Βασικές αρχές κόλλησης κοσμημάτων
Το Orion είναι ταυτόχρονα συσκευή ηλεκτροσυγκόλλησης τόξου με τεχνολογία μικροπαλμών και κόλλησης με χωρητική αντίσταση. Ο συνδυασμός αυτός δημιουργεί άπειρες χρηστικές δυνατότητες. Το Orion μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή κόλλησης επαφής(tack welder) για την προσωρινή τοποθέτηση κομματιών πριν την κόλληση . Αυξάνοντας την παραγόμενη ισχύ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή κόλλησης μόνιμης σύντηξης (κόλληση με αντίσταση, σημειακή κόλληση). Με την τεχνολογία παλμών που διαθέτει το Orion μπορείτε εύκολα να δημιουργήσετε μόνιμες κολλήσεις , να προσθέσετε μέταλλο και να εκτελέσετε ένα ευρύ φάσμα εκπληκτικών εφαρμογών σε πολύ σύντομο χρόνο!
Τι είναι η κόλληση με παλμικό τόξο ;
Η κόλλησης με παλμικό τόξο είναι μία ξεχωριστή περίπτωση κόλλησης αδρανούς αερίου (Tungsten Inert Gas (TIG)). Στην κόλληση TIG το αιχμηρό ηλεκτρόδιο βολφραμίου χρησιμοποιεί την ηλεκτρική ενέργεια για να ξεκινήσει και να διατηρήσει τη ροή πλάσματος (τόξου) σε υψηλή θερμοκρασία. Το πλάσμα λειτουργεί ως πηγή θερμότητας με σκοπό την τήξη του μετάλλου. Είναι επίσης δυνατό να προστεθεί μέταλλο πλήρωσης για τη δημιουργία συνδέσεων και δυνατών κορδονιών ή ραφών κόλλησης.
Οι συσκευές TIG χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ή συνεχές ρεύμα για τη δημιουργία τόξου. Η Sunstone Engineering επέλεξε να αξιοποιήσει την εκτεταμένη εμπειρία της στην τεχνολογία κόλλησης με συνεχές ρεύμα. Με τη συσκευή Orion η χρήση, σε επίπεδο βιομηχανικής εφαρμογής, τεχνολογίας εκφόρτισης φορτίου παράγει το παλμικό τόξο. Η τάση στο εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να παρουσιάζει διακυμάνσεις έως και 20% κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι συσκευές κόλλησης αυτού του τύπου πλεονεκτούν σε σχέση με εκείνες που χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ρεύμα, δεδομένου ότι μπορούν και αποθηκεύουν ενέργεια πριν ξεκινήσει η διαδικασία κόλλησης. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το Orion εκτελεί επαναλαμβανόμενες εργασίες κόλλησης ανεξάρτητα από τυχόν διακυμάνσεις στο εναλλασσόμενο ρεύμα.
Κόλληση με αντίσταση (γνωστή και ως tack, fusion και spot welding)
Η κόλληση με αντίσταση, γνωστή στην κοσμηματοποιΐα ως tack ή fusion είναι πολύ διαφορετική τεχνική από την κόλληση TIG. Στην κόλληση με αντίσταση (tack) μεγάλο φορτίο ηλεκτρικού ρεύματος περνά από δύο προς κόλληση κομμάτια. Στο σημείο επαφής μεταξύ των δύο υλικών εμφανίζεται αντίσταση στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Καθώς το ρεύμα περνά από το συγκεκριμένο σημείο επαφής δημιουργείται θερμότητα αντίστασης. Όταν περνά επαρκές φορτίο ρεύματος από τα προς κόλληση κομμάτια η θερμοκρασία (ιδίως στην επιφάνεια επαφής των δύο κομματιών) αυξάνεται αρκετά ώστε να επέλθει τήξη του μετάλλου .
Περιορίζοντας την ισχύ και το φορτίο ηλεκτρικού ρεύματος προς το κομμάτι συγκόλλησης μπορείτε να προκαλέσετε «προσωρινή» ή «αδύναμη» κόλληση, τη λεγόμενη «κόλληση επαφής» (tack weld). Η τεχνική αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην κοσμηματοποιΐα. Δίνει τη δυνατότητα προσωρινής τοποθέτησης ενός υπό κατεργασία κομματιού πριν τη μόνιμη κόλληση. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι παρέχεται ένα ευρύ φάσμα επιλογών. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της τεχνικής αυτής είναι ότι δεν χρειάζεται να δένετε ή να σφίγγετε τα προς κόλληση κομμάτια πριν τη μόνιμη κόλληση.
Η μόνιμη κόλληση με αντίσταση είναι επίσης χρήσιμη στην κοσμηματοποιΐα. Με το Orion θα μπορείτε να επεξεργαστείτε βάσεις ή σύρματα για καρφωτά σκουλαρίκια, αγκράφες γραβατών, άγκιστρα, κυρτά ή σφυρηλατημένα μέρη, σφήνες, κουμπώματα και πολλά άλλα. Χάρη στη βιομηχανικής εφαρμογής τεχνολογία κόλλησης με αντίσταση, με το Orion μπορείτε να κατασκευάσετε τα πάντα, από κομμάτια ειδικής παραγγελίας μέχρι και μαζική παραγωγή κοσμημάτων!
Γιατί είναι απαραίτητο το αέριο προστασίας ;
Κατά τη διαδικασία κόλλησης με παλμικό τόξο το πλάσμα αναπτύσσει υψηλή θερμοκρασία με αποτέλεσμα την ταχεία τήξη του μετάλλου στο μεταλλικό λουτρό, στην περιοχή κόλλησης. Εάν ο αέρας της ατμόσφαιρας έρθει σε επαφή με το τετηγμένο μέταλλο, το οξυγόνο θα αντιδράσει με το ζεστό μέταλλο. Από την αντίδραση παράγεται οξείδιο μετάλλου το οποίο είναι εύθραυστο, πορώδες και έχει όψη καμένου.
Χρησιμοποιώντας ένα αέριο προστασίας όπως το καθαρό αργό (99,9% καθαρό, αργό 4.6) μπορείτε να αποφύγετε την αντίδραση αυτή. Το αργό χρησιμοποιείται για να απομακρύνει το οξυγόνο από την περιοχή κόλλησης. Καθώς προχωρεί η διαδικασία κόλλησης και δημιουργείται το τόξο, το αέριο προστασίας εμποδίζει το οξυγόνο να διεισδύσει στην περιοχή. Αφού κρυώσει το σημείο κόλλησης κλείνει αυτόματα η παροχή αερίου προστασίας.
Η ακίδα κόλλησης της συσκευής Orion με παλμικό τόξο
Η συσκευή κόλλησης Orion με παλμικό τόξο σχεδιάστηκε για να είναι απλή στη χρήση. Στην αυτόματη λειτουργία, όταν το ηλεκτρόδιο της ακίδας θα έρθει απλώς σε επαφή με την επιφάνειας κόλλησης, η διαδικασία θα ξεκινήσει αυτόματα με τη διάχυση αερίου προστασίας (αργού). Ακριβώς πριν γίνει η επαφή κόλλησης θα ακουστεί προειδοποιητικός ήχος. Εάν απομακρύνετε το ηλεκτρόδιο από το υπό κατεργασία κομμάτι πριν ή κατά τη διάρκεια του προειδοποιητικού ήχου η διαδικασία κόλλησης θα ακυρωθεί. Εάν επιτραπεί η συνέχισή της, θα ξεκινήσει η δημιουργία του τόξου. Κατά τη διάρκεια της κόλλησης το ηλεκτρόδιο της ακίδας «μαζεύεται» αυτόματα για την αποφυγή μόλυνσής του με κομμάτια του υλικού.
Συνήθως όσοι χρησιμοποιούν τη συσκευή Orion εξοικειώνονται μετά από λίγα μόνο λεπτά. Προτείνουμε λοιπόν να κάνετε πρώτα δοκιμαστικές εργασίες κόλλησης σε ανοξείδωτο χάλυβα ή τιτάνιο (ή ό,τι άλλο διαθέτετε). Με αυτόν τον τρόπο θα εξοικειωθείτε με τις απαιτήσεις ως προς την πίεση που πρέπει να ασκείτε στο υλικό, τη ροή του αερίου προστασίας αλλά και τις διάφορες επιλογές ισχύος που σας παρέχει η συσκευή. Με τη συσκευή Orion Master Jeweler Plus μπορείτε να επιλέξετε ρύθμιση σύμπτυξης ακροφύσιου ώστε η ρύθμιση αυτή να συνδυάζεται με την αντίστοιχη της πίεσης επαφής με τον καλύτερο δυνατό τρόπο.
Κατά τη διαδικασία κόλλησης πρέπει τα χέρια σας να είναι σταθερά, διαφορετικά υπάρχει πιθανότητα να αλλοιωθεί το φινίρισμα της κολλητικής εργασίας. Ακουμπήστε τα χέρια σας σε μία επιφάνεια για να παραμείνουν σταθερά. Προτείνουμε ανεπιφύλακτα να χρησιμοποιείτε τη βάση της ακίδας ή το στερεοσκοπικό μικροσκόπιο για να αποφύγετε τυχόν αστάθεια στα χέρια.
Τι πρέπει να γνωρίζετε πριν από οποιαδήποτε διαδικασία κόλλησης ;
Για μία επιτυχημένη εργασία κόλλησης προτείνουμε τα ακόλουθα:
• λάβετε υπόψη σας τις φυσικές ιδιότητες των προς κόλληση υλικών,
• εξασκηθείτε σε κομμάτια υλικών συναφούς μεγέθους και σύνθεσης (ωσότου εξοικειωθείτε),
• σκεφθείτε τη σύνδεση που θα πραγματοποιήσετε σε συνάρτηση με το προς κόλληση κομμάτι,
• χρησιμοποιήστε ως αναφορά τον Πίνακα Μετάλλων,
• λάβετε υπόψη σας τις φυσικές ιδιότητες.
Τα διάφορα μέταλλα και κράματα αντιδρούν με διαφορετικό τρόπο κατά τη διαδικασία κόλλησης. Για να καθορίσετε τις κατάλληλες παραμέτρους εκκίνησης είναι χρήσιμο να κατανοήσετε ορισμένες φυσικές ιδιότητες των μετάλλων. Για παράδειγμα, αν το υλικό που θα επεξεργαστείτε έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε περισσότερη ενέργεια κατά την εκκίνηση, για να έχετε το ίδιο αποτέλεσμα με αυτό στην περίπτωση ενός λιγότερο αγώγιμου υλικού. Εάν το υλικό έχει χαμηλή θερμοκρασία τήξης, πρέπει να μειώσετε την ισχύ και να αυξήσετε το χρόνο κόλλησης. Εάν εφαρμόσετε περισσότερο ρεύμα κόλλησης από όσο χρειάζεται (που σχετίζεται άμεσα με τη ρύθμιση ισχύος) σε μέταλλο χαμηλής θερμοκρασίας τήξης, το μέταλλο ενδέχεται να εξατμιστεί.
Μετά από λίγες σύντομες εφαρμογές κόλλησης σε πλήθος μετάλλων, ο χρήστης θα είναι σε θέση να επιλέγει τις κατάλληλες ρυθμίσεις κόλλησης. Για κάθε νέο υλικό που θα κατεργαστείτε συνιστάται να ξεκινάτε τη διαδικασία κόλλησης με χαμηλή ισχύ και να την αυξάνετε αναλόγως.
Σκεφθείτε τη σύνδεση που θα πραγματοποιήσετε σε συνάρτηση με το προς κόλληση κομμάτι.
Μην ξεχνάτε πως ορισμένα υλικά όπως το καλάι δεν έχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα με την εφαρμογή κόλλησης με παλμικό τόξο. Εάν η σύνδεση που χρησιμοποιείτε περιέχει καλάι, πρέπει να το αφαιρέσετε πριν τη κόλληση. Εάν η σύνδεση έχει «σπάσει», ίσως είναι καλό να προσθέσετε υλικό πλήρωσης και εκτός της περιοχής που έχει «σπάσει», ώστε να αποκαταστήσετε την αντοχή του μετάλλου. Σκεφθείτε τι τύπο σύνδεσης θα χρησιμοποιήσετε (I, X, V, Y κτλ.) και το κατάλληλο μέγεθος σύρματος κόλλησης, όπου απαιτείται.
Εφαρμόστε τις κατάλληλες ρυθμίσεις ισχύος ανάλογα με τη κόλληση που θέλετε να κάνετε
Με τη λειτουργία Pulse Arc Mode η κόλληση των μετάλλων επιτυγχάνεται ανάλογα με τη θερμική αγωγιμότητα και το σημείο τήξης. Ένα μέταλλο χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας (π.χ., ανοξείδωτος χάλυβας, τιτάνιο, κράματα κοβαλτίου) συγκολλάται εύκολα γιατί η θερμότητα παραμένει συγκεντρωμένη στο προς κόλληση σημείο. Επομένως, για την κόλληση ενός από τα μέταλλα αυτά χρειάζεται μικρότερη ισχύς από ό,τι για άλλα, ίδιας πυκνότητας, μέταλλα υψηλότερης θερμικής αγωγιμότητας.
Για τα μέταλλα υψηλότερης θερμικής αγωγιμότητας (π.χ., χαλκός, άργυρος, χρυσός) απαιτείται περισσότερη ισχύς για να δημιουργηθεί το ίδιο σημείο κόλλησης δεδομένου, ότι μεγάλη ποσότητα της θερμότητας χάνεται λόγω αγωγιμότητας.
Η θερμοκρασία τήξης του μετάλλου είναι εξίσου σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της απαιτούμενης ισχύος σε μία εργασία κόλλησης. Εάν γνωρίζετε την κατά προσέγγιση ή σχετική θερμοκρασία τήξης του υπό κατεργασία μετάλλου, θα είστε σε θέση να εκτιμήσετε πόση ενέργεια χρειάζεται για τη δημιουργία ενός σημείου κόλλησης. Η υψηλή θερμοκρασία τήξης σημαίνει ότι απαιτείται μεγαλύτερη ενέργεια για την κόλληση.
Στη λειτουργία Tack Mode η ισχύς είναι σημαντική παράμετρος, αλλά υπάρχουν και δύο άλλοι παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη: η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η πίεση επαφής. Στη λειτουργία Tack Mode το Orion είναι καθαρά συσκευή κόλλησης με αντίσταση. Αυτό σημαίνει ότι το Orion χρησιμοποιεί την ηλεκτρική αντίσταση του μετάλλου για να δημιουργήσει θερμότητα κόλλησης. Μέταλλα που είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού (π.χ., χαλκός) συγκολλώνται δυσκολότερα στη λειτουργία Tack Mode, γι’ αυτό και απαιτούνται ειδικά εξαρτήματα σύνδεσης για την εργασία αυτή. Δεύτερος σημαντικός παράγοντας στη λειτουργία Tack Mode είναι η πίεση επαφής. Μπορείτε να ελέγξετε την πίεση επαφής με τη δύναμη που εφαρμόζετε στα δύο προς κόλληση κομμάτια. Όσο πιο πολύ τα πιέζετε για να τα κολλήσετε, τόσο μειώνετε την ηλεκτρική αντίσταση στο σημείο επαφής τους και τη θερμότητα που δημιουργείται. Αντιστρόφως, λιγότερη πίεση σημαίνει μεγαλύτερη αντίσταση και θερμότητα.
Σε όλες τις εργασίες κόλλησης το μέγεθος και η πυκνότητα του μετάλλου είναι σημαντικές παράμετροι για την επιλογή ρυθμίσεων ισχύος. Η Sunstone Engineering συστήνει να ξεκινάτε με χαμηλή ισχύ, την οποία θα αυξάνετε σταδιακά μέχρι να βρείτε την κατάλληλη ισχύ
Ισχύς και χρόνος
Οι συσκευές Orion Master Jeweler και Master Jeweler Plus προσφέρουν μεγάλη ευελιξία ως προς τον έλεγχο της διείσδυσης και του μεγέθους του σημείου κόλλησης με παλμικό τόξο. Η προσαρμογή ισχύος αφορά τον έλεγχο του μεγέθους του σημείου κόλλησης ενώ ο χρόνος τη διείσδυση της κόλλησης. Επίσης, η ισχύς συνιστά ένα είδος μέτρου του ρεύματος και της θερμότητας κόλλησης. Ο χρόνος αφορά το χρονικό διάστημα κατά το οποίο εφαρμόζεται το ρεύμα ή η θερμότητα κόλλησης.
Δεδομένου ότι το Orion βασίζεται σε σύστημα κόλλησης με χωρητική αντίσταση, ο παλμός εξόδου θα παρουσιάζει ομαλή πτώση του ρεύματος κόλλησης. Αρχικά εμφανίζεται ρεύμα κορυφής, το οποίο θα πέφτει σταδιακά μέχρι να φτάσει στην τελική τιμή ρεύματος κόλλησης. Η πτώση του ρεύματος επιτρέπει στο λουτρό τήγματος κόλλησης να στερεοποιηθεί με πιο αργό ρυθμό δίνοντας εξαιρετικά λεπτό και λείο φινίρισμα. Εάν ο παλμός (και ο χρόνος) κόλλησης είναι σύντομοι, το ρεύμα κόλλησης θα αυξηθεί γρήγορα, μετά θα παραμείνει σχετικά σταθερό και στη συνέχεια θα σταματήσει. Ο παλμός αυτός αποτελεί εξαίρετη επιλογή εάν το ηλεκτρόδιο πρέπει να τοποθετηθεί σε μικρή γωνία.
Το ηλεκτρόδιο κόλλησης
Με την ακίδα κόλλησης της συσκευής Orion με παλμικό τόξο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ηλεκτρόδια δύο διαφορετικών διαμέτρων, 0,5 και 1,0 mm. Το ρεύμα κόλλησης συναρτάται με τη διάμετρο του ηλεκτρόδιου. Για μικρές εργασίες κόλλησης χαμηλής ισχύος, ιδίως στη λειτουργία μικροπαλμών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ηλεκτρόδια διαμέτρου 0,5mm. Τα ηλεκτρόδια διαμέτρου 1,0mm συστήνονται για μεγαλύτερες εργασίες κόλλησης υψηλής ισχύος αλλά χρησιμοποιούνται άνετα και σε εργασίες κόλλησης χαμηλής ισχύος.
