پرس کردن
این صفحه مطابق سیاست حذف ویکی‌پدیا برای حذف در نظر گرفته شدهاست. لطفاً اندیشههای خود را دربارهٔ این موضوع در نظرخواهی مربوط به این صفحه، که در صفحهٔ نظرخواهیهای برای حذف، قرار دارد، به اشتراک بگذارید. در ویرایش آزاد هستید، ولی صفحه نباید خالی شود و این آگاهسازی تا زمانی که بحث بسته شود نباید حذف شود. برای اطلاعات بیشتر، به ویژه دربارهٔ ادغام یا انتقال صفحه در مدت بحث، راهنمای حذف را بخوانید. |
در فلزکاری، پرس کردن یا اتصال پرس یک فرآیند شکل‌دهی ورق فلزی است که هدف آن اتصال ورقهای فلزی نازک بدون اجزای اضافی، با استفاده از ابزارهای ویژه برای ایجاد قفل درونی پلاستیکی بین دو یا چند ورق است. فرآیند به طور کلی در دمای اتاق انجام می‌شود، اما در بعضی موارد خاص می‌توان ورق‌ها را از قبل گرم کرد تا شکل‌پذیری مواد بهبود یافته و در نتیجه از شکل‌گیری ترک در طول فرآیند جلوگیری شود. پرس کردن با یک سری مزیت نسبت به فناوری‌های رقابتی توصیف می‌شود: [۱]
- کاهش دادن زمان اتصال (زمان اتصال کمتر از یک ثانیه است)
- کاهش دادن هزینه و وزن: این فرآیند شامل عناصر اضافی مانند پیچ، پرچ یا چسب نیست.
- کاهش هزینه دستگاه
- هیچ پیش سوراخی لازم نیست.
- می‌توان برای اتصال مواد مختلف از جمله فلزات، پلیمرها، چوب و مواد کامپوزیت استفاده کرد.
- می‌تواند به راحتی خودکار شود و به کارگران واجد شرایط نیاز ندارد.
- سازگار با محیط زیست: نیازی به پیش تصفیه با حلال‌ها، اسیدها و سایر مایعات مضر ندارد.
- استحکام مکانیکی مواد فلزی در نزدیکی مفصل عموماً به دلیل سخت‌شدن کار افزایش می‌یابد.
- تمیزی: این فرآیند جرقه یا بخار تولید نمی‌کند.
- تکرارپذیری
- انعطاف‌پذیری: ابزارهای یکسانی را می‌توان برای مجموعه وسیعی از مواد به کار برد.
- کاهش نیروهای پیوسته
ابزارها[ویرایش]
زیرا این فرآیند شامل نیروهای نسبتاً کم (بسته به نوع مواد برای اتصال، نوع ابزار و ضخامت ورق بین ۵ تا ۵۰ کیلونیوتن است)، پرس کردن معمولاً شامل ماشین‌هایی با اندازه و ابعاد کوچک (اغلب قابل حمل) است. ابزارها معمولاً شامل یک پانچ و یک قالب هستند. ابزارهای مختلفی تا الان ساخته شده است که می‌توان آن‌ها را به ابزارهای گرد و مستطیلی تقسیم کرد. ابزارهای پرس گرد عبارتند از: قالب‌های شیاردار ثابت، قالب‌های اسپلیت (با ۲ تا ۴ بخش متحرک) و قالب‌های تخت. چنین ابزارهایی اتصالات گرد تولید می‌کنند که رفتارهای مکانیکی تقریباً یکسانی را در تمام جهات صفحه نشان می‌دهند. هنگام استفاده از ابزارهای گرد، یکپارچگی و بی‌عیبی ورق در محل اتصال باید تضمین شود تا رفتار مکانیکی مناسبی در اتصالات حفظ شود.
از طرف دیگر، مفاصل مستطیلی شکل رفتارهایی از خود نشان می‌دهند که به جهت بارگذاری بستگی دارد و هر دو ورق تعمداً برای ایجاد قفل درونی در امتداد "جهت طولانی و بلند" بریده می‌شوند. انتخاب ابزار بسیار تحت تأثیر موارد زیر است:
- شکل پذیری مواد
- جهت بارگذاری
- ضخامت ورق‌ها
علاوه بر این، انتخاب ابزارهای پرس کردن تأثیر زیادی بر استحکام اتصال و انرژی جذب شده مفصل پرس شده به غیر از نیروی اتصال دارد. برای مثال، ابزارهای مستطیلی به نیروهای اتصال کمتری نسبت به ابزارهای گرد به علت خاصیت برشی مواد نیاز دارند، در حالی که در میان ابزارهای پرس گرد، قالب‌های شکافی به حداقل نیروی اتصال و بزرگترین قفل درونی در یکدیگر نیاز دارند. [۱]
یکی از مزایای پرس کردن، قابلیت اتصال ورق فلزی از قبل رنگ شده است که معمولاً در صنعت لوازم خانگی بدون آسیب رساندن به سطح رنگ شده استفاده می‌شود. به دلیل سختی جوشکاری نقطه‌ای آلومینیوم، پرس کردن وسیله مهمی برای بستن صفحه‌های آلومینیومی مانند هود و کلاهک‌ها در صنعت خودروسازی است.
مزایای اصلی در مقایسه با جوشکاری[ویرایش]
پرس کردن در درجه اول در صنایع خودروسازی، لوازم خانگی و الکترونیکی استفاده می‌شود، جایی که اغلب جایگزین جوشکاری نقطه‌ای می‌شود. پرس کردن نیازی به برق یا خنک کردن الکترودهایی که معمولاً با جوش نقطه‌ای مرتبط هستند، ندارد. به عنوان یک فرآیند اتصال مکانیکی، می‌توان از پرس کردن برای اتصال موادی که رسانایی الکتریکی ندارند مثل پلیمرها [۲] [۳] یا کامپوزیت‌های پلاستیک و فلز استفاده کرد. علاوه بر این، نیازی به آماده‌سازی بستر مانند از قبل تمیز کردن سطوح که برای فرآیندهای جوشکاری لازم است، ندارد. [۱] این واقعیت به کاهش هزینه‌های اتصال و اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند (زیرا تمیز کردن شیمیایی مورد نیاز نیست). پرس کردن جرقه یا دود تولید نمی‌کند. استحکام یک اتصال پرس شده را می‌توان به طور غیرمخرب با استفاده از یک ابزار اندازه‌گیری ساده برای اندازه‌گیری ضخامت باقیمانده در پایین اتصال، از قطر دکمه تولید شده بسته به نوع ابزار مورد استفاده، آزمایش کرد. انتظار عمر برای ابزارهای پرس صدها هزار چرخه است که آن را به یک فرآیند اقتصادی تبدیل می‌کند. اتصالات پرس شده که بر روی ورقهای آلومینیومی انجام می‌شود در مقایسه با جوشکاری نقطه‌ای عمر خستگی بالاتری دارند.[۱][۴]
مزایای اصلی در مقایسه با اتصال چسب[ویرایش]
پرس کردن نیازی به تمیز کردن سطوح ندارد در حالی پیش از استفاده از چسب‌ها نیاز است. پرس کردن تقریباً یک فرآیند اتصال فوری است (زمان مورد نیاز برای اتصال کمتر از یک ثانیه است) در حالی که اتصال چسب اغلب به زمان بسیار طولانی‌تری نیاز دارد که عمدتاً به علت خشک شدن مفصل است (تا چندین ساعت). مفاصل پرس شده کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی و اثر فرسودگی قرار می‌گیرند.
محدودیت های اصلی[ویرایش]
از آنجایی که این فرایند بر اساس تغییر شکل پلاستیک ورق‌ها است، پرس کردن توسط شکل پذیری ماده و جنس ورق محدود می‌شود. شکل‌پذیری فلز با دما افزایش می‌یابد، بنابراین فرآیندهای پرس کردن به کمک گرما ایجاد شدند که «قابلیت اتصال» را افزایش می‌دهند. افزایش دمای اتصال، تنش تسلیم ماده را کاهش می‌دهد، به طوری که نیروی اتصال کمتری مورد نیاز است. سیستم‌های گرمایشی مختلفی برای گرم کردن ورق‌ها قبل از پرس کردن استفاده می‌شود مانند:
- گرمایش همرفتی ارزان‌ترین راه حل است. برای طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات و پلیمرها (ترموپلاستیک‌ها) مناسب است. برای اتصال ورقهای آلومینیومی [۱][۵] و ورقهای پلیمری نیز استفاده می‌شود. [۲][۶]
- گرمایش القایی یک راه حل گرمایش سریع ارائه می‌دهد که شار گرما را در یک منطقه‌ی کاهش‌یافته متمرکز می‌کند. این روش را می‌توان برای مواد فلزی مانند آلیاژهای منیزیم اعمال کرد.[۱]
- گرمایش شعله.
گرمایش طولانی مدت می‌تواند اندازه دانه را افزایش دهد یا باعث تغییرات متالورژیکی در آلیاژها شود که این می‌تواند رفتار مکانیکی مواد در محل مفصل را تغییر دهد. [۵]
موادها[ویرایش]
پرس کردن به طور گسترده‌ای برای اتصال فلزات انعطاف‌پذیر از جمله موارد زیر استفاده شده است:
- فولاد کم کربن[۷] [۸]
- آلومینیوم [۱][۵]
- آلیاژهای مس [۱]
اخیراً به فلزات دیگر گسترش یافته است، مثل:
- منیزیم و آلیاژهای آن [۱]
- آلومینیوم با انعطاف‌پذیری کاهش یافته (AA6082-T6) [۱][۵]
- فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا [۱]
- آلیاژهای تیتانیوم [۱]
همچنین به موادهای غیر فلزی نیز گسترش یافته است، مثل:
جستارهای وابسته[ویرایش]
منابع[ویرایش]
- ↑ ۱٫۰۰ ۱٫۰۱ ۱٫۰۲ ۱٫۰۳ ۱٫۰۴ ۱٫۰۵ ۱٫۰۶ ۱٫۰۷ ۱٫۰۸ ۱٫۰۹ ۱٫۱۰ ۱٫۱۱ ۱٫۱۲ ۱٫۱۳ ۱٫۱۴ He, Xiaocong (2017). "Clinching for sheet materials". Science and Technology of Advanced Materials. 18 (1): 381–405. doi:10.1080/14686996.2017.1320930. PMC 5468947. PMID 28656065.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ Lambiase, F. (2015). "Joinability of different thermoplastic polymers with aluminium AA6082 sheets by mechanical clinching". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 80 (9–12): 1995–2006. doi:10.1007/s00170-015-7192-1.
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ Lambiase, F. (2015). "Mechanical behaviour of polymer-metal hybrid joints produced by clinching using different tools". Materials & Design. 87: 606–618. doi:10.1016/j.matdes.2015.08.037.
- ↑ Mori, K.; et al. (2012). "Mechanism of superiority of fatigue strength for aluminium alloy sheets joined by mechanical clinching and self-pierce riveting". Materials Processing Technology. 212 (9): 1900–1905. doi:10.1016/j.jmatprotec.2012.04.017.
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ ۵٫۳ Lambiase, F. (2015). "Clinch joining of heat-treatable aluminum AA6082-T6 alloy under warm conditions". Journal of Materials Processing Technology. 225: 421–422. doi:10.1016/j.jmatprotec.2015.06.022.
- ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2015). "Mechanical clinching of metal–polymer joints". Journal of Materials Processing Technology. 215: 12–19. doi:10.1016/j.jmatprotec.2014.08.006.
- ↑ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2013). "Finite Element Analysis of Material Flow in Mechanical Clinching with Extensible Dies". Journal of Materials Engineering and Performance. 22 (6): 1629–1636. Bibcode:2013JMEP...22.1629L. doi:10.1007/s11665-012-0451-5.
- ↑ Lambiase, F. (2012). "Influence of process parameters in mechanical clinching with extensible dies". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 66 (9–12): 2123–2131. doi:10.1007/s00170-012-4486-4.