Bakır ve alüminyum bara, makine operatörünün tarafından

Bakır ve alüminyum arasındaki seçim; iletkenlik, ağırlık, kilogram fiyatı, kısa devre dayanımı ve montaj maliyetine göre yapılır. Bu karşılaştırma başka bir yerde kapsamlı olarak ele alınmaktadır. Bu makale, karar verildikten sonraki adımı ele alır.

Fabrika zeminine diğer metalin paleti ulaştığında; delme ayarları, bükme payları ve talaş temizleme parametreleri değişir ve eklem hazırlığı da buna paralel olarak değişkenlik gösterir. Bu makalede ele alınan bu değişkenlerdir.

Önce elektriksel değil, mekanik değerlerden başlayın

Aşağıdaki tüm süreçler bu değerlerden türemiştir. İki standart bara malzemesi için tipik değerler: yüksek iletkenlikli bakır ve 1350 grado alüminyum:

İki nokta unutulmamalıdır. Alüminyum, aynı sertlik derecesinde bakırın yaklaşık üçte biri mukavemettedir ve yaklaşık olarak yarı sertliğindedir. Bu iki oran farklıdır ve fark, yay geri dönüşünün beklenmedik şekilde davranmasını sağlar.

Ek bir uyarı: 'alüminyum bara' birkaç farklı gruba ayrılır. Yukarıdaki tablodaki 1350, yumuşak ve yüksek iletkenlikli gruptur. Avrupa ve Asya'daki pek çok bara, minimum %0,2 akma mukavemeti 160 N/mm² ve minimum çekme mukavemeti 215 N/mm², ≥%52 IACS iletkenliğine sahip EN AW-6101B T6 grubundandır. Bu değer, yarı sert 1350'nin akma mukavemetinin yaklaşık üç katıdır ve bu makaledeki her işlem ayarını değiştirir. Herhangi bir makine ayarı seçilmeden önce grade belirlenmelidir.

Kuvvet ve mevcut makine kapasitesi

Delme kuvveti = çevre × kalınlık × kayma mukavemeti. Kayma mukavemeti, metallerin birbirinden ayrıldığı noktadaki dirençtir.

C11000 için yayınlanan veriler, yarı sert bakır için yaklaşık 179 N/mm² ve sert için 193 N/mm² kayma mukavemeti vermektedir. Yumuşak 1xxx alüminyum çok daha düşüktür: 1100-O için 62 N/mm² olarak listelenmiştir. 10 mm kalınlığında bir barada 13,5 mm çapında delik için (42,4 mm çevre); yarı sert bakır yaklaşık 76 kN, yumuşak alüminyum ise yaklaşık 26 kN gereklidir.

Bu bakır verilerinin geldiği kaynaklara dikkat edilmelidir. 200 ile 230 arasında değerler yaygın olarak dolaşır, ancak bunlar çekme değerlerinin kayma değeri olarak kullanılmasıdır. Bakır için ölçülen kayma mukavemeti, 0,8 kuralı yerine yaklaşık çekme mukavemetinin 0,65 ila 0,70 katıdır; bu nedenle çekme değerini kullanmak kuvveti yaklaşık üçte bir oranında abartır.

Delik boyutları, örnekten orantılanmak yerine, stokta tutulan cins sınıflandırmasıyla birlikte delme kuvveti hesaplayıcısı üzerinden hesaplanmalıdır. Alüminyum 1350 yerine 6101B-T6 cinsinden olduğunda, 62 N/mm² değeri iyimser bir tahmindir; tonaj için doğru başlangıç kabulü yaklaşık 150 N/mm² değerine yakındır. Bu yüzden hesaplayıcı, tek bir "alüminyum" seçeneği sunmak yerine alüminyum cinslerini ayrı ayrı listeler.

Bakır için zaten ekipmanlanmış bir atölye için pratik sonuç, alüminyum için kuvvetin hiçbir zaman kısıtlayıcı olmadığıdır. 600 kN kapasiteli EMAC-BP-60, yumuşak alüminyum bara için aşırı kapasitelidir ve bu bir sorun değildir. Sorun, sürecin dolayısıyla daha kolay olduğunu varsaymaktır.

Yumuşak olmak kolay olmak demek değildir

Bu, insanları yanıltan kısımdır. Bakır daha serttir, ancak bakır daha öngörülebilir davranış gösterir.

Bakır, delme açısından nispeten kırılgan kırılan bir malzemedir. Delici nüfuz eder, delici kenarından bir çatlak başlar ve kalıp kenarındaki çatlakla buluşana kadar ilerler, artık imha parçası ayrılır. Parlatılmış banttan kırılma bölgesine geçiş temizdir ve talaş tutarlı ve küçüktür.

Yumuşak alüminyumun kırılması istemez. Akış gösterir. Delicinin önünde gerilir, kalıba doğru sürüklenir ve geç ve düzensiz şekilde ayrılır. Üç belirli sorun ortaya çıkar.

İlki, yapışma ve biriken kenardır. Alüminyum alete transfer olur. M2 takımlı çelikle punched 2 mm AA5754-O sac üzerinde yapılan çalışmada, transfer edilen hacim doğrudan ölçülmüş ve yapışmanın kuru delme vuruşlarının ilk aşamalarında en hızlı ilerlediği, 20. ve 125. vuruş arasında vuruş başına yaklaşık 7.5 × 10⁵ µm³ oranına yerleştiği bulunmuştur. Sacı yağ bazlı bir gresle yağlamak, transferi belirgin şekilde azaltmıştır. Transfer olan malzemenin yaptığı şey, etkili delici geometrisini değiştirmektir: delici büyür, boşluk daralır, delik boyutu kayar ve sonunda delici artık imha parçasında sıkışır.

İkincisi, soğuk kaynaklama, yani aynı yapışmanın artık imha parçası üzerinde etki etmesidir. Delici yüzeyine kendini kaynaklayan bir alüminyum artık imha parçası, deliciyle birlikte geri gelir ve gitmesi gerektiği yere, genellikle kalıp yüzeyine düşer; bir sonraki vuruşta bunu bara bastırır.

Üçüncüsü ise talaşın şeklidir. Bir bakır talaş, temiz bir şekilde kırılabilen kaldırılmış bir kenardır. Bir alüminyum talaş,_pullama fırçası altında kesilmek yerine katlanan, büküldüğünde ise tekrar dikilen, bükülmüş sünek bir kanattır.

Boşluk sezgiye ters düşer

Genel kural, daha sert ve daha yüksek kesme dayanımlı malzemenin daha fazla boşluğa, daha yumuşak ve daha sünek malzemenin ise daha az boşluğa ihtiyaç duymasıdır. Bu, çoğu operatörün tahmininin tam tersidir, çünkü akıllarını daha çok alet ömründen ziyade kesim kalitesinden geçirirler.

Alüminyum boşluğu çok geniş ayarlanırsa, temiz kırılmaz. Malzeme çekilip gerilerek kalıba sürüklenir; bu da büyük bir yuvarlaklama, girişte çıkışta olduğundan daha dar konik bir delik ve alt yüzeyde ağır bir yırtılma talaşı oluşturur. Çok dar ayarlanırsa, ikincil kesme belirir; delik duvarında görülür bir ikinci kırılma bandı oluşur ve delici ile kalıp yüzeyleri daha yakın olduğundan, aralarındaki alüminyumla birlikte yapışma sorunu daha da kötüleşir.

Yayınlanmış clearance tabloları birbiriyle tutarsızdır ve bazıları kendi içinde de tutarsızdır; bu nedenle ölçü aleti olarak delik cidarını kullanın. Tek bir kırılma bandı olan temiz parlatılmış bant doğrudur, çift kırılma bandı çok dar olduğunu, büyük yuvarlanma ve yırtık çıkış çok geniş olduğunu gösterir. Sayılar ve tam teşhis bakır ve alüminyum bara delme kesme bükme makinesi için delme-dolap aralığı sayfasında yer almaktadır.

Dikkate değer diğer düzeltme, punch burnu geometrisidir. Bakırda işe yarayan düz yüzlü punch, alüminyumda kesmeyi aşamalı olarak kırmak ve tepe kuvvetini düşürmek için kesme açısı veya eğim gerektirir; bu da hem snap-through şokunu hem de talaşın yapışma eğilimini azaltır.

Geri yayma: alüminyum türüne bağlıdır

Bir bükmedeki geri yayma, verilen bükme yarıçapı-kalınlık oranı için akma gerilmesi / elastisite modülü (σy/E) oranıyla orantılıdır. Yalnızca mukavemetle veya yalnızca rijitlikle değil.

Üç yaygın bara malzemesi için oranı hesaplayın:

Yarı sert 1350, yarı sert bakırdan daha az geri yayılır; çünkü çok daha zayıf olmasına rağmen aynı zamanda çok daha az rijittir ve mukavemet rijitlikten daha fazla düşer. 6101B-T6, bakırın mukavemetinin çoğunu korurken alüminyumun düşük modülünü de koruduğu için bakırdan yaklaşık %50 daha fazla geri yayılır.

Bu nedenle "alüminyum daha fazla geri yayılır" ve "alüminyum daha az geri yayılır" ifadeleri tecrübeli kişilerden duyulan ve her ikisinin de çalıştıkları malzeme hakkında doğru olan ifadelerdir.

Pratik cevap tartışmak değil, ölçmektir. Bükme makineleri elektronik geri yayma kompanzasyonu içerir; bu, düzeltmenin bir operatör alışkanlığı değil, malzeme ve takıma göre saklanmış bir değer olduğu anlamına gelir. "Alüminyum" adında tek bir giriş yerine üç malzeme girişi ayarlayın ve her yeni sertlik veya tedarikçi için bir test numunesi bükün. Aynı disiplin, alüminyumun daha düşük kuvvetlere rağmen genellikle daha cömert olması gereken minimum bükme yarıçapı için de geçerlidir; çünkü punch altında akmasını sağlayan süneklik, sıkı bir bükmenin dış lifinde çatlamasını engellemez.

Ayrıca bakırın 17'sine karşı 23 × 10⁻⁶/K olan genleşme katsayısını da not edin. 6 m'lik bir çubuk üzerinde bu, soğuk bir atölyede ölçülen uzunluğu ve sıcak birleşimde delik konumlarını değiştirir.

Oksit katmanı her şeyi değiştirir

Bakır yavaşça oksitlenir ve oluşan film yarı iletkenlidir; çünkü bakır iyonları içine diffüze olur ve iletim her iki yönde de devam edebilir. Bu yüzden çıplak bakır birleşimleri çalışır.

Alüminyum oksit, birinci sınıf bir elektriksel yalıtımcıdır ve taze bir yüzeyin hava ile temas etmesinden birkaç mikrosaniye içinde oluşur. Her alüminyum bara, bu tabakayla birlikte gelir ve her kesit yüzeyi ile delinen delik, birkaç saniye içinde yeni bir tane üretir.

Aynı zamanda mekanik olarak da serttir. Korundum bir aşındırıcıdır ve Vickers ölçeğinde binlerce birim sertliğe sahipken, sert çekilmiş bakır yaklaşık 90 HV civarındadır. İletim yapmayan bu film aynı zamanda alet takımını da aşındıran filmdir; bu istenmeyen bir kombinasyondur: alüminyum, yapışma yoluyla aleti yüklerken, oksit aracılığıyla da aşındırır.

Atölyede iki sonucu vardır.

Keskin çıkıntı giderme için, alüminyum aşındırıcı bantları ve fırçaları bakırdan çok daha hızlı yükler ve yüklü malzeme kesme yerine parlatma yapar. Alüminyum, özel malzemelerle işlenmelidir. İki metal arasında herhangi bir yönde bir bant paylaşılmamalıdır: bir alüminyum yüzeyine gömülü bakır parçacıkları, nem bekleyen galvanik hücrelerdir ve bir birleşim yüzüne bulaşmış alüminyum ise tam da yanlış yerde yalıtıcı bir filmdir. BND800-2, 0,5 ila 50 mm kalınlığında baraları 5 ila 30 m/min hızında işler; bu nedenle iki metali ayrı kampanyalar halinde çalıştırmak ve arada malzeme değiştirmek, verimden ziyade programlama maliyeti yaratır.

Birleştirme için, oksit montaj sırasında mekanik olarak kırılmalı ve yeniden oluşması önlenmelidir. Standart uygulama, birleştirme yüzeylerini bir bileşik tabakası altında aşındırmaktır, böylece taze metal asla havaya maruz kalmaz ve montaj hemen yapılır. Pazartesi günü hazırlanan ve Çarşamba günü somunlanan bir bara, preparation için hiçbir şey yapmamıştır.

Kaplama ve galvanik eşleşme

Kaplamasız alüminyum-alüminyum birleşimleri, doğru şekilde bileşiklendirilip monte edildiğinde çalışabilir, ancak kaplamasız bakır-bakır birleşimlerine göre çok daha affedici değildir; çünkü oksit yarı iletken değil yalıtıcıdır ve alüminyum sünme gösterir.

Bu sünme değerini aklınızda tutun. 20 °C'de tavlanmış 1080 alüminyum, 26 N/mm² gerilmede 1000 saatte minimum %0,022 sünme hızı gösterirken, tavlanmış yüksek iletkenlikli bakır aynı hızı, aynı gerilmeye ancak 150 °C'ye ısıtıldığında ulaşır. Oda sıcaklığında alüminyum, normal birleşim temas basıncı altında, bakırın hizmet aralığının hiçbir yerinde ulaşamayacağı bir hızda zaten sünmektedir. Alüminyum birleşimlerinde disk yaylı rondelalar bir yükseltme değil, bir zorunluluktur ve nedeni hakkında daha fazla bilgi somunlu birleşim makalesinde bulunmaktadır.

Alüminyum ve bakırın birleştiği yerlerde kaplama artık isteğe bağlı değildir. İki metal electrochemically olarak birbirinden çok uzaktır: bakır için +0,34 V ve alüminyum için -1,66 V (standart hidrojen elektroduna karşı) ve herhangi bir elektrolit varlığında alüminyum korozyona uğrar. Kurallar kısadır:

• Nem veya kondensasyona maruz kalabilecek hiçbir yerde kaplamasız alüminyumu kaplamasız bakıra cıvatalamayın.
• Alüminyum yüzeyini kalay ile kaplayın, böylece arayüzün her iki tarafı da aynı metal olur veya fabrikada yapıştırılmış bimetalik geçiş plakası kullanın.
• Geçişin sahada yapılması gereken yerlerde, arayüzü bir bileşik ile mühürleyin ve bir kontrol aralığı kabul edin.
• Çelik bağlantı elemanlarının da doğrudan alüminyumla temas etmesini önleyin. Bakır ile olan eşleşme kadar şiddetli olmasa da, zararsız değildir ve izole rondelalı kaplamalı veya paslanmaz çelik bir bağlantı elemanı ucuz bir çözümdür.

Alet aşınması ve yağlama

Bakır genellikle kuru olarak delinir. Bakır, alet takımına normal şekilde aşındırıcıdır ancak yapışmaz, bu yüzden alet ömrü kenar aşınmasına bağlıdır ve tahmin edilebilir.

Alüminyum mümkün olduğunca ıslak delinmelidir. Yağlama, tutunmaya karşı en etkili müdahaledir ve aynı anda iki işi görür: metalin puya yapışmasını önler ve pulun pula yapışmadan puştan çekilmesini sağlar. Kompromis şudur ki bir barada bulunan yağlayıcının yalıtım veya kaplama öncesi çıkarılması gerekir; bu nedenle yağlanma sürecinin çıkarabileceği bir kalitede olmalıdır ve temizleme adımı, bir varsayımdan ziyade iş akışında yer almalıdır.

Takım kaplamaları yardımcı olur. Nitrelenmiş veya DLC kaplamalı punchlar, düz takım çeliğine kıyasla alüminyum yapışmasına karşı daha dirençlidir. PunchMuayene sıklığının da değişmesi gerekir: bakır vuruş sayısına göre, alüminyum ise delik kalitesine göre kontrol edilir, çünkü tutunma, punch kenarı aşınmadan çok önce deliği bozar.

Metal değiştiğinde ne değişmeli

Bir hattın dönüşümü için kısa liste şudur:

1. Alaşımı ve temperi ambalaj notundan değil, dilim sertifikasından doğrulayın. 1350 ve 6101B-T6, ayrı malzeme olarak ele alınacak kadar farklı davranır.
2. Kuvvet hesabındaki kayma mukavemetini sıfırlayın ve tonajı aslında en çok delinen delik desenine göre yeniden kontrol edin.
3. Yumuşak alüminyum için flamingo marjını azaltın ve tabloya karşı değil, delik duvarına karşı doğrulayın.
4. Puncha yağlama ve ardından bir temizleme adımı ekleyin.
5. Her temper için germeyi bükme provası ile yeniden türetin ve bükicide ayrı bir malzeme girişi olarak saklayın.
6. Barlama medyasını değiştirin ve ayrı tutun.
7. Birleşim spesifikasyonunu değiştirin: kompozit, anında montaj, disk yayları ve alüminyum-bakır arayüzünde kaplama.

Bakırın kendi temperi, kendi ailesi içinde en az bitcoin kadar önemlidir ve bunun referansı EN 13601'dir: R220/H040 220 ile 260 N/mm² arasında yumuşak annealed'den R290/H090 290 ile 360 N/mm² arasında sert'e kadar. Bir mağazanın bir bakır temperi ve bir alüminyum kalitesi ile çalışması, yönetilecek iki malzeme demektir. Bir mağazanın tüccarın stokta ne varsa alması, iki hayli fazla malzeme demektir ve makine ayarları buna yansımalıdır.