Ako ste novi u otpornom zavarivanju ili tražite jasnije razumijevanje toga, onda svakako morate pažljivo pročitati ovaj članak. Ovaj članak će vas odvesti duboko u svijet otpornog zavarivanja. Bilo da ste početnik ili želite da proširite svoje znanje, ovaj članak će vam pružiti vrijedne uvide.
Šta je otporno zavarivanje?
Otporno zavarivanje je brza, ekonomična metoda spajanja metala. Ova tehnika zavarivanja je prikladna za preklopne, čeone spojeve ili spojeve koji ne zahtijevaju nepropusnost zraka, debljine manje od 6 mm za tanke limene strukture. Naravno, može zavariti i deblje i veće metalne komade, ali njegove ukupne performanse možda neće biti tako dobre kao neke druge metode zavarivanja.
Definicija i osnove
Otporno zavarivanjeje metoda u kojoj se radni komadi koji se spajaju postavljaju između dvije elektrode. Propuštanjem struje kroz izratke i kontaktne točke dolazi do otpornog zagrijavanja, stvarajući toplinu na spoju radnih komada. Ovo lokalizirano zagrijavanje uzrokuje da se područje topi ili postane savitljivo, dok pritisak s dvije elektrode povezuje metal zajedno.
Kada struja teče kroz provodnik, on stvara toplotu zbog otpora. Što je veći otpor kada je struja konstantna, proizvodi se više topline. Na mjestu gdje su metali u kontaktu, otpor je mnogo veći nego unutar samog metala. Stoga, kada velika struja prođe kroz kontakt između metala i elektrode, metal se brzo zagrijava zbog ogromne topline. U ovom trenutku, metal postaje visoko duktilan, a uz primijenjeni pritisak, dva komada metala se sigurno spajaju.
Princip rada otpornog zavarivanja
Princip otpornog točkastog zavarivanja i formiranje spojeva prikazani su na slici 1-1. Metal A i metal B postavljeni su između dvije elektrode, a na elektrode se primjenjuje pritisak. Snažna struja prolazi između dvije elektrode pomoću transformatora otpornog zavarivača. Kontaktne površine radnih komada formiraju fizičku kontaktnu tačku, koja se postepeno širi kako se struja zagrijava. Plastična deformacija i toplina kontinuirano aktiviraju atome na kontaktnoj točki, što dovodi do formiranja rastaljene jezgre. Otopljeno jezgro raste u obliku stupčastih kristala, ističući komponente veće koncentracije legure jedna prema drugoj. Kada se elektrode zavarivača odmaknu od metalne površine i metal se ohladi, radni komadi se zavaruju zajedno, stvarajući jaku metalnu vezu. Površina spoja nestaje, ostavljajući za sobom grumen vara.
1-1
Faktori koji utječu na otporno zavarivanje
Otporno zavarivanjeje metoda zavarivanja koja koristi električnu struju za stvaranje topline za spajanje metalnih komponenti. Kao što je ranije spomenuto, princip otpornog zavarivanja uglavnom proizlazi iz Jouleovog zakona zagrijavanja, gdje je stvaranje topline zavarivanja prvenstveno određeno parametrima kao što su struja, otpor i vrijeme zavarivanja. Može se izraziti sljedećom formulom:
Q = I²Rt
Značenje svakog parametra zavarivanja:
Q — Toplina (J)
I — Struja zavarivanja (A)
R — Otpor (Ω)
t — Vrijeme zavarivanja (s)
Struja zavarivanja
Struja ima značajan uticaj na toplotu koja se stvara tokom zavarivanja, kao što je prikazano u formuli. Kvadratna vrijednost struje utječe na toplinu, što znači da što je struja veća, toplina će se brže povećati. Stoga je pri podešavanju parametara zavarivanja prije zavarivanja ključno podesiti odgovarajuću struju. Ako je struja zavarivanja premala, zavar se neće rastopiti i neće se formirati fuziono jezgro. Ako je struja prevelika, fuziono jezgro će brzo rasti, uzrokujući prekomjerno prskanje tijekom zavarivanja i oštećenje elektroda.
Struja zavarivanja se uglavnom dijeli na naizmjeničnu struju (AC) i jednosmjernu struju (DC), kao što je prikazano na dijagramu ispod. Themašine za tačkasto zavarivanjekoje koristimo također se dijele na aparate za točkasto zavarivanje jednosmjernom strujom i aparate za točkasto zavarivanje naizmjenične struje. Mašine za točkasto zavarivanje jednosmjernom strujom koriste trofazno napajanje, osiguravajući uravnoteženu distribuciju energije i mogu postići frekvencije zavarivanja od preko 1000 Hz, što rezultira visokom preciznošću zavarivanja. Oni također imaju prednost niske potražnje za električnom energijom iz električne mreže, što ove zavarivače koji štede energiju čini sve popularnijim među proizvođačima proizvodne industrije. Mašine za točkasto zavarivanje naizmjeničnom strujom imaju jednofazni izlaz od 50 Hz, visoku trajnu nosivost i visoke zahtjeve za električnu mrežu. Osim toga, imaju nisku snagu zavarivanja, zahtijevaju duže vrijeme zavarivanja.
Contact Resistance
Iz formule je lako vidjeti da je otpor direktno proporcionalan proizvedenoj toplini. Što je veći otpor, veća je toplina proizvedena tokom zavarivanja. Otpor je raspoređen na različite dijelove elektrode i obratka. Tokom zavarivanja, najveći otpor se javlja na kontaktnoj tački radnog komada, što rezultira najvećim stvaranjem toplote. Sljedeći je otpor na kontaktnoj točki između obratka i elektrode. Međutim, pošto je elektroda hlađena vodom i brzo se hladi, temperatura se brzo smanjuje. S druge strane, kontaktni otpor između radnih komada, iako nestaje, slabo odvodi toplinu, što dovodi do visokih temperatura. Stoga, samo mala površina između radnih komada može dostići temperaturu potrebnu za formiranje fuzionog jezgra i zavarivanje zajedno.
Dodatno, temperatura i pritisak elektrode utiču na otpor. Kako temperatura raste, granica popuštanja metala se smanjuje, povećavajući površinu kontakta između obratka i između radnog komada i elektrode, što rezultira smanjenim otporom. Povećanje pritiska elektrode čini površinu radnog komada glatkijom, povećavajući površinu kontakta i smanjujući otpor. Kao rezultat toga, dolazi do pojave u kojoj, tokom zavarivanja tipičnih materijala, otpor raste ubrzo nakon uključivanja, a kada se napajanje isključi i formira se fuziono jezgro, otpor počinje da opada.
Vrijeme zavarivanja
Što je duže vrijeme zavarivanja, to je veća toplina koja se stvara. U ovoj formuli, struja i vrijeme mogu se nadopunjavati. Kada želite jak zavar, možete postaviti visoku struju na kratko vrijeme kako biste brzo generirali toplinu i formirali fuzionu jezgru za završetak zavarivanja. Alternativno, možete postaviti nisku struju na duže vrijeme, ali postoji ograničenje za ovaj pristup. Ako je vrijeme podešeno predugo, to može dovesti do prekomjernog prskanja i može uzrokovati lijepljenje elektrode. Bilo da je trenutno ili vremensko, postoje ograničenja. Prilikom postavljanja parametara, morate uzeti u obzir materijal i debljinu obratka, kao i snagu aparata za zavarivanje.
Svojstva materijala
Materijal radnog komada u velikoj mjeri utječe na njegovu otpornost, koja igra važnu ulogu u stvaranju topline zavarivanja. Prilikom zavarivanja nehrđajućeg čelika, koji ima visoku otpornost i lošu toplinsku provodljivost, lakše je generirati toplinu, ali je teže raspršiti, pa su potrebne manje struje. Prilikom zavarivanja aluminijskih legura s niskim otporom i dobrom toplinskom provodljivošću, teže je proizvesti toplinu, ali je lakše raspršiti, pa su potrebne veće struje. Metali poput srebra i bakra imaju visoku toplotnu provodljivost i nisku otpornost, pa čak i uz velike struje, ne stvaraju mnogo topline, ali je mogu odvesti. Stoga ovi metali nisu prikladni za otporno zavarivanje, ali se mogu koristiti kao materijali za elektrode.
Dizajn i geometrija elektroda
Oblik i materijal elektrode također utiču na stvaranje topline. Kontaktna površina između elektrode i obratka utiče na gustinu struje. Česta upotreba elektroda može dovesti do habanja i deformacije, povećanja kontaktne površine i smanjenja čvrstoće zavarivanja. Stoga moramo hitno popraviti i zamijeniti vrhove elektroda. Toplotna provodljivost i otpor elektrode utječu na prijenos topline. Stoga bi trebali odabrati materijale dobre toplinske provodljivosti i niske otpornosti.
Priprema površine
Oblik i materijal elektroda također utiču na stvaranje topline. Kontaktna površina između elektrode i obratka utiče na gustinu struje. Kada se naše elektrode često koriste i troše, to povećava površinu kontakta, što dovodi do smanjene čvrstoće zavarivanja. Stoga moramo hitno popraviti i zamijeniti vrhove elektroda. Toplotna provodljivost i otpornost elektroda utiču na prenos toplote. Zbog toga bi trebalo da biramo materijale sa dobrom toplotnom provodljivošću i niskom otpornošću.
Types Of Resistav Zavarivanje
Zbog različitih specifikacija proizvoda i zahtjeva za zavarivanje, za završetak zadatka koriste se različiti procesi otpornog zavarivanja. Otporno zavarivanje se može podijeliti na točkasto zavarivanje, projekcijsko zavarivanje, šavno zavarivanje i čeono zavarivanje na osnovu procesa zavarivanja.
Spot Welding
Tačkasto zavarivanjeje metoda zavarivanja u kojoj se metal pritisne zajedno gornjom i donjom elektrodom i zavari propuštanjem struje kroz njega. To je tradicionalni oblik otpornog zavarivanja, jednostavan za rukovanje i zahtijeva relativno nizak nivo vještina od radnika. Zbog svog jedinstvenog procesa zavarivanja, tačkasto zavarivanje je primarni izbor za zavarivanje metalnih komponenti u vazduhoplovstvu i široko se koristi u zavarivanju karoserije automobila i drugih komponenti. Obično se koristi za zavarivanje tankih limova od niskougljičnog čelika, aluminija, nehrđajućeg čelika, pocinčanog čelika i drugih tankih ploča, obično debljine oko 3 milimetra.
Zavarivanje šavova
Zavarivanje šavovaobično uključuje spajanje rubova dvije metalne komponente. Dva metalna obradaka postavljena su između dvije elektrode na valjcima. Dok se jedna elektroda kotrlja i vrši pritisak, dolazi do neprekidnog ili povremenog pražnjenja. Toplota stvorena na tački kotrljanja elektrode topi radne komade i spaja ih zajedno, formirajući kontinuirani zavareni šav. Ova metoda se široko koristi za zavarivanje metalnih dijelova koji zahtijevaju zaptivene spojeve. Budući da je područje zavarivanja relativno dugo, da bismo spriječili neusklađenost, obično koristimo točkasto zavarivanje za pozicioniranje prije zavarivanja šava.
Projekciono zavarivanje
Projekciono zavarivanjeje varijacija točkastog zavarivanja, gdje je formiranje točke zavarivanja slično točkastom zavarivanju, ali projekcijsko zavarivanje se obično koristi za izradke sa podignutim tačkama. Prisustvo ovih podignutih tačaka ograničava područje kroz koje struja prolazi, povećavajući gustinu struje u području zavarivanja. Ovo koncentrirano grijanje olakšava spajanje spojnice. Ova metoda zavarivanja poznata je kao projekcijsko zavarivanje. Projekciono zavarivanje može formirati jedno ili više fuzionih jezgara na spoju odjednom. Tokom zavarivanja, struja potrebna za projekcijsko zavarivanje na istoj tački zavarivanja je manja od struje za tačkasto zavarivanje. Međutim, prije nego što se svaka projekcija smrvi, struja treba da otopi projekciju; u suprotnom može doći do značajne količine prskanja. Projekciono zavarivanje se može koristiti za zavarivanje matica, vijaka ili ploča sa podignutim vrhovima i široko se koristi u proizvodnji elektronskih i automobilskih komponenti.
Čeono zavarivanje
Čeono zavarivanjeuključuje poravnavanje krajnjih strana dva metalna obradaka, njihovo postavljanje između elektroda, sigurno pričvršćivanje dva obradaka i korištenje velike struje za stvaranje topline, topljenje kontaktne površine radnih komada i njihovo spajanje. Sučeono zavarivanje se dalje dijeli na sučeono zavarivanje i otporno čeono zavarivanje.
Sučeono zavarivanje je brzi proces zavarivanja koji koristi veliku struju za brzo topljenje obradaka, primjenom pritiska da se formira čvrsta faza veze. Obično se koristi za zavarivanje velikih površina poprečnog presjeka metalnih šipki, limova i cijevi, sa maksimalnim površinama koje dostižu 20.000 mm² i više. Tokom procesa zavarivanja na pražnjenje, na kontaktnoj tački nastaju varnice, otuda i naziv fleš sučeono zavarivanje. Može zavariti visokougljični čelik, nehrđajući čelik, legure aluminija, a može zavariti i različite metale kao što su bakar i aluminij.
Otporno čeono zavarivanje koristi otpornu toplinu da dovede spojeve obratka u plastično stanje na visokim temperaturama, dovršavajući proces zavarivanja sa silom kovanja. Pogodan je za zavarivanje spojeva poprečnog presjeka unutar 250 mm², često se koristi za zavarivanje metalnih žica, šipki i traka malog poprečnog presjeka.
Važnost u proizvodnji
- Otporno zavarivanje ne zahtijeva dodavanje metala tokom procesa zavarivanja, što rezultira visokom efikasnošću zavarivanja i minimalnim zagađenjem.
- Zbog svoje konzistentnosti i stabilnosti, otporno zavarivanje je lako automatizirati, neprimjetno se integrirajući s automatizacijom kako bi se dodatno poboljšala efikasnost proizvodnje i uštedio rad.
- U poređenju sa drugim metodama zavarivanja, otporno zavarivanje je isplativo. Prvo, cijena opreme za otporno zavarivanje je relativno niska, a drugo, postoji minimalan otpad materijala tokom procesa otpornog zavarivanja. Ovo značajno smanjuje troškove proizvodnje za proizvođače u prerađivačkoj industriji.
- Otporno zavarivanje se široko koristi u raznim industrijama i posebno je neophodno u sektorima kao što su vazduhoplovstvo, proizvodnja automobila i još mnogo toga.
- Otporno zavarivanje je pogodno za zavarivanje različitih vrsta metala u prerađivačkoj industriji, uključujući nehrđajući čelik, ugljični čelik, aluminij, bakar i više, što ga čini raznovrsnim u primjeni.
Prijave
Otporno zavarivanje ima široku primenu, uglavnom u industrijama kao što su automobilske komponente, vazduhoplovstvo, elektronika i teška industrija. Kako potražnja za zavarenim metalnim komponentama u različitim industrijama i dalje raste, postavljeni su viši standardi za tehnologiju zavarivanja, koji pokreću napredak i razvoj otpornog zavarivanja.
Primjena u automobilskoj industriji
U proizvodnji automobila, gdje su sigurnost i stabilnost najvažniji, otporno zavarivanje je uobičajena metoda zavarivanja. Često se koristi za spajanje različitih metalnih komponenti u karoseriji automobila, kao što su krovovi, vrata, limovi i metalne matice. Otporno zavarivanje nudi visoku efikasnost, stabilan kvalitet zavarivanja i lako se automatizuje, što ga čini nezamjenjivim procesom u industriji proizvodnje automobila.
Primene u vazduhoplovnoj industriji
Otporno zavarivanje se često koristi za spajanje metalnih komponenti u avionima i raketama, kao što su spajanje krila i trupa aviona, kao i raznih malih metalnih dijelova. Ove komponente moraju posjedovati visoku čvrstoću i izdržljivost, sa strogim zahtjevima za kvalitetom spojeva, što je mjesto gdje otporno zavarivanje prednjači. Otporno zavarivanje igra ključnu ulogu u vazduhoplovnoj industriji, a napredak u ovoj oblasti takođe omogućava vazduhoplovni sektor.
Primjena u elektronskoj industriji
Zavarivanje otpornikom se obično koristi za elektronske komponente i određene metalne dijelove u elektroničkim uređajima. Nudi visoku preciznost zavarivanja i pogodan je za povezivanje minijaturnih komponenti kao što su elektronski čipovi i žice. U današnjoj eri elektronskih uređaja koja se brzo razvija, zavarivanje otpornikom ubrzava sastavljanje elektronskih komponenti, pokrećući napredak industrije.
Primene u teškoj industriji
Otporno zavarivanje se često koristi za zavarivanje velikih metalnih komponenti u mostovima i zgradama, kao što su donje prirubnice mosta i čelična armatura. Takođe se koristi u proizvodnji velikih mašina za povezivanje metalnih delova. Sa svojom efikasnom i stabilnom tehnologijom zavarivanja, otporno zavarivanje je postalo jedna od važnih metoda obrade u teškoj industriji. Osigurava sigurnost teške opreme i konstrukcija.
Oprema i komponente
Mašine za zavarivanje
Mašine za otporno zavarivanjepodijeljeni su u četiri glavne kategorije: aparati za točkasto zavarivanje, projekcijski aparati za zavarivanje, mašine za šavno zavarivanje i mašine za sučeono zavarivanje, zasnovane na različitim procesima. Odaberite odgovarajuću opremu za zavarivanje prema karakteristikama materijala i oblika.
Elektrode
Theelektrodaje važna komponenta za osiguranje kvaliteta zavarivanja. Glavni materijali za elektrode za zavarivanje su: hrom cirkonijum bakar, aluminijum oksid bakar, berilijum kobalt bakar, volfram, molibden, grafit, itd. U zavisnosti od različitih predmeta koji se zavaruju, elektrode se dele na ravne elektrode, sferne elektrode, elektrode sa maticom, elektrode, itd. Tipično, fiksacija elektroda uključuje konusno pričvršćivanje, sa omjerom konusnosti uglavnom u 1:10 i 1:5.
Rashladni sistemi
Tokom rada, mašine za otporno zavarivanje zahtevaju cirkulaciju vode za hlađenje komponenti kao što su elektrode i transformatori. Zbog toga ugrađujemo sistem hlađenja za aparate za otporno zavarivanje. Temperatura rashladne vode treba da bude ispod 30°C. Ako je temperatura previsoka, to može izazvati zaštitno isključivanje aparata za zavarivanje. Najbolje je koristiti rashladnu vodu bez nečistoća za cirkulaciju kako biste spriječili mrlje od vode i začepljenja cijevi.
Kako odabrati pravi proces zavarivanja?
Izbor metode zavarivanja ovisi o mnogim faktorima.
Debljina i oblik radnog komada: različitimetode zavarivanjapogodni su za radove različitih debljina i oblika. Na primjer, otporno zavarivanje je općenito pogodno samo za zavarivanje tankih metalnih limova, dok se neobični i debeli radni komadi obično zavaruju pomoću elektrolučnog zavarivanja.
Zahtjevi za kvalitet zavarivanja: Željeni kvalitet zavarivanja također diktira izbor metode zavarivanja. Za radne komade koji zahtijevaju visoko brtvljenje i čvrstoću spoja, treba odabrati metode zavarivanja koje zadovoljavaju ove zahtjeve.
Efikasnost i troškovi proizvodnje: Ako je potreban veliki godišnji obim proizvodnje, neophodan je odabir metode zavarivanja sa visokom efikasnošću. Trebalo bi uzeti u obzir i troškove.
Faktori životne sredine: Neke metode zavarivanja stvaraju otpadne materije i emisije, uzrokujući zagađenje životne sredine. Stoga, pri odabiru metode zavarivanja treba uzeti u obzir ekološka pitanja.
FAQ:
Koja su ograničenja otpornog zavarivanja?
Otporno zavarivanje nije prikladno za zavarivanje velikih metalnih komponenti.
Kako osiguravate sigurnost u otpornom zavarivanju?
Kada radite sa otpornim zavarivanjem, nosite zaštitnu kacigu i zaštitne naočare.
Kako se mogu obučiti za otporno zavarivanje?
Možete proći obuku u aproizvođač otpornog zavarivanja.
Koji su glavni problemi kvaliteta spojeva za otporno zavarivanje?
Hladni lemni spoj, neadekvatna čvrstoća, deformacija zavarivanja, oksidacija.
Metode kontrole spojeva otpornim zavarivanjem
Ispitivanje razaranja, mikroskopski pregled, vizuelni pregled, metalografsko ispitivanje, ultrazvučno ispitivanje.
Vrijeme objave: Apr-02-2024
