Pokud s odporovým svařováním začínáte nebo hledáte jeho jasnější pochopení, pak si rozhodně musíte pozorně přečíst tento článek. Tento článek vás zavede hluboko do světa odporového svařování. Ať už jste začátečník nebo si chcete rozšířit své znalosti, tento článek vám poskytne cenné poznatky.
Co je odporové svařování?
Odporové svařování je vysokorychlostní, ekonomická metoda spojování kovů. Tato svařovací technika je vhodná pro přeplátované spoje, tupé spoje nebo spoje, které nevyžadují vzduchotěsnost, s tloušťkou menší než 6 mm pro tenké plechové konstrukce. Samozřejmě dokáže svařovat i silnější a větší kovové obrobky, ale jeho celkový výkon nemusí být tak dobrý jako u některých jiných metod svařování.
Definice a základy
Odporové svařováníje metoda, kdy se spojované obrobky umístí mezi dvě elektrody. Procházením proudu obrobky a kontaktními body dochází k odporovému ohřevu, který vytváří teplo na spoji obrobků. Toto lokalizované zahřívání způsobí, že se oblast roztaví nebo se stane ohebnou, zatímco tlak ze dvou elektrod spojuje kov dohromady.
Když proud protéká vodičem, vytváří teplo díky odporu. Čím vyšší je odpor při konstantním proudu, tím více tepla se vyrábí. V místě, kde jsou kovy v kontaktu, je odpor mnohem větší než uvnitř samotného kovu. Když tedy kontaktem mezi kovem a elektrodou prochází velký proud, kov se vlivem nesmírného tepla rychle zahřeje. V tomto okamžiku se kov stává vysoce tažným a s aplikovaným tlakem se dva kusy kovu bezpečně spojí.
Pracovní princip odporového svařování
Princip odporového bodového svařování a vytváření spojů je znázorněn na obrázku 1-1. Kov A a kov B jsou umístěny mezi dvě elektrody a na elektrody je vyvíjen tlak. Mezi oběma elektrodami prochází transformátor odporové svářečky silný proud. Styčné plochy obrobků tvoří fyzický kontaktní bod, který se postupně rozšiřuje, jak jej proud ohřívá. Plastická deformace a teplo nepřetržitě aktivují atomy v místě kontaktu, což vede k vytvoření roztaveného jádra. Roztavené jádro roste ve formě sloupcových krystalů a vytlačuje složky s vyšší koncentrací slitiny směrem k sobě. Když se elektrody svářeče vzdálí od kovového povrchu a kov se ochladí, jsou obrobky svařeny dohromady, čímž se vytvoří silná kovová vazba. Spojovací povrch zmizí a zanechá za sebou svarový nuget.
1-1
Faktory ovlivňující odporové svařování
Odporové svařováníje metoda svařování, která využívá elektrický proud k výrobě tepla ke spojování kovových součástí. Jak již bylo zmíněno dříve, princip odporového svařování vychází hlavně z Jouleova zákona ohřevu, kde je tvorba svařovacího tepla primárně určena parametry, jako je proud, odpor a doba svařování. Dá se vyjádřit následujícím vzorcem:
Q = I²Rt
Význam každého parametru svařování:
Q – Teplo (J)
I – svařovací proud (A)
R – odpor (Ω)
t – doba svařování (s)
Svařovací proud
Proud má významný vliv na teplo vznikající při svařování, jak ukazuje vzorec. Kvadrát hodnota proudu ovlivňuje teplo, což znamená, že čím vyšší je proud, tím rychleji se teplo zvýší. Proto je při nastavování svařovacích parametrů před svařováním klíčové nastavit vhodný proud. Pokud je svařovací proud příliš malý, svar se neroztaví a nevytvoří se žádné tavné jádro. Pokud je proud příliš velký, fúzní jádro rychle poroste, což způsobí nadměrné rozstřikování během svařování a poškození elektrod.
Svařovací proud se dělí hlavně na střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC), jak je znázorněno na obrázku níže. Thestroje pro bodové svařovánídále se dělí na stejnosměrné bodové svařovací stroje a střídavé bodové svařovací stroje. Bodové svařovací stroje stejnosměrného proudu využívají třífázové napájení, zajišťující vyváženou distribuci energie a mohou dosahovat svařovacích frekvencí přes 1000 Hz, což má za následek vysokou přesnost svařování. Mají také výhodu nízké spotřeby energie z elektrické sítě, díky čemuž jsou tyto energeticky úsporné svářečky mezi výrobci ve zpracovatelském průmyslu stále oblíbenější. Bodové svařovací stroje na střídavý proud mají jednofázový výkon 50 Hz, vysokou trvalou zatížitelnost a vysoké požadavky na elektrickou síť. Navíc mají nízký svařovací výkon a vyžadují delší svařovací časy.
Kontaktní odpor
Ze vzorce je snadné vidět, že odpor je přímo úměrný generovanému teplu. Čím vyšší odpor, tím větší teplo vzniká při svařování. Odpor je distribuován v různých částech elektrody a obrobku. Při svařování vzniká nejvyšší odpor v místě kontaktu obrobku, což má za následek nejvyšší vývin tepla. Další je odpor v místě kontaktu mezi obrobkem a elektrodou. Protože je však elektroda chlazená vodou a rychle se ochlazuje, teplota rychle klesá. Na druhé straně kontaktní odpor mezi obrobky, i když zmizí, má špatný odvod tepla, což vede k vysokým teplotám. Proto jen malá oblast mezi obrobky může dosáhnout teploty nezbytné pro vytvoření tavného jádra a svaření dohromady.
Navíc teplota a tlak elektrody ovlivňují odpor. Jak teplota stoupá, mez kluzu kovu klesá, zvyšuje se kontaktní plocha mezi obrobky a mezi obrobkem a elektrodou, což má za následek snížení odporu. Zvýšením tlaku elektrody je povrch obrobku hladší, zvětšuje se kontaktní plocha a snižuje se odpor. V důsledku toho dochází k jevu, kdy se při svařování typických materiálů krátce po zapnutí zvýší odpor a po vypnutí napájení a vytvoření fúzního jádra se odpor začne snižovat.
Doba svařování
Čím delší je doba svařování, tím vyšší je generované teplo. V tomto vzorci se proud a čas mohou vzájemně doplňovat. Když chcete silný svar, můžete nastavit vysoký proud na krátkou dobu, aby se rychle vytvořilo teplo a vytvořilo se tavné jádro pro dokončení svařování. Případně můžete nastavit nízký proud na delší dobu, ale tento přístup má své limity. Pokud je čas nastaven příliš dlouho, může to vést k nadměrnému rozstřikování a může způsobit přilepení elektrody. Ať už je to aktuální nebo časové, existují omezení. Při nastavování parametrů je třeba vzít v úvahu materiál a tloušťku obrobku a také výkon svařovacího stroje.
Vlastnosti materiálu
Materiál obrobku do značné míry ovlivňuje jeho měrný odpor, který hraje důležitou roli při tvorbě svařovacího tepla. Při svařování nerezové oceli, která má vysoký měrný odpor a špatnou tepelnou vodivost, je snazší vytvářet teplo, ale hůře ho odvádět, takže jsou potřeba menší proudy. Při svařování hliníkových slitin s nízkým měrným odporem a dobrou tepelnou vodivostí je obtížnější vytvářet teplo, ale snáze je odvádět, takže jsou zapotřebí větší proudy. Kovy jako stříbro a měď mají vysokou tepelnou vodivost a nízký měrný odpor, takže i při vysokých proudech nevytvářejí mnoho tepla, ale mohou ho odvádět. Proto tyto kovy nejsou vhodné pro odporové svařování, ale mohou být použity jako elektrodové materiály.
Návrh a geometrie elektrod
Tvar a materiál elektrody také ovlivňuje tvorbu tepla. Kontaktní plocha mezi elektrodou a obrobkem ovlivňuje hustotu proudu. Časté používání elektrod může vést k opotřebení a deformaci, zvětšení kontaktní plochy a snížení pevnosti svařování. Proto musíme hroty elektrod neprodleně opravit a vyměnit. Tepelná vodivost a odpor elektrody ovlivňují přenos tepla. Proto bychom měli volit materiály s dobrou tepelnou vodivostí a nízkou odolností.
Příprava povrchu
Tvar a materiál elektrod také ovlivňuje tvorbu tepla. Kontaktní plocha mezi elektrodou a obrobkem ovlivňuje hustotu proudu. Když se naše elektrody často používají a opotřebovávají, zvětšuje se kontaktní plocha, což vede ke snížení pevnosti svařování. Proto musíme rychle opravit a vyměnit hroty elektrod. Tepelná vodivost a měrný odpor elektrod ovlivňují přenos tepla. Proto bychom měli volit materiály s dobrou tepelnou vodivostí a nízkým odporem.
Typy Resipostoj Svařování
Kvůli různým specifikacím produktů a požadavkům na svařování se k dokončení úkolu používají různé procesy odporového svařování. Odporové svařování lze na základě svařovacího procesu rozdělit na bodové svařování, projekční svařování, švové svařování a svařování na tupo.
Bodové svařování
Bodové svařováníje metoda svařování, kdy je kov stlačován k sobě horní a spodní elektrodou a svařován průchodem proudu. Je to tradiční forma odporového svařování, jednoduchá obsluha a vyžaduje od pracovníků relativně nízkou úroveň dovedností. Díky svému jedinečnému svařovacímu procesu je bodové svařování primární volbou pro svařování kovových součástí v leteckém inženýrství a je široce používáno při svařování karoserií automobilů a dalších součástí. Obvykle se používá pro svařování tenkých plechů z nízkouhlíkové oceli, hliníku, nerezové oceli, galvanizované oceli a dalších tenkých plechů, obvykle o tloušťce kolem 3 milimetrů.
Svařování švů
Svařování švůtypicky zahrnuje spojení okrajů dvou kovových součástí. Dva kovové obrobky jsou umístěny mezi dvěma válečkovými elektrodami. Zatímco se jedna elektroda odvaluje a vyvíjí tlak, dochází k nepřetržitému nebo přerušovanému výboji. Teplo generované v bodě válcování elektrody taví obrobky a spojuje je dohromady, čímž se vytváří souvislý svar. Tato metoda je široce používána pro svařování kovových dílů vyžadujících utěsněné spoje. Vzhledem k tomu, že svařovací oblast je relativně dlouhá, abychom předešli nesouososti, používáme pro polohování před švovým svařováním obvykle bodové svařování.
Projekční svařování
Projekční svařováníje varianta bodového svařování, kde je tvorba svarového bodu podobná bodovému svařování, ale projekční svařování se typicky používá pro obrobky s vyvýšenými body. Přítomnost těchto vyvýšených bodů omezuje oblast, kterou proud prochází, čímž se zvyšuje hustota proudu v oblasti svařování. Toto soustředěné zahřívání usnadňuje spojení spoje. Tato metoda svařování je známá jako projekční svařování. Projekční svařování může vytvořit jedno nebo více tavných jader na spoji najednou. Během svařování je proud potřebný pro projekční svařování ve stejném svarovém bodě menší než pro bodové svařování. Před rozdrcením každého výčnělku však proud potřebuje výčnělek roztavit; jinak může dojít k významnému rozstřiku. Projekční svařování lze použít ke svařování matic, šroubů nebo desek s vyvýšenými hroty a je široce používáno při výrobě elektronických a automobilových součástek.
Svařování na tupo
Svařování na tupozahrnuje vyrovnání koncových ploch dvou kovových obrobků, jejich umístění mezi elektrody, bezpečné upevnění dvou obrobků a použití vysokého proudu k vytvoření tepla, roztavení kontaktní plochy obrobků a jejich spojení dohromady. Svařování na tupo se dále dělí na svařování na tupo a odporové svařování na tupo.
Bleskové svařování na tupo je rychlý svařovací proces, který využívá vysoký proud k rychlému roztavení obrobků, přičemž se vyvíjí tlak k vytvoření spojení v pevné fázi. Běžně se používá pro svařování velkých ploch průřezu kovových tyčí, plechů a trubek, s maximální plochou dosahující 20 000 mm² a více. Během procesu svařování výbojem vznikají v místě kontaktu jiskry, odtud název bleskové svařování na tupo. Může svařovat vysoce uhlíkovou ocel, nerezovou ocel, hliníkové slitiny a také může svařovat různé kovy, jako je měď a hliník.
Odporové svařování na tupo využívá odporové teplo k uvedení spojů obrobků do plastického stavu při vysokých teplotách, čímž je proces svařování dokončen kovací silou. Je vhodný pro svařování spojů s plochou průřezu do 250 mm², často se používá pro svařování kovových drátů, tyčí a pásků malého průřezu.
Význam ve výrobě
- Odporové svařování nevyžaduje přidávání kovu během procesu svařování, což má za následek vysokou účinnost svařování a minimální znečištění.
- Díky své konzistenci a stabilitě lze odporové svařování snadno automatizovat a hladce se integrovat s automatizací pro další zvýšení efektivity výroby a úsporu práce.
- Ve srovnání s jinými metodami svařování je odporové svařování cenově výhodné. Za prvé, náklady na zařízení pro odporové svařování jsou relativně nízké a za druhé dochází k minimálnímu plýtvání materiálem během procesu odporového svařování. To výrazně snižuje výrobní náklady výrobců ve zpracovatelském průmyslu.
- Odporové svařování je široce používáno v různých průmyslových odvětvích a je zvláště nepostradatelné v odvětvích, jako je letecký průmysl, výroba automobilů a další.
- Odporové svařování je vhodné pro svařování různých druhů kovů ve zpracovatelském průmyslu, včetně nerezové oceli, uhlíkové oceli, hliníku, mědi a dalších, díky čemuž je všestranné ve své aplikaci.
Aplikace
Odporové svařování je široce používáno především v průmyslových odvětvích, jako jsou automobilové součástky, letecký průmysl, elektronika a těžký průmysl. Vzhledem k tomu, že poptávka po svařovaných kovových součástech v různých průmyslových odvětvích neustále roste, byly stanoveny vyšší standardy pro technologii svařování, což pohání pokrok a vývoj odporového svařování.
Aplikace v automobilovém průmyslu
Ve výrobě automobilů, kde jsou bezpečnost a stabilita prvořadé, je odporové svařování běžně používanou metodou svařování. Často se používá pro spojování různých kovových součástí v karoseriích automobilů, jako jsou střechy, dveře, plechy a kovové matice. Odporové svařování nabízí vysokou účinnost, stabilní kvalitu svařování a snadno se automatizuje, což z něj činí nepostradatelný proces v automobilovém průmyslu.
Aplikace v leteckém průmyslu
Odporové svařování se často používá ke spojování kovových součástí v letadlech a raketách, jako je spojování křídel a trupů letadel a také různých malých kovových dílů. Tyto komponenty musí vykazovat vysokou pevnost a životnost s přísnými požadavky na kvalitu spojů, kde odporové svařování vyniká. Odporové svařování hraje klíčovou roli v leteckém průmyslu a pokrok v této oblasti usnadňuje také letecký průmysl.
Aplikace v elektronickém průmyslu
Odporové svařování se běžně používá pro elektronické součástky a určité kovové části v elektronických zařízeních. Nabízí vysokou přesnost svařování a je vhodný pro spojování miniaturních součástek, jako jsou elektronické čipy a dráty. V dnešní rychle se vyvíjející éře elektronických zařízení urychluje odporové svařování montáž elektronických součástek a pohání pokrok v průmyslu.
Aplikace těžkého průmyslu
Odporové svařování se často používá pro svařování velkých kovových součástí v mostech a budovách, jako jsou spodní pásnice mostů a ocelová výztuž. Používá se také při výrobě velkých strojů pro spojování kovových dílů. Díky své účinné a stabilní technologii svařování se odporové svařování stalo jednou z důležitých zpracovatelských metod v těžkém průmyslu. Zajišťuje bezpečnost těžké techniky a konstrukcí.
Vybavení a komponenty
Svařovací stroje
Odporové svařovací strojejsou rozděleny do čtyř hlavních kategorií: bodové svařovací stroje, projekční svařovací stroje, švové svařovací stroje a svařovací stroje na tupo, založené na různých procesech. Vyberte si vhodné svařovací zařízení podle vlastností materiálů a tvarů.
Elektrody
Theelektrodaje důležitou součástí pro zajištění kvality svařování. Hlavní materiály pro svařovací elektrody jsou: chrom zirkonová měď, oxid hlinitý měď, berylium kobalt měď, wolfram, molybden, grafit atd. Podle různých svařovaných obrobků se elektrody dělí na ploché elektrody, kulové elektrody, maticové elektrody, šrouby elektrody atd. Upevnění elektrody obvykle zahrnuje kuželovou montáž, s poměry kuželů většinou 1:10 a 1:5.
Chladicí systémy
Během provozu vyžadují odporové svařovací stroje cirkulující vodu k chlazení součástí, jako jsou elektrody a transformátory. Proto instalujeme chladicí systém pro odporové svařovací stroje. Teplota chladicí vody by měla být nižší než 30°C. Pokud je teplota příliš vysoká, může způsobit ochranné vypnutí svářečky. Pro cirkulaci je nejlepší používat chladicí vodu bez nečistot, aby se zabránilo skvrnám od vody a ucpání potrubí.
Jak vybrat správný svařovací proces?
Volba metody svařování závisí na mnoha faktorech.
Tloušťka a tvar obrobku: Různémetody svařováníjsou vhodné pro obrobky různých tlouštěk a tvarů. Například odporové svařování je obecně vhodné pouze pro svařování tenkých plechů, zatímco zvláštně tvarované a tlusté obrobky se obvykle svařují obloukovým svařováním.
Požadavky na kvalitu svařování: Požadovaná kvalita svařování také určuje volbu metody svařování. Pro obrobky vyžadující vysokou pevnost těsnění a spoje by měly být zvoleny metody svařování, které splňují tyto požadavky.
Efektivita výroby a náklady: Pokud je požadován vysoký roční objem výroby, je nutné zvolit metodu svařování s vysokou účinností. Je třeba vzít v úvahu také náklady.
Environmentální faktory: Některé metody svařování vytvářejí odpadní materiály a emise, které způsobují znečištění životního prostředí. Proto je třeba při výběru metody svařování vzít v úvahu ekologické aspekty.
FAQ:
Jaká jsou omezení odporového svařování?
Odporové svařování není vhodné pro svařování velkých kovových součástí.
Jak zajistíte bezpečnost při odporovém svařování?
Při odporovém svařování používejte ochrannou přilbu a ochranné brýle.
Jak se mohu vyškolit v odporovém svařování?
Školení můžete absolvovat u avýrobce odporového svařování.
Jaké jsou hlavní problémy kvality spojů odporového svařování?
Studený pájený spoj, nedostatečná pevnost, deformace při svařování, oxidace.
Metody kontroly spojů odporového svařování
Destruktivní zkoušení, mikroskopické vyšetření, vizuální kontrola, metalografické zkoušení, zkoušení ultrazvukem.
Čas odeslání: duben-02-2024
