בסדרה המעולה בנשיונל ג', "תעשיות-על" שודר פרק על תהליך ייצור מרשים ביותר של האודי R8,
החלק המסקרן ביותר תיאר את ייצור שילדת אלומיניום מרחבית בריתוך ידני (ממליץ לראות את ציוד המיגון המרשים שהרתכים מצוידים כולל מערכת נשימה אקטיבית מלאה)
http://www.youtube.com/watch?v=aWKjxH8mFDU
היוצרים הפליגו בשבחי השלדה די בצדק, בצילומי הסרט איירון-מן הנסיונות להפוך ולהתעלל ברכב לא צלחו עקב החוזק העצום של השלדה, ויוצרי הסרט נאלצו לשנות את התסריט.
זה כבר הצדיק תחקיר קטן, אז פניתי לידידנו גוגל והחלתי לנבור,
התעניינתי קודם באיך לעזאזל בחרו מתכנני השילדה באודי דווקא במכונית הדגל שלה, עליה לא טרחו לחסוך באמצעי ייצור מתקדמים ( 350 מיליון אירו השקיעה אודי במחלקת הצביעה הצורכת 70% אנרגיה מסה"כ המפעל)
להשתמש בריתוך MIG הנחשב נחות יותר מ TIG ?
תשובה חלקית לכך כבר ידעתי אבל לא הייתי בטוח בה, היתרון של TIG על MIG הוא בחדירה טובה יותר, או יותר מדויק יהיה לומר כי היחס בין עומק החדירה לרוחב התפר גדול יותר בטיג לעומת מיג.
אבל מה אם החומר דק מספיק כך שיתרון הטיג לא משמעותי כל כך ?
במקרה הזה לריתוך במיג יש יתרון בקצב משופר, כל זה ידעתיקודם, ועדיין לא קיבלתי מענה לשאלה מציקה אחת,
אם במיג שגם אודי משתמשים בו היחס ההוא עדיין נחות יותר מב TIG, גם אם התפרים מושלמים לכל עובי החלקים,
עדיין כמות החום שקשת הריתוך הפחות מרוכזת במיג (צפיפות האנרגיה לשטח) גדולה יותר ואמורה להגדיל את הסכנה לעיוותי חום בשילדה.
לא מצאתי תשובה מדויקת אבל אני יכול להעריך רק שסידור הריתוכים, מיקבולם בכיוונים כאלו שההתעוותיות מתבטלות
וג'יג רציני כנראה מתמודדים בהצלחה.
איזו סוג רתכת ?
את התשובה מצאתי בשרשור הזה
"The MIG machines that weld AL have a Pull/Push type gun. since the aluminum filler wire is fragile, it needs a gun that allows it to flow through the gun cable. These machines are pretty expensive because you need alot of settings to get the weld correct. One example of such a machine is the Lincoln Electric Power-Mig 350MP. It's a multi-process machine, and costs quite a bit.
What most people do is buy a spool gun, I've worked in a welding shop where I had to weld 1"thick aluminum for an IBM contract, and I did it with a spool gun. They're somewhat annoying, but for the price, you can't beat it.
Or just take the caps to a local shop, they probably wouldn't charge you too much."
בתרגום זריז מסתבר שתיל האלומינים פריך מידי למנגנון ההובלה ברתכת MIG סטנדרטית ונעשה שימוש באקדח מסוג PUSH/PULL המטפס לסטרטוספירת מחיר באיזו ה 2000$
http://assets.lincolnelectric.com/as...-1/300x300.jpg
וגם כי המיומנויות הנדרשות בריתוך אלומיניום במיג גבוהות יותר
Things that are aluminum and robotic welded are fed with CNC spool guns. They work well because they are able to measure arc by voltage and can adjust feed height and rate. A hand spool gun is a little sloppy - you have to move nice, have good height, and the stuff has to be CLEAN.
Welding aluminum via TIG is a little easier to learn on than on steel personally. I can do both decently, but aluminum seems to allow for more mess ups to be honest.
אבל למה דווקא ריתוך ולמה דווקא אלומיניום ?
נתחיל קודם בחסרונות :
חוזק החיבור בריתוך אלומיניום חלש פי 2 מחוזק המתכת,
אלומיניום "מתעייף" הרבה יותר מהר מהברזל הגמיש יותר: בשנים 1971-1972 פורשה בנתה את ה 917 טורבו
האגדתית (1100 כ"ס 385 קמ"ש ) למירוצי טייפ C.
בנסיון לחסוך במשקל לפני עידן סיבי פחם נבנתה השילדה מצינורות אלומיניום,
אלא שמהר מאוד התברר שעייפות החומר מהירה יותר מלהחזיק עונת מירוצים שלמה, וסכנת תאונה ברכב המתקרב ל 400 קמ"ש במירוץ ריחפה באויר.
מהנדסי פורשה התגייסו והגו פיתרון מבריק: אויר בלחץ גבוה נדחס לצינורות השילדה, בקצה אחד הצינורות הוברז שעון לחץ, ובכל עצירה בפיטס נבדק אם חלה ירידה מלחץ האויר המקורי.
http://ll.speedhunters.com/u/f/eagam...17CanAm/11.jpg
ופירוט נוסף מפורום פבריקטורים
"An aluminum monocoque design doesn't come to life without some risks as well but the failure factors are less in a well constructed monocoque than in a space-age aluminum design. This is due to the fact that when fabricating with aluminum you are dealing with extruded materials that have an inherent brittle characteristic to them. It is the brittleness of the material (tube) and the similar characteristic at the weld-point that are the limiting actors when dealing with aluminum. To over come this, added material is required and that additional material results in a minimal amount of weight reduction for an aluminum structure of tubes over that of steel."
If you look at the aluminium cars made by Lotus, (Jaguar and Audi ) they are all bonded sheet structures. "So no heat affected zones around the welds. Also Aluminium scores over steel in stiffness versus weight rather than tinsile strength versus weight. That advantage is maximised in the formed sheet "structures.
(רק הלוטוס משתמשת בהדבקה,
ובפורד GT גם נעשה שימוש בריתוך אלומיניום)
את התשובה למה בכל זאת אלומיניום מצאתי כנראה ב 2 השורות האחרונות בסוף אותו שרשור :
" Aluminum does not like to be flexed, it doesn't "spring" like steel does, but if you design around this by triangulating the joints so they don't bend, aluminum can make a very strong structure.
__________________"
ולמה דווקא ריתוך ? לשם כך בעקבות ההמלצה באותו שירשור, נפניתי לאתר של קירקהם, מבוני רפליקות ה AC קוברה המוצלחים.
בקירקהם יצרו שלדה ומרכב אלומיניום ללא ריתוך בהזמנה מיוחדת עבור לארי אליסון (בעלי חברת התוכנה אורקל ו- SUN ).
http://www.kirkhammotorsports.com/bo...et_kirkham.jpg
החיבור נעשה ע"י ברגים ודוולים (כמו חיבור ראש מנוע לבלוק)
http://i223.photobucket.com/albums/d...v/kirkham1.jpg
עוד יתרון בשיטה הזו , מיקום מדויק של נקודות עיגון המיתלים
" When
a tubular steel chassis is welded together, it always
warps from the welding process. When the steel tubes
warp, suspension pick-up points move all over the place,
messing up the kinematics of the suspension. Exact CNC
milling, then doweling and bolting the chassis together,
allowed us to hold the suspension points exactly where
we designed them to be. "
[IMG]http://i223.photobucket.com/albums/d...v/kirkham4.jpg[/IMG]
באנליזה שנעשתה לשילדת ה AC קוברה המקורית חושבה קשיחות השילדה ל 1450 רגל-פאונד/מעלה של עיוות.
בשילדת הבילט אלומיניום החדשה חושבה הקשיחות ל 4500 , שיפור של 300% בקשיחות, למכונית על כמו המקלארן F1 קשיחות השילדה ממריאה ל 10,000 רגל-פאונד/מעלה .
למרות שחוזק האלומיניום הוא שליש מברזל, תכנון נכון כפי שמפורט בעמוד 30 של המסמך הזה מסביר איך הושגה רמת הקשיחות בקירקהם AC.
בסיכום ניתן לקבוע כי עבור כיסים מספיק עמוקים אפשר לבנות שילדת אלומיניום מרהיבה וחזקה מאוד ללא ריתוך, זה לא בעיה כשקוראים לך לארי אליסון ויש לך סבלנות, אבל במכונית כמו האודי R8 המיוצרת בקצב גבוה יותר ממכוניות אקזוטיות
, ריתוך חלקי השילדה פשוט מהיר יותר מכל הדבקה או הברגה, ותיכנון מדוייק של הפרופילים הרחבים וחיבורם (אין צינורות בשילדה ) פותר כנראה את הבעיות בשילדות הישנות .
