Si sou nou a la soldadura per resistència o busqueu una comprensió més clara d'això, definitivament haureu de llegir aquest article amb atenció. Aquest article us aprofundirà en el món de la soldadura per resistència. Tant si sou un principiant com si voleu ampliar els vostres coneixements, aquest article us proporcionarà informació valuosa.
Què és la soldadura per resistència?
La soldadura per resistència és un mètode d'unió de metalls econòmic i d'alta velocitat. Aquesta tècnica de soldadura és adequada per a juntes solapades, juntes a tope o juntes que no requereixen estanqueïtat a l'aire, amb gruixos inferiors a 6 mm per a estructures de xapa fina. Per descomptat, també pot soldar peces metàl·liques més gruixudes i més grans, però el seu rendiment general pot no ser tan bo com alguns altres mètodes de soldadura.
Definició i fonaments
Soldadura per resistènciaés un mètode on les peces a unir es col·loquen entre dos elèctrodes. En fer passar el corrent a través de les peces i els punts de contacte, es produeix un escalfament per resistència, que genera calor a la unió de les peces. Aquest escalfament localitzat fa que la zona es fongui o es torni flexible, mentre que la pressió dels dos elèctrodes uneix el metall.
Quan el corrent passa per un conductor, genera calor a causa de la resistència. Com més gran sigui la resistència quan el corrent és constant, més calor es produeix. En el punt on els metalls estan en contacte, la resistència és molt més gran que dins del propi metall. Per tant, quan un gran corrent passa pel contacte entre el metall i l'elèctrode, el metall s'escalfa ràpidament a causa de la immensa calor. En aquest punt, el metall es torna molt dúctil i, amb la pressió aplicada, les dues peces de metall s'uneixen de manera segura.
Principi de funcionament de la soldadura per resistència
El principi de la soldadura per punts per resistència i la formació d'unions s'il·lustra a la figura 1-1. El metall A i el metall B es col·loquen entre dos elèctrodes i s'aplica pressió als elèctrodes. El transformador de la soldadora per resistència fa passar un corrent potent entre els dos elèctrodes. Les superfícies de contacte de les peces formen un punt de contacte físic, que s'expandeix gradualment a mesura que el corrent l'escalfa. La deformació plàstica i la calor activen contínuament els àtoms al punt de contacte, donant lloc a la formació d'un nucli fos. El nucli fos creix en forma de cristalls columnars, empenyent els components de major concentració d'aliatge els uns cap als altres. Quan els elèctrodes del soldador s'allunyen de la superfície metàl·lica i el metall es refreda, les peces de treball es solden juntes, creant un fort enllaç metàl·lic. La superfície d'unió desapareix, deixant enrere la pepita de soldadura.
1-1
Factors que afecten la soldadura per resistència
Soldadura per resistènciaés un mètode de soldadura que utilitza corrent elèctric per generar calor per unir components metàl·lics. Com s'ha esmentat anteriorment, el principi de soldadura per resistència prové principalment de la llei de l'escalfament de Joule, on la generació de calor de soldadura està determinada principalment per paràmetres com ara el corrent, la resistència i el temps de soldadura. Es pot expressar amb la fórmula següent:
Q = I²Rt
Significat de cada paràmetre de soldadura:
Q — Calor (J)
I — Corrent de soldadura (A)
R — Resistència (Ω)
t — Temps de soldadura (s)
Corrent de soldadura
El corrent té un impacte important en la calor generada durant la soldadura, tal com es mostra a la fórmula. El valor quadrat del corrent afecta la calor, és a dir, com més gran sigui el corrent, més ràpid augmentarà la calor. Per tant, quan s'ajusten els paràmetres de soldadura abans de soldar, és crucial establir el corrent adequat. Si el corrent de soldadura és massa petit, la soldadura no es fon i no es formarà cap nucli de fusió. Si el corrent és massa gran, el nucli de fusió creixerà ràpidament, provocant esquitxades excessives durant la soldadura i danyant els elèctrodes.
El corrent de soldadura es divideix principalment en corrent altern (CA) i corrent continu (CC), tal com es mostra al diagrama següent. Elmàquines de soldadura per puntsque utilitzem també es divideixen en màquines de soldadura per punts de corrent continu i màquines de soldadura per punts de corrent altern. Les màquines de soldadura per punts de corrent continu utilitzen una font d'alimentació trifàsica, garantint una distribució equilibrada de l'energia i poden aconseguir freqüències de soldadura de més de 1000 Hz, donant lloc a una alta precisió de soldadura. També tenen l'avantatge de la baixa demanda d'energia de la xarxa elèctrica, fent que aquests soldadors d'estalvi d'energia siguin cada cop més populars entre els fabricants de la indústria manufacturera. Les màquines de soldadura per punts de corrent altern tenen una sortida monofàsica de 50 Hz, una gran capacitat de càrrega contínua i uns alts requisits per a la xarxa elèctrica. A més, tenen un baix poder de soldadura, que requereixen temps de soldadura més llargs.
Resistència de contacte
A partir de la fórmula, és fàcil veure que la resistència és directament proporcional a la calor generada. Com més gran sigui la resistència, més gran serà la calor produïda durant la soldadura. La resistència es distribueix per diverses parts de l'elèctrode i la peça de treball. Durant la soldadura, la resistència més alta es produeix al punt de contacte de la peça de treball, donant lloc a la major generació de calor. El següent és la resistència al punt de contacte entre la peça de treball i l'elèctrode. Tanmateix, com que l'elèctrode es refreda per aigua i es refreda ràpidament, la temperatura disminueix ràpidament. D'altra banda, la resistència de contacte entre les peces de treball, encara que desapareix, presenta una mala dissipació de la calor, provocant altes temperatures. Per tant, només una petita àrea entre les peces de treball pot assolir la temperatura necessària per formar un nucli de fusió i soldar juntes.
A més, la temperatura i la pressió de l'elèctrode afecten la resistència. A mesura que augmenta la temperatura, la resistència a la fluència del metall disminueix, augmentant l'àrea de contacte entre les peces de treball i entre la peça de treball i l'elèctrode, donant lloc a una disminució de la resistència. L'augment de la pressió de l'elèctrode fa que la superfície de la peça sigui més suau, augmentant l'àrea de contacte i reduint la resistència. Com a resultat, hi ha un fenomen en què, durant la soldadura de materials típics, la resistència augmenta poc després de l'encesa, i quan s'apaga l'alimentació i es forma el nucli de fusió, la resistència comença a disminuir.
Temps de soldadura
Com més llarg sigui el temps de soldadura, més calor generarà. En aquesta fórmula, el corrent i el temps es poden complementar. Quan vulgueu una soldadura forta, podeu establir un corrent elevat durant un temps curt per generar calor ràpidament i formar un nucli de fusió per completar la soldadura. Alternativament, podeu establir un corrent baix durant més temps, però aquest enfocament té un límit. Si el temps s'estableix massa llarg, pot provocar esquitxades excessives i pot provocar que l'elèctrode s'enganxi. Tant si es tracta d'actual com de temps, hi ha limitacions. En establir els paràmetres, cal tenir en compte el material i el gruix de la peça de treball, així com la potència de la màquina de soldadura.
Propietats dels materials
El material de la peça afecta en gran mesura la seva resistivitat, que té un paper important en la generació de calor de soldadura. Quan es solda acer inoxidable, que té una alta resistivitat i una conductivitat tèrmica deficient, és més fàcil generar calor però més difícil dissipar-la, per la qual cosa es necessiten corrents més petites. Quan es solden aliatges d'alumini amb baixa resistivitat i bona conductivitat tèrmica, és més difícil generar calor però més fàcil de dissipar-la, per la qual cosa es requereixen corrents més grans. Metalls com la plata i el coure tenen una alta conductivitat tèrmica i una baixa resistivitat, de manera que, fins i tot amb corrents elevats, no generen molta calor, però poden conduir-la. Per tant, aquests metalls no són adequats per a la soldadura per resistència, però es poden utilitzar com a materials d'elèctrode.
Disseny i geometria d'elèctrodes
La forma i el material de l'elèctrode també afecten la generació de calor. L'àrea de contacte entre l'elèctrode i la peça afecta la densitat de corrent. L'ús freqüent d'elèctrodes pot provocar desgast i deformació, augmentant l'àrea de contacte i reduint la força de la soldadura. Per tant, hem de reparar i substituir les puntes dels elèctrodes ràpidament. La conductivitat tèrmica i la resistència de l'elèctrode afecten la transferència de calor. Per tant, hauríem de triar materials amb bona conductivitat tèrmica i baixa resistència.
Preparació de la superfície
La forma i el material dels elèctrodes també afecten la generació de calor. L'àrea de contacte entre l'elèctrode i la peça afecta la densitat de corrent. Quan els nostres elèctrodes s'utilitzen amb freqüència i es desgasten, augmenta l'àrea de contacte, donant lloc a una reducció de la força de la soldadura. Per tant, hem de reparar i substituir les puntes dels elèctrodes ràpidament. La conductivitat tèrmica i la resistivitat dels elèctrodes afecten la transferència de calor. Per tant, hauríem de triar materials amb bona conductivitat tèrmica i baixa resistivitat.
Tipus de resiposició de soldadura
A causa de les diferents especificacions del producte i requisits per a la soldadura, s'utilitzen diferents processos de soldadura per resistència per completar la tasca. La soldadura per resistència es pot dividir en soldadura per punts, soldadura per projecció, soldadura de costura i soldadura a tope en funció del procés de soldadura.
Soldadura per punts
Soldadura per puntsés un mètode de soldadura on el metall es pressiona junts mitjançant elèctrodes superiors i inferiors i es solda fent-hi passar corrent. És una forma tradicional de soldadura per resistència, senzilla d'operar i requereix nivells d'habilitat relativament baixos per part dels treballadors. A causa del seu procés de soldadura únic, la soldadura per punts és l'opció principal per soldar components metàl·lics en enginyeria aeroespacial i s'utilitza àmpliament en la soldadura de carrosseries d'automòbils i altres components. Normalment s'utilitza per soldar làmines fines d'acer baix en carboni, alumini, acer inoxidable, acer galvanitzat i altres plaques primes, normalment d'uns 3 mil·límetres de gruix.
Soldadura de costura
Soldadura de costuranormalment implica unir les vores de dos components metàl·lics. Les dues peces metàl·liques es col·loquen entre dos elèctrodes de rodets. Mentre un elèctrode roda i aplica pressió, es produeix una descàrrega contínua o intermitent. La calor generada al punt de rodament de l'elèctrode fon les peces i les uneix, formant una costura de soldadura contínua. Aquest mètode s'utilitza àmpliament per soldar peces metàl·liques que requereixen juntes segellades. Com que l'àrea de soldadura és relativament llarga, per evitar la desalineació, normalment utilitzem soldadura per punts per col·locar-la abans de la soldadura de costura.
Soldadura per projecció
Soldadura per projeccióés una variació de la soldadura per punts, on la formació del punt de soldadura és similar a la soldadura per punts, però la soldadura per projecció s'utilitza normalment per a peces de treball amb punts elevats. La presència d'aquests punts elevats limita la zona per on passa el corrent augmentant la densitat de corrent a la zona de soldadura. Aquest escalfament concentrat facilita la connexió de l'articulació. Aquest mètode de soldadura es coneix com a soldadura per projecció. La soldadura per projecció pot formar un o més nuclis de fusió a la unió alhora. Durant la soldadura, el corrent requerit per a la soldadura per projecció al mateix punt de soldadura és menor que el de la soldadura per punts. Tanmateix, abans que cada projecció sigui aixafada, el corrent necessita fondre la projecció; en cas contrari, pot haver-hi una quantitat important d'esquitxades. La soldadura per projecció es pot utilitzar per soldar femelles, cargols o plaques amb punts elevats i s'utilitza àmpliament en la fabricació de components electrònics i d'automoció.
Soldadura a tope
Soldadura a topeconsisteix a alinear les cares finals de dues peces metàl·liques, col·locar-les entre elèctrodes, subjectar de manera segura les dues peces i utilitzar un corrent elevat per generar calor, fondre la superfície de contacte de les peces i unir-les. La soldadura a tope es divideix a més en soldadura a tope flaix i soldadura a tope per resistència.
La soldadura a tope de flaix és un procés de soldadura ràpid que utilitza un corrent elevat per fondre ràpidament les peces de treball, aplicant pressió per formar una connexió de fase sòlida. S'utilitza habitualment per soldar grans àrees de secció transversal de barres metàl·liques, làmines i canonades, amb àrees màximes de 20.000 mm² i més. Durant el procés de soldadura per descàrrega, es produeixen espurnes al punt de contacte, d'aquí el nom de soldadura a tope flash. Pot soldar acer d'alt carboni, acer inoxidable, aliatges d'alumini i també pot soldar metalls diferents com el coure i l'alumini.
La soldadura a tope amb resistència utilitza calor de resistència per portar les juntes de la peça a un estat plàstic a altes temperatures, completant el procés de soldadura amb força de forja. És adequat per soldar juntes amb àrees de secció transversal de 250 mm², sovint s'utilitza per soldar filferros, barres i tires metàl·liques de petita secció.
Importància en la fabricació
- La soldadura per resistència no requereix l'addició de metall durant el procés de soldadura, el que resulta en una alta eficiència de soldadura i una contaminació mínima.
- A causa de la seva consistència i estabilitat, la soldadura per resistència és fàcil d'automatitzar, integrant-se perfectament amb l'automatització per millorar encara més l'eficiència de la producció i estalviar mà d'obra.
- En comparació amb altres mètodes de soldadura, la soldadura per resistència és rendible. En primer lloc, el cost de l'equip per a la soldadura per resistència és relativament baix i, en segon lloc, hi ha un mínim de residus de material durant el procés de soldadura per resistència. Això redueix significativament els costos de producció per als fabricants de la indústria manufacturera.
- La soldadura per resistència s'utilitza àmpliament en diverses indústries i és especialment indispensable en sectors com l'aeroespacial, la fabricació d'automòbils i més.
- La soldadura per resistència és adequada per soldar diversos tipus de metalls a la indústria manufacturera, com ara acer inoxidable, acer al carboni, alumini, coure i més, la qual cosa la fa versàtil en la seva aplicació.
Aplicacions
La soldadura per resistència s'utilitza àmpliament, principalment en indústries com ara components d'automoció, aeroespacial, electrònica i indústria pesada. A mesura que la demanda de components metàl·lics soldats en diverses indústries continua creixent, s'han establert estàndards més alts per a la tecnologia de soldadura, impulsant el progrés i el desenvolupament de la soldadura per resistència.
Aplicacions de la indústria de l'automoció
En la fabricació d'automòbils, on la seguretat i l'estabilitat són primordials, la soldadura per resistència és un mètode de soldadura d'ús habitual. S'utilitza amb freqüència per unir diversos components metàl·lics en carrosseries d'automòbils, com ara sostres, portes, xapes i femelles metàl·liques. La soldadura per resistència ofereix una alta eficiència, una qualitat de soldadura estable i es pot automatitzar fàcilment, la qual cosa la converteix en un procés indispensable en la indústria de fabricació d'automòbils.
Aplicacions de la indústria aeroespacial
La soldadura per resistència s'utilitza sovint per connectar components metàl·lics en avions i coets, com ara unir ales i fuselatges d'avions, així com diverses peces metàl·liques petites. Aquests components han de posseir una gran resistència i durabilitat, amb requisits estrictes de qualitat de les unions, que és on sobresurt la soldadura per resistència. La soldadura per resistència té un paper crucial en la indústria aeroespacial, i els avenços en aquest camp també es veuen facilitats pel sector aeroespacial.
Aplicacions de la indústria electrònica
La soldadura de resistències s'utilitza habitualment per a components electrònics i determinades peces metàl·liques en dispositius electrònics. Ofereix una alta precisió de soldadura i és adequat per connectar components en miniatura com xips i cables electrònics. En l'era actual de ràpida evolució dels dispositius electrònics, la soldadura de resistències accelera el muntatge de components electrònics, impulsant el progrés de la indústria.
Aplicacions de la indústria pesada
La soldadura per resistència s'utilitza sovint per soldar components metàl·lics grans en ponts i edificis, com ara brides inferiors de pont i reforç d'acer. També s'utilitza en la fabricació de maquinària gran per connectar peces metàl·liques. Amb la seva tecnologia de soldadura eficient i estable, la soldadura per resistència s'ha convertit en un dels mètodes de processament importants de la indústria pesada. Assegura la seguretat dels equips i estructures pesades.
Equips i components
Màquines de soldadura
Màquines de soldadura per resistènciaes divideixen en quatre categories principals: màquines de soldadura per punts, màquines de soldadura per projecció, màquines de soldadura de costura i màquines de soldadura a tope, basades en diferents processos. Escollir l'equip de soldadura adequat segons les característiques dels materials i les formes.
Elèctrodes
Elelèctrodeés un component important per garantir la qualitat de la soldadura. Els principals materials per soldar elèctrodes són: coure crom zirconi, coure òxid d'alumini, coure beril·li cobalt, tungstè, molibdè, grafit, etc. Segons les diferents peces que es soldin, els elèctrodes es divideixen en elèctrodes plans, elèctrodes esfèrics, elèctrodes de femella, cargols. elèctrodes, etc. Normalment, la fixació d'elèctrodes implica un ajustament cònic, amb proporcions de conicitat majoritàriament en 1:10 i 1:5.
Sistemes de refrigeració
Durant el funcionament, les màquines de soldadura per resistència requereixen que circuli aigua per refredar components com elèctrodes i transformadors. Per això, instal·lem un sistema de refrigeració per a màquines de soldadura per resistència. La temperatura de l'aigua de refrigeració ha de ser inferior a 30 °C. Si la temperatura és massa alta, pot provocar un apagat protector de la màquina de soldadura. El millor és utilitzar aigua de refrigeració sense impureses per a la circulació per evitar taques d'aigua i bloquejos de canonades.
Com triar el procés de soldadura adequat?
L'elecció del mètode de soldadura depèn de molts factors.
Gruix i forma de la peça: diferentsmètodes de soldadurasón adequats per a peces de treball de diferents gruixos i formes. Per exemple, la soldadura per resistència generalment només és adequada per a la soldadura de làmines metàl·liques primes, mentre que les peces de treball gruixudes i de formes estranyes solen soldar-se mitjançant soldadura per arc.
Requisits de qualitat de soldadura: la qualitat de soldadura desitjada també determina l'elecció del mètode de soldadura. Per a peces de treball que requereixen una gran resistència de segellat i unió, s'han de seleccionar mètodes de soldadura que compleixin aquests requisits.
Eficiència i cost de producció: si es requereix un volum de producció anual elevat, cal seleccionar un mètode de soldadura amb alta eficiència. També s'han de tenir en compte els costos.
Factors ambientals: alguns mètodes de soldadura generen materials de rebuig i emissions, provocant contaminació ambiental. Per tant, s'han de tenir en compte les consideracions ambientals a l'hora de seleccionar un mètode de soldadura.
Preguntes freqüents:
Quines són les limitacions de la soldadura per resistència?
La soldadura per resistència no és adequada per soldar components metàl·lics grans.
Com es garanteix la seguretat en la soldadura per resistència?
Quan feu servir la soldadura per resistència, feu servir un casc de seguretat i ulleres de seguretat.
Com puc formar-me en soldadura per resistència?
Pots fer una formació a afabricant de soldadura per resistència.
Quins són els principals problemes de qualitat de les juntes de soldadura per resistència?
Junta de soldadura en fred, resistència inadequada, deformació de soldadura, oxidació.
Mètodes d'inspecció per a juntes de soldadura per resistència
Proves destructives, examen microscòpic, inspecció visual, proves metalogràfiques, proves ultrasòniques.
Hora de publicació: abril-02-2024
