Kui olete takistuskeevituse alal uustulnuk või otsite sellest selgemat arusaamist, siis peate selle artikli kindlasti hoolikalt läbi lugema. See artikkel viib teid sügavale takistuskeevituse maailma. Olenemata sellest, kas olete algaja või soovite oma teadmisi täiendada, annab see artikkel teile väärtuslikku teavet.
Mis on takistuskeevitus?
Takistuskeevitus on kiire ja ökonoomne metallide ühendamise meetod. See keevitustehnika sobib vöö-, põkk- või õhutihedust mittevajavate ühenduste jaoks, mille paksus on alla 6 mm õhukeste lehtkonstruktsioonide puhul. Loomulikult saab sellega keevitada ka paksemaid ja suuremaid metallist toorikuid, kuid selle üldine jõudlus ei pruugi olla nii hea kui teatud muud keevitusmeetodid.
Definitsioon ja põhitõed
Takistuskeevituson meetod, kus ühendatavad toorikud asetatakse kahe elektroodi vahele. Juhtides voolu läbi töödeldavate detailide ja kontaktpunktide, tekib takistuskuumutus, mis tekitab soojust toorikute ristmikul. See lokaalne kuumutamine põhjustab piirkonna sulamise või elastsuse, samal ajal kui kahe elektroodi rõhk seob metalli kokku.
Kui vool liigub läbi juhi, tekitab see takistuse tõttu soojust. Mida suurem on takistus, kui vool on konstantne, seda rohkem soojust toodetakse. Metallide kokkupuutepunktis on takistus palju suurem kui metalli enda sees. Seega, kui metalli ja elektroodi kontakti läbib suur vool, kuumeneb metall tohutu kuumuse tõttu kiiresti. Sel hetkel muutub metall väga plastiliseks ja rakendatud survega seovad kaks metallitükki kindlalt kokku.
Takistuskeevituse tööpõhimõte
Takistuspunktkeevituse põhimõtet ja liitekohtade moodustamist illustreerib joonis 1-1. Metall A ja metall B asetatakse kahe elektroodi vahele ning elektroodidele avaldatakse survet. Kahe elektroodi vahel juhib takistuskeevitaja trafo võimas vool. Toorikute kontaktpinnad moodustavad füüsilise kontaktpunkti, mis voolu kuumutamisel järk-järgult laieneb. Plastiline deformatsioon ja kuumus aktiveerivad kontaktpunktis pidevalt aatomeid, mille tulemuseks on sulasüdamiku moodustumine. Sulanud tuum kasvab sammaskristallidena, surudes üksteise poole välja sulami kõrgema kontsentratsiooniga komponendid. Kui keevitaja elektroodid eemalduvad metallpinnast ja metall jahtub, keevitatakse töödeldavad osad kokku, luues tugeva metallisideme. Ühenduspind kaob, jättes maha keevisõmbluse.
1-1
Takistuskeevitust mõjutavad tegurid
Takistuskeevituson keevitusmeetod, mis kasutab metallkomponentide ühendamiseks soojuse tekitamiseks elektrivoolu. Nagu varem mainitud, tuleneb takistuskeevituse põhimõte peamiselt Joule'i kuumenemisseadusest, kus keevitussoojuse tekke määravad eelkõige parameetrid nagu vool, takistus ja keevitusaeg. Seda saab väljendada järgmise valemiga:
Q = I²Rt
Iga keevitusparameetri tähendus:
Q – kuumus (J)
I – keevitusvool (A)
R – takistus (Ω)
t – keevitusaeg (s)
Keevitusvool
Vooluvool mõjutab oluliselt keevitamise ajal tekkivat soojust, nagu on näidatud valemis. Voolu ruutväärtus mõjutab soojust, mis tähendab, et mida suurem on vool, seda kiiremini soojus suureneb. Seetõttu on keevitusparameetrite reguleerimisel enne keevitamist ülioluline määrata sobiv vool. Kui keevitusvool on liiga väike, siis keevisõmblus ei sula ja sulamissüdamikku ei teki. Kui vool on liiga suur, kasvab sulatussüdamik kiiresti, põhjustades keevitamise ajal liigset pritsimist ja kahjustades elektroode.
Keevitusvool jaguneb peamiselt vahelduvvooluks (AC) ja alalisvooluks (DC), nagu on näidatud alloleval diagrammil. Thepunktkeevitusmasinadmida me kasutame, jagunevad ka alalisvoolu punktkeevitusmasinad ja vahelduvvoolu punktkeevitusmasinad. Alalisvoolu punktkeevitusmasinad kasutavad kolmefaasilist toiteallikat, tagades tasakaalustatud voolujaotuse ja suudavad saavutada keevitussagedusi üle 1000 Hz, mille tulemuseks on kõrge keevitustäpsus. Nende eeliseks on ka väike elektrienergia nõudlus, mis muudab need energiasäästlikud keevitajad töötleva tööstuse tootjate seas üha populaarsemaks. Vahelduvvooluga punktkeevitusmasinatel on ühefaasiline 50 Hz väljund, suur pidev kandevõime ja kõrged nõuded elektrivõrgule. Lisaks on neil madal keevitusvõimsus, mis nõuab pikemat keevitusaega.
Kontakti takistus
Valemist on lihtne näha, et takistus on otseselt võrdeline tekkiva soojusega. Mida suurem on takistus, seda suurem on keevitamisel tekkiv soojus. Vastupidavus jaotub elektroodi ja tooriku erinevatesse osadesse. Keevitamise ajal tekib suurim takistus tooriku kokkupuutepunktis, mille tulemuseks on suurim soojuse teke. Järgmine on töödeldava detaili ja elektroodi vahelise kontaktpunkti takistus. Kuna aga elektrood on vesijahutusega ja jahtub kiiresti, langeb temperatuur kiiresti. Teisest küljest on töödeldavate detailide kontakttakistus, kuigi see kaob, halb soojuse hajumine, mis põhjustab kõrgeid temperatuure. Seetõttu võib ainult väike ala toorikute vahel saavutada temperatuuri, mis on vajalik sulatussüdamiku moodustamiseks ja kokku keevitamiseks.
Lisaks mõjutavad takistust temperatuur ja elektroodi rõhk. Temperatuuri tõustes metalli voolavuspiir väheneb, suurendades töödeldavate detailide ning tooriku ja elektroodi kontaktpinda, mille tulemuseks on takistuse vähenemine. Elektroodi surve suurenemine muudab töödeldava detaili pinna siledamaks, suurendades kontaktpinda ja vähendades takistust. Selle tulemusena tekib nähtus, kus tüüpiliste materjalide keevitamisel tõuseb takistus vahetult pärast sisselülitamist ning toite väljalülitamisel ja sulatussüdamiku moodustumisel hakkab takistus vähenema.
Keevitamise aeg
Mida pikem on keevitusaeg, seda suurem on tekkiv soojus. Selles valemis võivad vool ja aeg üksteist täiendada. Kui soovite tugevat keevisõmblust, saate lühikeseks ajaks seada suure voolu, et tekitada kiiresti soojust ja moodustada keevituse lõpuleviimiseks sulatussüdamik. Teise võimalusena saate seada madala voolu pikemaks ajaks, kuid sellel lähenemisviisil on piir. Kui aeg on seatud liiga pikaks, võib see põhjustada liigset pritsimist ja põhjustada elektroodi kleepumist. Olenemata sellest, kas see on praegune või aeg, on piiranguid. Parameetrite määramisel peate arvestama töödeldava detaili materjali ja paksusega, samuti keevitusmasina võimsusega.
Materjali omadused
Töödeldava detaili materjal mõjutab suuresti selle takistust, mis mängib keevitussoojuse tekkes olulist rolli. Suure eritakistusega ja halva soojusjuhtivusega roostevaba terase keevitamisel on soojust kergem tekitada, kuid seda on raskem hajutada, mistõttu on vaja väiksemaid voolusid. Madala eritakistuse ja hea soojusjuhtivusega alumiiniumsulamite keevitamisel on soojust raskem tekitada, kuid seda on lihtsam hajutada, mistõttu on vaja suuremaid voolusid. Metallidel, nagu hõbe ja vask, on kõrge soojusjuhtivus ja väike takistus, nii et isegi suure voolu korral ei tekita need palju soojust, kuid võivad selle ära juhtida. Seetõttu ei sobi need metallid takistuskeevitamiseks, kuid neid saab kasutada elektroodide materjalidena.
Elektroodide disain ja geomeetria
Soojuse teket mõjutavad ka elektroodi kuju ja materjal. Elektroodi ja tooriku vaheline kontaktpind mõjutab voolutihedust. Elektroodide sagedane kasutamine võib põhjustada kulumist ja deformatsiooni, suurendades kontaktpinda ja vähendades keevitustugevust. Seetõttu peame elektroodide otsikud viivitamatult parandama ja välja vahetama. Elektroodi soojusjuhtivus ja takistus mõjutavad soojusülekannet. Seetõttu peaksime valima hea soojusjuhtivuse ja madala takistusega materjalid.
Pinna ettevalmistamine
Soojuse teket mõjutavad ka elektroodide kuju ja materjal. Elektroodi ja tooriku vaheline kontaktpind mõjutab voolutihedust. Kui meie elektroode kasutatakse sageli ja need kuluvad, suurendab see kontaktpinda, mis vähendab keevitustugevust. Seetõttu peame elektroodide otsikud viivitamatult parandama ja välja vahetama. Elektroodide soojusjuhtivus ja eritakistus mõjutavad soojusülekannet. Seetõttu peaksime valima hea soojusjuhtivuse ja väikese takistusega materjalid.
Resipositsioon Keevitamine
Erinevate toote spetsifikatsioonide ja keevitamise nõuete tõttu kasutatakse ülesande täitmiseks erinevaid takistuskeevitusprotsesse. Takistuskeevituse saab keevitusprotsessi põhjal jagada punktkeevituseks, projektsioonkeevituseks, õmbluskeevituseks ja põkkkeevituseks.
Punktkeevitus
Punktkeevituson keevitusmeetod, kus metall pressitakse kokku ülemise ja alumise elektroodiga ning keevitatakse voolu läbilaskmisel. See on traditsiooniline takistuskeevitus, lihtne kasutada ja nõuab töötajatelt suhteliselt madalaid oskusi. Tänu oma ainulaadsele keevitusprotsessile on punktkeevitus esmane valik metallkomponentide keevitamiseks kosmosetehnikas ning seda kasutatakse laialdaselt autokerede ja muude komponentide keevitamisel. Tavaliselt kasutatakse seda õhukeste madala süsinikusisaldusega terase, alumiiniumi, roostevaba terase, tsingitud terase ja muude õhukeste, tavaliselt umbes 3 millimeetri paksuste plaatide keevitamiseks.
Õmbluse keevitamine
Õmbluse keevitaminehõlmab tavaliselt kahe metallkomponendi servade ühendamist. Kaks metallist töödeldavat detaili asetatakse kahe rull-elektroodi vahele. Kui üks elektrood veereb ja avaldab survet, tekib pidev või katkendlik tühjenemine. Elektroodi valtsimispunktis tekkiv soojus sulatab toorikud ja ühendab need omavahel, moodustades pideva keevisõmbluse. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt suletud liitekohti vajavate metallosade keevitamiseks. Kuna keevitusala on suhteliselt pikk, kasutame valede joondamise vältimiseks tavaliselt punktkeevitust positsioneerimiseks enne õmbluse keevitamist.
Projektsioonkeevitus
Projektsioonkeevituson punktkeevituse variatsioon, kus keevituspunkti moodustamine on sarnane punktkeevitusega, kuid projektsioonkeevitust kasutatakse tavaliselt kõrgendatud punktidega detailide puhul. Nende kõrgendatud punktide olemasolu piirab ala, mida vool läbib, suurendades voolutihedust keevituspiirkonnas. See kontsentreeritud kuumutamine hõlbustab vuugi ühendamist. Seda keevitusmeetodit nimetatakse projektsioonkeevituseks. Projektsioonkeevitus võib moodustada liitekohas korraga ühe või mitu liitsüdamikku. Keevitamise ajal on projektsioonkeevitamiseks vajalik vool samas keevituspunktis väiksem kui punktkeevitamiseks. Kuid enne iga projektsiooni purustamist peab vool projektsiooni sulatama; vastasel juhul võib esineda märkimisväärsel hulgal pritsmeid. Projektsioonkeevitust saab kasutada mutrite, poltide või kõrgendatud otstega plaatide keevitamiseks ning seda kasutatakse laialdaselt elektroonika- ja autokomponentide valmistamisel.
Põkk-keevitus
Põkkkeevitushõlmab kahe metallist tooriku otspindade joondamist, nende asetamist elektroodide vahele, kahe töödeldava detaili turvalist kinnitamist ja suure voolu kasutamist soojuse tekitamiseks, töödeldavate detailide kontaktpinna sulatamist ja nende ühendamist. Põkkkeevitus jaguneb veel põkk-kiirkeevituseks ja takistuspõkkkeevituseks.
Välk-põkkkeevitus on kiire keevitusprotsess, mis kasutab suurt voolu, et sulatada toorikud kiiresti, avaldades survet tahkefaasilise ühenduse moodustamiseks. Seda kasutatakse tavaliselt suurte metallvarraste, lehtede ja torude ristlõikepindade keevitamiseks, mille maksimaalne pindala ulatub 20 000 mm² ja üle selle. Tühjenduskeevitusprotsessi ajal tekivad kontaktpunktis sädemed, sellest ka nimi välk-põkkkeevitus. Sellega saab keevitada kõrge süsinikusisaldusega terast, roostevaba terast, alumiiniumisulameid ning keevitada ka erinevaid metalle, nagu vask ja alumiinium.
Takistusega põkkkeevitus kasutab takistussoojust, et viia tooriku ühenduskohad kõrgel temperatuuril plastilisse olekusse, viies keevitusprotsessi lõpule sepistamisjõuga. See sobib 250 mm² ristlõikega vuukide keevitamiseks, sageli kasutatakse väikese ristlõikega metalltraatide, varraste ja ribade keevitamiseks.
Tähtsus tootmises
- Takistuskeevitus ei nõua keevitusprotsessi ajal metalli lisamist, mille tulemuseks on kõrge keevitamise efektiivsus ja minimaalne saaste.
- Tänu oma järjepidevusele ja stabiilsusele on takistuskeevitust lihtne automatiseerida, integreerudes sujuvalt automaatikaga, et veelgi suurendada tootmise efektiivsust ja säästa tööjõudu.
- Võrreldes teiste keevitusmeetoditega on takistuskeevitus kulutõhus. Esiteks on takistuskeevituse seadmete maksumus suhteliselt madal ja teiseks tekib takistuskeevitusprotsessis minimaalselt materjali raiskamist. See vähendab oluliselt töötleva tööstuse tootjate tootmiskulusid.
- Takistuskeevitust kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes ja see on eriti asendamatu sellistes sektorites nagu lennundus, autotööstus ja palju muud.
- Takistuskeevitus sobib töötlevas tööstuses erinevat tüüpi metallide, sealhulgas roostevaba terase, süsinikterase, alumiiniumi, vase ja muu keevitamiseks, muutes selle mitmekülgseks.
Rakendused
Takistuskeevitust kasutatakse laialdaselt, peamiselt sellistes tööstusharudes nagu autokomponendid, kosmosetööstus, elektroonika ja rasketööstus. Kuna nõudlus keevitatud metallkomponentide järele erinevates tööstusharudes kasvab jätkuvalt, on keevitustehnoloogiale kehtestatud kõrgemad standardid, mis soodustavad takistuskeevituse edenemist ja arengut.
Autotööstuse rakendused
Autotootmises, kus ohutus ja stabiilsus on ülitähtsad, on takistuskeevitus tavaliselt kasutatav keevitusmeetod. Seda kasutatakse sageli autokerede erinevate metallosade, näiteks katuste, uste, metalllehtede ja metallmutrite ühendamiseks. Takistuskeevitus pakub kõrget efektiivsust, stabiilset keevituskvaliteeti ja on kergesti automatiseeritav, muutes selle autotööstuses asendamatuks protsessiks.
Lennundustööstuse rakendused
Takistuskeevitust kasutatakse sageli lennukite ja rakettide metallosade ühendamiseks, näiteks lennuki tiibade ja kere ühendamiseks, samuti erinevate väikeste metallosade ühendamiseks. Need komponendid peavad olema suure tugevuse ja vastupidavusega ning vuukide kvaliteedile peavad kehtima ranged nõuded, mille puhul on takistuskeevitus suurepärane. Takistuskeevitus mängib kosmosetööstuses üliolulist rolli ja edusamme selles valdkonnas soodustab ka kosmosetööstus.
Elektroonikatööstuse rakendused
Takistikeevitust kasutatakse tavaliselt elektroonikakomponentide ja elektroonikaseadmete teatud metallosade jaoks. See pakub suurt keevitustäpsust ja sobib miniatuursete komponentide, näiteks elektrooniliste kiipide ja juhtmete ühendamiseks. Tänapäeva kiiresti areneval elektroonikaseadmete ajastul kiirendab takistikeevitus elektroonikakomponentide kokkupanemist, aidates kaasa tööstuse edenemisele.
Rasketööstuse rakendused
Takistuskeevitust kasutatakse sageli sildade ja hoonete suurte metallosade, näiteks silla põhjaäärikute ja terasarmatuuri keevitamiseks. Seda kasutatakse ka suurte masinate valmistamisel metallosade ühendamiseks. Tänu tõhusale ja stabiilsele keevitustehnoloogiale on takistuskeevitusest saanud üks olulisemaid töötlemismeetodeid rasketööstuses. See tagab raskete seadmete ja konstruktsioonide ohutuse.
Seadmed ja komponendid
Keevitusmasinad
Takistuskeevitusmasinadon jagatud nelja põhikategooriasse: punktkeevitusmasinad, projektsioonkeevitusmasinad, õmbluskeevitusmasinad ja põkkkeevitusmasinad, mis põhinevad erinevatel protsessidel. Valige sobiv keevitusseade vastavalt materjalide ja kuju omadustele.
Elektroodid
Theelektroodon keevitamise kvaliteedi tagamise oluline komponent. Keevituselektroodide peamised materjalid on: kroomtsirkooniumvask, alumiiniumoksiidvask, berülliumkoobaltvask, volfram, molübdeen, grafiit jne. Sõltuvalt keevitatavatest detailidest jaotatakse elektroodid lameelektroodideks, sfäärilisteks elektroodideks, mutterelektroodideks, poltidega elektroodideks. elektroodid jne. Tavaliselt hõlmab elektroodide fikseerimine kitsenevat kinnitust, kusjuures koonuse suhted on enamasti 1:10 ja 1:5.
Jahutussüsteemid
Töötamise ajal vajavad takistuskeevitusmasinad komponentide (nt elektroodid ja trafod) jahutamiseks tsirkuleerivat vett. Seetõttu paigaldame takistuskeevitusmasinatele jahutussüsteemi. Jahutusvee temperatuur peaks olema alla 30°C. Kui temperatuur on liiga kõrge, võib see käivitada keevitusmasina kaitsva väljalülitamise. Veeplekkide ja torude ummistumise vältimiseks on parem kasutada ringluseks lisanditeta jahutusvett.
Kuidas valida õige keevitusprotsess?
Keevitusmeetodi valik sõltub paljudest teguritest.
Töödeldava detaili paksus ja kuju: erinevkeevitusmeetodidsobivad erineva paksuse ja kujuga toorikute jaoks. Näiteks takistuskeevitus sobib üldiselt ainult õhukeste metalllehtede keevitamiseks, samas kui veidra kujuga ja paksud toorikud keevitatakse tavaliselt kaarkeevitusega.
Keevituskvaliteedi nõuded: Soovitud keevituskvaliteet määrab ka keevitusmeetodi valiku. Suurt tihendus- ja vuugitugevust nõudvate detailide puhul tuleks valida nendele nõuetele vastavad keevitusmeetodid.
Tootmise tõhusus ja kulud: Kui on vaja suurt aastatoodangut, on vaja valida kõrge efektiivsusega keevitusmeetod. Arvesse tuleks võtta ka kulukaalutlusi.
Keskkonnategurid: Mõned keevitusmeetodid tekitavad jäätmeid ja heitmeid, põhjustades keskkonnareostust. Seetõttu tuleks keevitusmeetodi valimisel arvestada keskkonnakaalutlustega.
KKK:
Millised on takistuskeevituse piirangud?
Takistuskeevitus ei sobi suurte metallosade keevitamiseks.
Kuidas tagate takistuskeevituse ohutuse?
Takistuskeevitamise ajal kandke kaitsekiivrit ja kaitseprille.
Kuidas ma saan takistuskeevitamise koolitust?
Koolitusi saab läbida aadressil atakistuskeevituse tootja.
Millised on takistuskeevitusliidete peamised kvaliteediprobleemid?
Külmjoodet, ebapiisav tugevus, keevitusdeformatsioon, oksüdatsioon.
Kontrollmeetodid takistuskeevitusliidete jaoks
Destruktiivne testimine, mikroskoopiline uurimine, visuaalne kontroll, metallograafiline testimine, ultraheli testimine.
Postitusaeg: aprill-02-2024
