Ако не сте запознати със съпротивителното заваряване или търсите по-ясно разбиране за него, определено трябва да прочетете тази статия внимателно. Тази статия ще ви отведе дълбоко в света на съпротивителното заваряване. Независимо дали сте начинаещ или искате да разширите знанията си, тази статия ще ви предостави ценна информация.
Какво е електросъпротивително заваряване?
Съпротивителното заваряване е високоскоростен, икономичен метод за свързване на метали. Тази техника на заваряване е подходяща за припокриващи се фуги, челни фуги или фуги, които не изискват херметичност, с дебелини под 6 mm за тънки листови конструкции. Разбира се, той може да заварява и по-дебели и по-големи метални детайли, но цялостното му представяне може да не е толкова добро, колкото някои други методи за заваряване.
Определение и основи
Съпротивително заваряванее метод, при който детайлите, които трябва да бъдат съединени, се поставят между два електрода. Чрез преминаване на ток през детайлите и контактните точки се получава съпротивително нагряване, което генерира топлина в кръстовището на детайлите. Това локализирано нагряване кара зоната да се стопи или да стане гъвкава, докато натискът от двата електрода свързва метала заедно.
Когато токът протича през проводник, той генерира топлина поради съпротивление. Колкото по-високо е съпротивлението, когато токът е постоянен, толкова повече топлина се произвежда. В точката, където металите са в контакт, съпротивлението е много по-голямо, отколкото в самия метал. Следователно, когато през контакта между метала и електрода преминава голям ток, металът бързо се нагрява поради огромната топлина. В този момент металът става силно пластичен и с приложен натиск двете парчета метал се свързват здраво заедно.
Принцип на работа на съпротивително заваряване
Принципът на съпротивително точково заваряване и образуването на съединения са илюстрирани на фигура 1-1. Метал A и метал B се поставят между два електрода и върху електродите се прилага натиск. Между двата електрода се пропуска мощен ток от трансформатора на резистивния заварчик. Контактните повърхности на детайлите образуват физическа контактна точка, която постепенно се разширява, докато токът я нагрява. Пластичната деформация и топлината непрекъснато активират атомите в контактната точка, което води до образуването на разтопено ядро. Разтопеното ядро расте под формата на колоновидни кристали, изтласквайки компонентите на сплавта с по-висока концентрация един към друг. Когато електродите на заварчика се отдалечат от металната повърхност и металът се охлади, детайлите се заваряват заедно, създавайки здрава метална връзка. Повърхността на съединението изчезва, оставяйки след себе си зърната на заварката.
1-1
Фактори, влияещи върху електросъпротивителното заваряване
Съпротивително заваряванее метод на заваряване, който използва електрически ток за генериране на топлина за свързване на метални компоненти. Както бе споменато по-рано, принципът на съпротивителното заваряване произтича главно от закона за нагряване на Джаул, където генерирането на заваръчна топлина се определя основно от параметри като ток, съпротивление и време на заваряване. Може да се изрази със следната формула:
Q = I²Rt
Значение на всеки параметър на заваряване:
Q - топлина (J)
I — Заваръчен ток (A)
R - Съпротивление (Ω)
t — Време за заваряване (s)
Заваръчен ток
Токът има значително влияние върху топлината, генерирана по време на заваряване, както е показано във формулата. Квадратната стойност на тока влияе на топлината, което означава, че колкото по-висок е токът, толкова по-бързо ще се увеличи топлината. Следователно, когато настройвате параметрите на заваряване преди заваряване, е от решаващо значение да зададете подходящия ток. Ако заваръчният ток е твърде малък, заваръчният шев няма да се стопи и няма да се образува сърцевина на топене. Ако токът е твърде голям, сърцевината на синтеза ще нарасне бързо, причинявайки прекомерно пръскане по време на заваряване и повреждане на електродите.
Заваръчният ток се разделя главно на променлив ток (AC) и постоянен ток (DC), както е показано на диаграмата по-долу. Theмашини за точково заваряванекоито използваме, също се разделят на машини за точково заваряване с постоянен ток и машини за точково заваряване с променлив ток. Машините за точково заваряване с постоянен ток използват трифазно захранване, което осигурява балансирано разпределение на мощността и може да постигне честоти на заваряване над 1000 Hz, което води до висока точност на заваряване. Те също имат предимството на ниското потребление на енергия от електрическата мрежа, което прави тези енергоспестяващи заваръчни машини все по-популярни сред производителите в производствената промишленост. Машините за точково заваряване с променлив ток имат монофазен 50Hz изход, висок капацитет на непрекъснато натоварване и високи изисквания към електрическата мрежа. Освен това те имат ниска мощност на заваряване, което изисква по-дълго време за заваряване.
Контактно съпротивление
От формулата е лесно да се види, че съпротивлението е право пропорционално на генерираната топлина. Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-голяма е топлината, произведена по време на заваряване. Съпротивлението се разпределя в различни части на електрода и детайла. По време на заваряване най-голямото съпротивление възниква в контактната точка на детайла, което води до най-голямо генериране на топлина. Следва съпротивлението в контактната точка между детайла и електрода. Въпреки това, тъй като електродът е с водно охлаждане и бързо се охлажда, температурата намалява бързо. От друга страна, контактното съпротивление между детайлите, въпреки че изчезва, има лошо разсейване на топлината, което води до високи температури. Поради това само малка площ между детайлите може да достигне температурата, необходима за образуване на ядро за сливане и заваряване заедно.
Освен това температурата и налягането на електрода влияят на съпротивлението. С повишаването на температурата границата на провлачване на метала намалява, увеличавайки контактната площ между детайлите и между детайла и електрода, което води до намалено съпротивление. Увеличаването на налягането на електрода прави повърхността на детайла по-гладка, разширявайки контактната площ и намалявайки съпротивлението. В резултат на това има феномен, при който по време на заваряване на типични материали съпротивлението се увеличава малко след включването на захранването и когато захранването се изключи и се образува сърцевината на топене, съпротивлението започва да намалява.
Време за заваряване
Колкото по-дълго е времето за заваряване, толкова по-висока е генерираната топлина. В тази формула токът и времето могат да се допълват взаимно. Когато искате силна заварка, можете да зададете висок ток за кратко време, за да генерирате бързо топлина и да оформите сърцевина за топене, за да завършите заваряването. Като алтернатива можете да зададете нисък ток за по-дълго време, но има ограничение за този подход. Ако времето е зададено твърде дълго, това може да доведе до прекомерно пръскане и може да причини залепване на електрода. Независимо дали е в момента или във времето, има ограничения. Когато задавате параметри, трябва да вземете предвид материала и дебелината на детайла, както и мощността на заваръчната машина.
Свойства на материала
Материалът на детайла до голяма степен влияе върху неговото съпротивление, което играе важна роля при генерирането на топлина при заваряване. При заваряване на неръждаема стомана, която има високо съпротивление и слаба топлопроводимост, е по-лесно да се генерира топлина, но по-трудно да се разсейва, така че са необходими по-малки токове. При заваряване на алуминиеви сплави с ниско съпротивление и добра топлопроводимост е по-трудно да се генерира топлина, но по-лесно да се разсейва, така че са необходими по-големи токове. Метали като сребро и мед имат висока топлопроводимост и ниско съпротивление, така че дори при високи токове те не генерират много топлина, но могат да я отведат. Следователно тези метали не са подходящи за електросъпротивително заваряване, но могат да се използват като електродни материали.
Дизайн и геометрия на електродите
Формата и материалът на електрода също оказват влияние върху генерирането на топлина. Площта на контакт между електрода и детайла влияе върху плътността на тока. Честото използване на електроди може да доведе до износване и деформация, увеличаване на контактната площ и намаляване на якостта на заваряване. Следователно трябва незабавно да поправим и сменим накрайниците на електродите. Топлопроводимостта и съпротивлението на електрода влияят на преноса на топлина. Затова трябва да избираме материали с добра топлопроводимост и ниско съпротивление.
Подготовка на повърхността
Формата и материалът на електродите също оказват влияние върху генерирането на топлина. Площта на контакт между електрода и детайла влияе върху плътността на тока. Когато нашите електроди се използват често и се износват, това увеличава контактната площ, което води до намалена якост на заваряване. Следователно трябва незабавно да поправим и сменим накрайниците на електродите. Топлопроводимостта и съпротивлението на електродите влияят върху преноса на топлина. Следователно трябва да избираме материали с добра топлопроводимост и ниско съпротивление.
Видове резiпозиция Заваряване
Поради различните продуктови спецификации и изисквания за заваряване, за изпълнение на задачата се използват различни процеси на съпротивително заваряване. Съпротивителното заваряване може да бъде разделено на точково заваряване, проекционно заваряване, заваряване на шевове и челно заваряване въз основа на процеса на заваряване.
Точково заваряване
Точково заваряванее метод на заваряване, при който металът се притиска заедно с горен и долен електрод и се заварява чрез преминаване на ток през него. Това е традиционна форма на съпротивително заваряване, лесна за работа и изисква относително ниски нива на умения от работниците. Поради уникалния си процес на заваряване, точковото заваряване е основният избор за заваряване на метални компоненти в аерокосмическото инженерство и се използва широко при заваряване на автомобилни каросерии и други компоненти. Обикновено се използва за заваряване на тънки листове от нисковъглеродна стомана, алуминий, неръждаема стомана, поцинкована стомана и други тънки плочи, обикновено с дебелина около 3 милиметра.
Заваряване на шевове
Заваряване на шевовеобикновено включва съединяване на краищата на два метални компонента. Двата метални детайла се поставят между два ролкови електрода. Докато единият електрод се търкаля и прилага натиск, възниква непрекъснато или периодично разреждане. Топлината, генерирана в точката на търкаляне на електрода, разтопява детайлите и ги свързва заедно, образувайки непрекъснат заваръчен шев. Този метод се използва широко за заваряване на метални части, изискващи запечатани съединения. Тъй като зоната на заваряване е сравнително дълга, за да предотвратим несъответствие, обикновено използваме точково заваряване за позициониране преди заваряване на шев.
Проекционно заваряване
Проекционно заваряванее разновидност на точковото заваряване, при което образуването на точката на заваряване е подобно на точковото заваряване, но проекционното заваряване обикновено се използва за детайли с повдигнати точки. Наличието на тези повдигнати точки ограничава зоната, през която преминава токът, увеличавайки плътността на тока в зоната на заваряване. Това концентрирано нагряване улеснява свързването на фугата. Този метод на заваряване е известен като проекционно заваряване. Проекционното заваряване може да образува едно или повече топени ядра на съединението наведнъж. По време на заваряване токът, необходим за заваряване на проекция в същата точка на заваряване, е по-малък от този за точково заваряване. Въпреки това, преди всяка проекция да бъде смачкана, токът трябва да разтопи проекцията; в противен случай може да има значително количество пръски. Проекционното заваряване може да се използва за заваряване на гайки, болтове или плочи с изпъкнали точки и се използва широко в производството на електронни и автомобилни компоненти.
Челно заваряване
Челно заваряваневключва подравняване на челните повърхности на два метални детайла, поставянето им между електродите, здраво закрепване на двата детайла и използване на силен ток за генериране на топлина, разтопяване на контактната повърхност на детайлите и свързването им заедно. Челното заваряване се разделя допълнително на челно заваряване с пламък и съпротивително челно заваряване.
Плавното челно заваряване е бърз процес на заваряване, който използва висок ток за бързо стопяване на детайлите, прилагайки натиск за образуване на твърдофазна връзка. Обикновено се използва за заваряване на големи напречни сечения на метални пръти, листове и тръби, като максималните площи достигат 20 000 mm² и повече. По време на процеса на електроразрядно заваряване в контактната точка се образуват искри, откъдето идва и името челно заваряване с пламък. Може да заварява стомана с високо съдържание на въглерод, неръждаема стомана, алуминиеви сплави, както и различни метали като мед и алуминий.
Съпротивителното челно заваряване използва съпротивителна топлина, за да доведе ставите на детайла до пластично състояние при високи температури, завършвайки процеса на заваряване със сила на коване. Подходящ е за заваряване на фуги с напречно сечение в рамките на 250 mm², често се използва за заваряване на метални проводници с малко напречно сечение, пръти и ленти.
Значение в производството
- Съпротивителното заваряване не изисква добавяне на метал по време на процеса на заваряване, което води до висока ефективност на заваряване и минимално замърсяване.
- Благодарение на своята последователност и стабилност, съпротивителното заваряване е лесно за автоматизиране, безпроблемно се интегрира с автоматизацията, за да подобри допълнително ефективността на производството и да спести труд.
- В сравнение с други методи на заваряване, съпротивителното заваряване е рентабилно. Първо, цената на оборудването за съпротивително заваряване е сравнително ниска, и второ, има минимален материален отпадък по време на процеса на съпротивително заваряване. Това значително намалява производствените разходи за производителите в производствената индустрия.
- Съпротивителното заваряване се използва широко в различни индустрии и е особено необходимо в сектори като космическата промишленост, автомобилостроенето и други.
- Съпротивителното заваряване е подходящо за заваряване на различни видове метали в производствената промишленост, включително неръждаема стомана, въглеродна стомана, алуминий, мед и други, което го прави универсален в приложението му.
Приложения
Съпротивителното заваряване се използва широко, главно в индустрии като автомобилни компоненти, космическа техника, електроника и тежка промишленост. Тъй като търсенето на заварени метални компоненти в различни индустрии продължава да расте, бяха определени по-високи стандарти за технологията на заваряване, което стимулира напредъка и развитието на съпротивителното заваряване.
Приложения в автомобилната индустрия
В производството на автомобили, където безопасността и стабилността са от първостепенно значение, електросъпротивителното заваряване е често използван метод за заваряване. Често се използва за свързване на различни метални компоненти в каросерии на автомобили, като покриви, врати, метални листове и метални гайки. Съпротивителното заваряване предлага висока ефективност, стабилно качество на заваряване и лесно се автоматизира, което го прави незаменим процес в автомобилната промишленост.
Приложения в космическата индустрия
Съпротивителното заваряване често се използва за свързване на метални компоненти в самолети и ракети, като например свързване на крила и фюзелажи на самолети, както и различни малки метални части. Тези компоненти трябва да притежават висока якост и издръжливост, със строги изисквания към качеството на съединенията, в което електросъпротивителното заваряване превъзхожда. Съпротивителното заваряване играе решаваща роля в аерокосмическата индустрия и напредъкът в тази област също се улеснява от аерокосмическия сектор.
Приложения в електронната индустрия
Резисторното заваряване обикновено се използва за електронни компоненти и определени метални части в електронни устройства. Предлага висока прецизност на заваряване и е подходящ за свързване на миниатюрни компоненти като електронни чипове и проводници. В днешната бързо развиваща се ера на електронни устройства, резисторното заваряване ускорява сглобяването на електронни компоненти, движейки напредъка на индустрията.
Приложения в тежката промишленост
Съпротивителното заваряване често се използва за заваряване на големи метални компоненти в мостове и сгради, като долни фланци на мостове и стоманена армировка. Използва се и в производството на големи машини за свързване на метални части. Със своята ефективна и стабилна заваръчна технология, съпротивителното заваряване се превърна в един от важните методи за обработка в тежката промишленост. Осигурява безопасността на тежко оборудване и конструкции.
Оборудване и компоненти
Заваръчни машини
Машини за електросъпротивително заваряванеса разделени в четири основни категории: машини за точково заваряване, машини за проекционно заваряване, машини за заваряване на шевове и машини за челно заваряване, базирани на различни процеси. Изберете подходящото заваръчно оборудване според характеристиките на материалите и формите.
Електроди
Theелектроде важен компонент за осигуряване на качество на заваряване. Основните материали за заваръчни електроди са: хром цирконий мед, алуминиев оксид мед, берилий кобалт мед, волфрам, молибден, графит и др. В зависимост от различните детайли, които се заваряват, електродите се разделят на плоски електроди, сферични електроди, електроди с гайка, болтове електроди и т.н. Обикновено фиксирането на електрода включва заострен монтаж, със съотношения на заостряне най-вече 1:10 и 1:5.
Охладителни системи
По време на работа машините за съпротивително заваряване изискват циркулираща вода за охлаждане на компоненти като електроди и трансформатори. Затова монтираме охладителна система за електросъпротивителни заваръчни машини. Температурата на охлаждащата вода трябва да бъде под 30°C. Ако температурата е твърде висока, това може да предизвика защитно изключване на заваръчната машина. Най-добре е да използвате охлаждаща вода без примеси за циркулация, за да предотвратите водни петна и запушвания на тръби.
Как да изберем правилния процес на заваряване?
Изборът на метод за заваряване зависи от много фактори.
Дебелина и форма на детайла: различниметоди на заваряванеса подходящи за детайли с различни дебелини и форми. Например електросъпротивителното заваряване обикновено е подходящо само за заваряване на тънки метални листове, докато необичайно оформените и дебели детайли обикновено се заваряват чрез електродъгово заваряване.
Изисквания за качество на заваряване: желаното качество на заваряване също диктува избора на метод на заваряване. За детайли, изискващи високо уплътнение и якост на съединението, трябва да се изберат методи на заваряване, които отговарят на тези изисквания.
Производствена ефективност и разходи: Ако се изисква голям годишен производствен обем, е необходим избор на метод на заваряване с висока ефективност. Съображенията за разходите също трябва да бъдат взети под внимание.
Фактори на околната среда: Някои методи на заваряване генерират отпадъчни материали и емисии, причинявайки замърсяване на околната среда. Следователно при избора на метод на заваряване трябва да се вземат предвид екологичните съображения.
ЧЗВ:
Какви са ограниченията на съпротивителното заваряване?
Съпротивителното заваряване не е подходящо за заваряване на големи метални компоненти.
Как гарантирате безопасността при съпротивително заваряване?
Когато работите със съпротивително заваряване, носете предпазна каска и предпазни очила.
Как мога да се обуча за съпротивително заваряване?
Можете да преминете обучение в aпроизводител на съпротивително заваряване.
Какви са основните проблеми с качеството на съпротивителните заваръчни съединения?
Студена спойка, недостатъчна якост, деформация при заваряване, окисляване.
Методи за проверка на съпротивителни заварени съединения
Разрушителен контрол, микроскопско изследване, визуална проверка, металографско изследване, ултразвуково изследване.
Време на публикуване: 02 април 2024 г
