumento di serraggio: i morsetti
Quali sono i diversi tipi di strumenti di serraggio?
Esistono due categorie principali di strumenti di serraggio: manuali e automatiche. Le strumento di serraggio manuali sono preferite per piccole serie o prototipi. Sono meno costose di quelle automatiche e quindi preferibili per operazioni a bassa velocità. Tuttavia, lo sviluppo di uno strumento di serraggio automatica è necessario quando si saldano serie più grandi ed è più conveniente dal punto di vista economico. Esistono due tipi di strumenti di serraggio: pneumatiche e idrauliche. Lo strumento di serraggio pneumatiche funzionano con aria compressa, che consente al pistone di muoversi verso l’alto o verso il basso. Lo strumento di serraggio idrauliche funzionano secondo lo stesso principio, con la differenza che l’aria viene sostituita dall’olio per muovere i pistoni verso l’alto e verso il basso.
Affinché il sistema di serraggio sia efficiente, è necessario tenere conto della forza di serraggio, del numero di punti di appoggio, della geometria del pezzo, dell’usura dell’utensile e, naturalmente, del percorso dell’utensile. Questi elementi sono molto importanti poiché il sistema di serraggio influisce sulla velocità di produzione e sulla qualità delle saldature. Pertanto, lo strumento di serraggio svolge diverse funzioni: sostiene la forza verticale esercitata quando l’utensile FSW penetra nei pezzi, contrasta le forze longitudinali e trasversali e impedisce ai pezzi di sollevarsi. Il serraggio dei pezzi con supporti, fermi, punti di arresto e morsetti garantisce una qualità ottimale della saldatura FSW.
La competenza di Stirweld
Stirweld, azienda specializzata nel settore della saldatura Friction Stir Welding, mette a vostra disposizione il proprio know-how per la progettazione delle vostre strumenti di serraggio. Stirweld progetta e produce le piastre di supporto e le strumenti di serraggio necessarie per ottenere una saldatura di buona qualità.
Siamo qui per aiutarti
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