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Perfuração de fusão a quente
1. Processo de perfuração por fusão a quente
A tecnologia de formação sem cavacos em alta temperatura e perfuração por fricção a quente, conhecida como tecnologia de perfuração por fusão a quente, é um novo tipo de método de perfuração de placas finas. Ele usa o princípio físico básico da geração de calor por fricção para fazer furos com saliências em peças metálicas em forma de placa ou tubulares, que são formadas de uma só vez e sem cavacos de perfuração. Este processo substitui completamente o processo de soldagem (rebitagem) de porcas em peças de paredes finas.
2. História de desenvolvimento da tecnologia de perfuração por fusão a quente
Já em 1923, o Sr. VALLIERE, um francês, tentou desenvolver uma ferramenta para perfuração por fusão a quente em chapas metálicas usando o princípio da geração de calor por fricção.
Após anos de experimentação, foi tecnicamente bem-sucedido, mas não viável em aplicações industriais práticas. A razão é que:
a. O metal duro de alta resistência ainda não foi lançado;
b. A geometria correta da broca não é conhecida;
c. O rebolo diamantado ainda não foi lançado;
d. Não existe equipamento mecânico capaz de produzir formas especiais complexas.
Demorou 60 anos para que os problemas acima fossem resolvidos e a comercialização bem-sucedida de brocas de hot melt.
3. O princípio de funcionamento do processo de perfuração por fusão a quente
A broca de fusão a quente é uma ferramenta feita de liga dura especial de carboneto de tungstênio, resistente ao desgaste e a altas temperaturas (por isso também é chamada de broca de fusão a quente de aço de tungstênio ou broca de fusão a quente de metal duro).
Quando a broca rotativa de alta velocidade entra em contato com a superfície da peça de trabalho e aplica pressão axial para baixo, a cabeça da broca de fusão a quente esfrega contra o metal e gera uma alta temperatura de 650 graus a 750 graus, o que torna o metal em a vizinhança da broca termofusível amolece rapidamente.
Enquanto a broca hot-melt extrusa e penetra, a peça de metal amolecida é esticada em uma frente de metal (ressalto) com três a quatro vezes a espessura original. Todo o processo leva apenas 2-6 segundos.
Esta saliência pode ser usada para rosqueamento por extrusão, formação de rosca, o que pode fortalecer o efeito de conexão, e também pode ser usada para suporte de rolamento, conexão de garganta bifurcada, etc.
Como todo o processo de perfuração por hot melt é livre de cavacos, a rosca processada pode suportar alta força de tração e força de torção, o que pode substituir completamente o processo anterior de perfuração após soldagem ou processo de prensagem de porcas de rebite.
4. Processo de perfuração por fusão a quente:
A broca de hot melt apenas toca o material e é posicionada, pressionando-o então contra o material com alta força axial e velocidade.
A pressão e a velocidade aplicadas geram calor de fricção de cerca de 600 graus, que plastifica e molda o material. As brocas de hot melt penetram nos materiais em segundos.
A broca hot-melt comprime o metal horizontal e verticalmente, o que move o material para baixo, criando uma bucha. Quando a broca hot melt penetra no metal, a pressão de alimentação é gradualmente reduzida e a taxa de alimentação aumenta gradualmente.
Agora, o processo de perfuração por hot melt formou uma bucha. O material na direção oposta da alimentação é extrudado e forma uma mesa circular que pode ser utilizada para vedação. Esta mesa circular pode ser removida na mesma operação utilizando uma broca plana com aresta cortante na posição da cinta de perfuração.
Os machos de extrusão podem ser usados imediatamente para rosqueamento sem lascas da bucha resultante. O rosqueamento por extrusão a frio aumenta a dureza do material.
Conclusão: As brocas hot melt são capazes de suportar altas cargas e juntas de torção. Não há necessidade de fazer furos e posterior rebitagem ou soldagem de porcas.
5. Vantagens e desvantagens da perfuração por hot melt
Vantagens das brocas hot melt:
a. A altura da mesa circular é mais de três vezes a espessura da matéria-prima e pode suportar torque e tensão muito grandes;
b. Alta precisão e alta resistência, os furos são de alta precisão.
c. Limpo e ecologicamente correto, nenhum ou muito pouco cavaco é gerado durante o processamento.
d. Rápido e eficiente, o tempo de processamento é de apenas 2 a 6 segundos.
e. A gama de materiais aplicáveis é muito ampla, é adequada para ferro, aço macio, aço inoxidável, alumínio, cobre, titânio, materiais magnéticos, ligas especiais e a maioria dos materiais metálicos (exceto estanho ou zinco)
f. Pode substituir processos caros, como soldagem e rebitagem de porca.
g. Melhore muito a qualidade do produto, economize tempo de processamento e reduza seus custos.
Desvantagens das brocas hot melt:
a. A broca de fusão a quente é adequada apenas para o processamento de acessórios para tubos de paredes finas e a espessura máxima do material do furo perfurado não pode exceder 12,5 mm.
b. Deve haver um espaço para a direção do fluxo do material de deformação plástica termofusível.
c. O material a ser processado deve ser capaz de suportar altas temperaturas.
d. Os materiais que foram pulverizados e revestidos não são adequados para processos de perfuração por fusão a quente.
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