Jos olet uusi vastushitsauksessa tai etsit selkeämpää ymmärrystä siitä, sinun on ehdottomasti luettava tämä artikkeli huolellisesti. Tämä artikkeli vie sinut syvälle vastushitsauksen maailmaan. Oletpa aloittelija tai haluat laajentaa tietojasi, tämä artikkeli tarjoaa sinulle arvokkaita oivalluksia.
Mikä on vastushitsaus?
Vastushitsaus on nopea ja taloudellinen metalliliitosmenetelmä. Tämä hitsaustekniikka soveltuu nivelliitoksille, päittäisliitoksille tai liitoksille, jotka eivät vaadi ilmatiiviyttä, ohuille levyrakenteille, joiden paksuus on alle 6 mm. Tietysti sillä voi hitsata myös paksumpia ja suurempia metallityökappaleita, mutta sen kokonaissuorituskyky ei välttämättä ole yhtä hyvä kuin tietyt muut hitsausmenetelmät.
Määritelmä ja perusteet
Vastushitsauson menetelmä, jossa liitettävät työkappaleet asetetaan kahden elektrodin väliin. Ohjaamalla virtaa työkappaleiden ja kosketuspisteiden läpi tapahtuu vastuskuumennus, joka tuottaa lämpöä työkappaleiden risteyksessä. Tämä paikallinen kuumennus saa alueen sulamaan tai muuttumaan taipuisaksi, kun taas kahden elektrodin paine sitoo metallin yhteen.
Kun virta kulkee johtimen läpi, se tuottaa lämpöä vastuksen vuoksi. Mitä suurempi vastus, kun virta on vakio, sitä enemmän lämpöä tuotetaan. Kohdassa, jossa metallit ovat kosketuksissa, vastus on paljon suurempi kuin itse metallin sisällä. Siksi, kun suuri virta kulkee metallin ja elektrodin välisen kosketuksen läpi, metalli lämpenee nopeasti valtavan lämmön vuoksi. Tässä vaiheessa metallista tulee erittäin sitkeä, ja kohdistetulla paineella kaksi metallikappaletta sitoutuvat turvallisesti toisiinsa.
Vastushitsauksen toimintaperiaate
Vastuspistehitsauksen periaate ja liitosten muodostus on kuvattu kuvassa 1-1. Metalli A ja metalli B asetetaan kahden elektrodin väliin, ja elektrodeihin kohdistetaan painetta. Vastushitsauslaitteen muuntaja siirtää voimakkaan virran kahden elektrodin välillä. Työkappaleiden kosketuspinnat muodostavat fyysisen kosketuspisteen, joka laajenee vähitellen virran lämmitettäessä. Plastinen muodonmuutos ja lämpö aktivoivat jatkuvasti atomeja kosketuspisteessä, mikä johtaa sulan ytimen muodostumiseen. Sula ydin kasvaa pylväskiteiden muodossa työntäen korkeamman seoskonsentraation komponentteja toisiaan kohti. Kun hitsauskoneen elektrodit siirtyvät pois metallipinnasta ja metalli jäähtyy, työkappaleet hitsataan yhteen, jolloin muodostuu vahva metallisidos. Liitospinta katoaa jättäen jälkeensä hitsauskimpaleen.
1-1
Vastushitsaukseen vaikuttavat tekijät
Vastushitsauson hitsausmenetelmä, joka käyttää sähkövirtaa lämmön tuottamiseen metalliosien yhdistämiseksi. Kuten aiemmin mainittiin, vastushitsauksen periaate johtuu pääasiassa Joulen kuumennuslaista, jossa hitsauslämmön muodostuminen määräytyvät ensisijaisesti parametrien, kuten virran, vastuksen ja hitsausajan, perusteella. Se voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:
Q = I²Rt
Jokaisen hitsausparametrin merkitys:
Q – lämpö (J)
I - Hitsausvirta (A)
R — Resistanssi (Ω)
t - hitsausaika (s)
Hitsausvirta
Virralla on merkittävä vaikutus hitsauksen aikana syntyvään lämpöön, kuten kaava osoittaa. Virran neliöarvo vaikuttaa lämpöön, eli mitä suurempi virta, sitä nopeammin lämpö kasvaa. Siksi hitsausparametreja säädettäessä ennen hitsausta on tärkeää asettaa oikea virta. Jos hitsausvirta on liian pieni, hitsi ei sula, eikä sulatusydintä muodostu. Jos virta on liian suuri, sulatusydin kasvaa nopeasti, mikä aiheuttaa liiallista roiskeita hitsauksen aikana ja vaurioittaa elektrodeja.
Hitsausvirta jaetaan pääasiassa vaihtovirtaan (AC) ja tasavirtaan (DC), kuten alla olevassa kaaviossa näkyy. Thepistehitsauskoneetkäyttämämme jaetaan myös tasavirtapistehitsauskoneisiin ja vaihtovirtapistehitsauskoneisiin. Tasavirtapistehitsauskoneet käyttävät kolmivaiheista virtalähdettä, mikä varmistaa tasapainoisen tehonjaon ja voivat saavuttaa yli 1000 Hz:n hitsaustaajuudet, mikä johtaa korkeaan hitsaustarkkuuteen. Niiden etuna on myös sähköverkon alhainen virrantarve, mikä tekee näistä energiaa säästävistä hitsauslaitteista yhä suositumpia valmistusteollisuuden valmistajien keskuudessa. Vaihtovirtapistehitsauskoneissa on yksivaiheinen 50 Hz lähtö, korkea jatkuva kuormituskyky ja korkeat vaatimukset sähköverkolle. Lisäksi niillä on alhainen hitsausteho, mikä vaatii pidempiä hitsausaikoja.
Kosketusvastus
Kaavasta on helppo nähdä, että vastus on suoraan verrannollinen syntyvään lämpöön. Mitä suurempi vastus, sitä enemmän lämpöä syntyy hitsauksen aikana. Vastus jakautuu elektrodin ja työkappaleen eri osiin. Hitsauksen aikana suurin vastus esiintyy työkappaleen kosketuspisteessä, mikä johtaa korkeimpaan lämmöntuotantoon. Seuraava on vastus työkappaleen ja elektrodin välisessä kosketuspisteessä. Kuitenkin, koska elektrodi on vesijäähdytteinen ja jäähtyy nopeasti, lämpötila laskee nopeasti. Toisaalta työkappaleiden välisellä kosketusresistanssilla, vaikka se katoaa, on huono lämmönpoisto, mikä johtaa korkeisiin lämpötiloihin. Siksi vain pieni alue työkappaleiden välillä voi saavuttaa lämpötilan, joka tarvitaan sulatusytimen muodostamiseen ja yhteen hitsaamiseen.
Lisäksi lämpötila ja elektrodin paine vaikuttavat vastukseen. Lämpötilan noustessa metallin myötölujuus pienenee, mikä lisää työkappaleiden välistä sekä työkappaleen ja elektrodin välistä kosketuspinta-alaa, mikä johtaa vastuksen vähenemiseen. Kasvava elektrodipaine tekee työkappaleen pinnasta tasaisemman, suurentaa kosketusaluetta ja vähentää vastusta. Seurauksena on ilmiö, jossa tyypillisten materiaalien hitsauksen aikana resistanssi kasvaa pian virran kytkemisen jälkeen ja kun virta katkaistaan ja sulatusydin muodostuu, vastus alkaa pienentyä.
Hitsausaika
Mitä pidempi hitsausaika on, sitä enemmän syntyy lämpöä. Tässä kaavassa virta ja aika voivat täydentää toisiaan. Kun haluat vahvan hitsin, voit asettaa suuren virran lyhyeksi ajaksi tuottaaksesi lämpöä nopeasti ja muodostaaksesi sulatusytimen hitsauksen loppuunsaattamiseksi. Vaihtoehtoisesti voit asettaa matalan virran pidemmäksi ajaksi, mutta tällä lähestymistavalla on rajansa. Jos aika on asetettu liian pitkäksi, se voi johtaa liialliseen roiskeeseen ja saattaa aiheuttaa elektrodin tarttumisen. Olipa kyseessä nykyinen tai aika, on rajoituksia. Parametreja asetettaessa on otettava huomioon työkappaleen materiaali ja paksuus sekä hitsauskoneen teho.
Materiaalin ominaisuudet
Työkappaleen materiaali vaikuttaa suurelta osin sen resistiivisuuteen, jolla on tärkeä rooli hitsauslämmön muodostuksessa. Hitsattaessa ruostumatonta terästä, jolla on korkea resistiivisyys ja huono lämmönjohtavuus, on helpompi tuottaa lämpöä, mutta vaikeampi johtaa sitä, joten tarvitaan pienempiä virtoja. Hitsattaessa alumiiniseoksia, joilla on alhainen ominaisvastus ja hyvä lämmönjohtavuus, lämpöä on vaikeampi tuottaa, mutta se on helpompi hajauttaa, joten tarvitaan suurempia virtoja. Metalleilla, kuten hopealla ja kuparilla, on korkea lämmönjohtavuus ja alhainen ominaisvastus, joten jopa suurilla virroilla ne eivät tuota paljon lämpöä, mutta voivat johtaa sen pois. Siksi nämä metallit eivät sovellu vastushitsaukseen, mutta niitä voidaan käyttää elektrodimateriaalina.
Elektrodisuunnittelu ja geometria
Myös elektrodin muoto ja materiaali vaikuttavat lämmöntuotantoon. Elektrodin ja työkappaleen välinen kosketuspinta vaikuttaa virrantiheyteen. Elektrodien toistuva käyttö voi johtaa kulumiseen ja muodonmuutokseen, mikä lisää kosketusaluetta ja heikentää hitsauslujuutta. Siksi meidän on korjattava ja vaihdettava elektrodien kärjet viipymättä. Elektrodin lämmönjohtavuus ja resistanssi vaikuttavat lämmönsiirtoon. Siksi meidän tulisi valita materiaaleja, joilla on hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen vastus.
Pinnan valmistelu
Myös elektrodien muoto ja materiaali vaikuttavat lämmöntuotantoon. Elektrodin ja työkappaleen välinen kosketuspinta vaikuttaa virrantiheyteen. Kun elektrodejamme käytetään usein ja ne kuluvat, se lisää kosketusaluetta, mikä heikentää hitsauslujuutta. Siksi meidän on korjattava ja vaihdettava elektrodien kärjet viipymättä. Elektrodien lämmönjohtavuus ja ominaisvastus vaikuttavat lämmönsiirtoon. Siksi meidän tulisi valita materiaaleja, joilla on hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen ominaisvastus.
Resiasento Hitsaus
Erilaisista tuotespesifikaatioista ja hitsausvaatimuksista johtuen tehtävän suorittamiseen käytetään erilaisia vastushitsausprosesseja. Vastushitsaus voidaan jakaa hitsausprosessin perusteella pistehitsaukseen, projektiohitsaukseen, saumahitsaukseen ja puskuhitsaukseen.
Pistehitsaus
Pistehitsauson hitsausmenetelmä, jossa metallia puristetaan yhteen ylä- ja alaelektrodilla ja hitsataan johtamalla virta sen läpi. Se on perinteinen vastushitsauksen muoto, helppokäyttöinen ja vaatii työntekijöiltä suhteellisen alhaista taitoa. Ainutlaatuisen hitsausprosessinsa ansiosta pistehitsaus on ensisijainen valinta metallikomponenttien hitsaukseen ilmailu- ja avaruustekniikassa, ja sitä käytetään laajalti autojen korien ja muiden komponenttien hitsauksessa. Sitä käytetään tyypillisesti ohuiden vähähiilisen teräksen, alumiinin, ruostumattoman teräksen, galvanoidun teräksen ja muiden ohuiden, tyypillisesti noin 3 millimetrin paksuisten levyjen hitsaukseen.
Sauman hitsaus
Sauman hitsaustyypillisesti kahden metalliosan reunojen yhdistäminen. Kaksi metallityökappaletta asetetaan kahden rullaelektrodin väliin. Kun yksi elektrodi pyörii ja kohdistaa painetta, tapahtuu jatkuvaa tai ajoittaista purkausta. Elektrodin vierintäpisteessä syntyvä lämpö sulattaa työkappaleet ja liittää ne yhteen muodostaen jatkuvan hitsisauman. Tätä menetelmää käytetään laajalti tiivistettyjä liitoksia vaativien metalliosien hitsaukseen. Koska hitsausalue on suhteellisen pitkä, käytämme kohdistusvirheiden estämiseksi yleensä pistehitsausta ennen saumahitsausta.
Projektiohitsaus
Projektiohitsauson pistehitsauksen muunnelma, jossa hitsauspisteen muodostus on samanlainen kuin pistehitsaus, mutta projisointihitsausta käytetään tyypillisesti työkappaleissa, joissa on kohokohdat. Näiden kohokohtien läsnäolo rajoittaa aluetta, jonka läpi virta kulkee, mikä lisää virrantiheyttä hitsausalueella. Tämä keskitetty lämmitys helpottaa liitoksen liittämistä. Tämä hitsausmenetelmä tunnetaan projektiohitsauksena. Projektiohitsaus voi muodostaa yhden tai useamman sulatusytimen liitokseen kerralla. Hitsauksen aikana projektiohitsaukseen vaadittava virta samassa hitsauskohdassa on pienempi kuin pistehitsauksessa. Kuitenkin ennen kuin jokainen projektio murskataan, virran on sulatettava projektio; muuten roiskeita voi esiintyä huomattavan paljon. Projektiohitsauksella voidaan hitsata muttereita, pultteja tai levyjä, joissa on kohokohdat, ja sitä käytetään laajalti elektronisten ja autokomponenttien valmistuksessa.
Puskuhitsaus
Puskuhitsaussisältää kahden metallityökappaleen päätypintojen kohdistamisen, niiden sijoittamisen elektrodien väliin, kahden työkappaleen turvallisen kiinnittämisen ja suuren virran käytön lämmön tuottamiseen, työkappaleiden kosketuspinnan sulatuksen ja niiden liittämisen yhteen. Päipähitsaus jaetaan edelleen välähdyshitsaukseen ja vastus- päittäishitsaukseen.
Puskuhitsaus on nopea hitsausprosessi, joka käyttää suurta virtaa sulattaakseen työkappaleet nopeasti ja kohdistaen painetta kiinteän faasin liitoksen muodostamiseksi. Sitä käytetään yleisesti metallitankojen, -levyjen ja -putkien suurten poikkileikkausalueiden hitsaukseen, joiden enimmäispinta-ala on 20 000 mm² tai enemmän. Purkaushitsausprosessin aikana kosketuspisteeseen syntyy kipinöitä, mistä johtuu nimi flash-butt hitsaus. Se voi hitsata korkeahiilistä terästä, ruostumatonta terästä, alumiiniseoksia ja voi myös hitsata erilaisia metalleja, kuten kuparia ja alumiinia.
Resistenssipäittäishitsauksessa käytetään vastuslämpöä työkappaleen liitosten plastiseen tilaan korkeissa lämpötiloissa, jolloin hitsausprosessi saatetaan loppuun taontavoimalla. Se soveltuu hitsausliitoksiin, joiden poikkipinta-ala on enintään 250 mm², ja sitä käytetään usein pienen poikkileikkauksen metallilankojen, -tankojen ja -nauhojen hitsaukseen.
Tärkeys valmistuksessa
- Vastushitsaus ei vaadi metallin lisäämistä hitsausprosessin aikana, mikä johtaa korkeaan hitsaustehokkuuteen ja minimaaliseen saastumiseen.
- Tasaisuuden ja vakauden ansiosta vastushitsaus on helppo automatisoida, ja se integroituu saumattomasti automaation kanssa tuotannon tehokkuuden parantamiseksi ja työvoiman säästämiseksi.
- Muihin hitsausmenetelmiin verrattuna vastushitsaus on kustannustehokasta. Ensinnäkin vastushitsauksen laitekustannukset ovat suhteellisen alhaiset, ja toiseksi vastushitsausprosessin aikana materiaalihukkaa on vähän. Tämä vähentää merkittävästi valmistavan teollisuuden valmistajien tuotantokustannuksia.
- Vastushitsausta käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla, ja se on erityisen välttämätön aloilla, kuten ilmailuteollisuudessa, autoteollisuudessa ja muilla aloilla.
- Vastushitsaus soveltuu erityyppisten metallien hitsaukseen valmistavassa teollisuudessa, mukaan lukien ruostumaton teräs, hiiliteräs, alumiini, kupari ja paljon muuta, mikä tekee siitä monipuolisen sovelluksessaan.
Sovellukset
Vastushitsausta käytetään laajalti, pääasiassa teollisuudessa, kuten autokomponenteissa, ilmailussa, elektroniikassa ja raskaassa teollisuudessa. Hitsattujen metallikomponenttien kysynnän kasvaessa eri teollisuudenaloilla hitsaustekniikalle on asetettu korkeammat standardit, mikä edistää vastushitsauksen edistymistä ja kehitystä.
Autoteollisuuden sovellukset
Autoteollisuudessa, jossa turvallisuus ja vakaus ovat ensiarvoisen tärkeitä, vastushitsaus on yleisesti käytetty hitsausmenetelmä. Sitä käytetään usein erilaisten metalliosien, kuten kattojen, ovien, metallilevyjen ja metallimutterien, liittämiseen. Vastushitsaus tarjoaa korkean hyötysuhteen, vakaan hitsauslaadun ja on helposti automatisoitava, joten se on välttämätön prosessi autoteollisuudessa.
Ilmailuteollisuuden sovellukset
Vastushitsausta käytetään usein metalliosien liittämiseen lentokoneissa ja raketteissa, kuten lentokoneiden siipien ja runkojen sekä erilaisten pienten metalliosien liittämiseen. Näillä komponenteilla on oltava korkea lujuus ja kestävyys, ja liitosten laadulle on asetettava tiukat vaatimukset, jolloin vastushitsaus on erinomainen. Vastushitsauksella on keskeinen rooli ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, ja edistystä tällä alalla helpottaa myös ilmailuala.
Elektroniikkateollisuuden sovellukset
Vastushitsausta käytetään yleisesti elektroniikkakomponenteissa ja tietyissä elektroniikkalaitteiden metalliosissa. Se tarjoaa korkean hitsaustarkkuuden ja sopii miniatyyrikomponenttien, kuten elektronisten sirujen ja johtojen, liittämiseen. Nykypäivän nopeasti kehittyvällä elektroniikkalaitteiden aikakaudella vastushitsaus nopeuttaa elektronisten komponenttien kokoonpanoa, mikä edistää alan kehitystä.
Raskaan teollisuuden sovellukset
Vastushitsausta käytetään usein siltojen ja rakennusten suurten metalliosien, kuten sillan pohjalaippojen ja teräsraudoitusten hitsaukseen. Sitä käytetään myös suurten koneiden valmistuksessa metalliosien liittämiseen. Tehokkaan ja vakaan hitsaustekniikan ansiosta vastushitsauksesta on tullut yksi raskaan teollisuuden tärkeimmistä työstömenetelmistä. Se varmistaa raskaiden laitteiden ja rakenteiden turvallisuuden.
Laitteet ja komponentit
Hitsauskoneet
Resistanssihitsauskoneetjaetaan neljään pääluokkaan: pistehitsauskoneet, projektiohitsauskoneet, saumahitsauskoneet ja päittäishitsauskoneet, jotka perustuvat erilaisiin prosesseihin. Valitse sopiva hitsauslaite materiaalien ja muotojen ominaisuuksien mukaan.
Elektrodit
Theelektrodion tärkeä komponentti hitsauksen laadun varmistamiseksi. Hitsauselektrodien päämateriaaleja ovat: kromisirkoniumkupari, alumiinioksidikupari, berylliumkobolttikupari, volframi, molybdeeni, grafiitti jne. Eri hitsattavien työkappaleiden mukaan elektrodit jaetaan litteisiin elektrodeihin, pallomaisiin elektrodeihin, mutterielektrodeihin, pulttielektrodeihin. elektrodit jne. Tyypillisesti elektrodien kiinnitykseen liittyy kartiomainen sovitus, jossa kartiosuhteet ovat enimmäkseen 1:10 ja 1:5.
Jäähdytysjärjestelmät
Käytön aikana vastushitsauskoneet tarvitsevat kiertovettä komponenttien, kuten elektrodien ja muuntajien, jäähdyttämiseen. Siksi asennamme vastushitsauskoneiden jäähdytysjärjestelmän. Jäähdytysveden lämpötilan tulee olla alle 30°C. Jos lämpötila on liian korkea, se voi laukaista hitsauskoneen suojaavan sammutuksen. Kiertoon on parasta käyttää epäpuhtaudetonta jäähdytysvettä vesitahrojen ja putkien tukkeutumisen estämiseksi.
Kuinka valita oikea hitsausmenetelmä?
Hitsausmenetelmän valinta riippuu monista tekijöistä.
Työkappaleen paksuus ja muoto: erilainenhitsausmenetelmiäsoveltuvat eripaksuisille ja -muotoisille työkappaleille. Esimerkiksi vastushitsaus soveltuu yleensä vain ohuiden metallilevyjen hitsaukseen, kun taas omituisen muotoiset ja paksut työkappaleet hitsataan yleensä kaarihitsauksella.
Hitsauksen laatuvaatimukset: Haluttu hitsauslaatu määrää myös hitsausmenetelmän valinnan. Korkeaa tiivistystä ja liitoslujuutta vaativille työkappaleille tulee valita nämä vaatimukset täyttävät hitsausmenetelmät.
Tuotannon tehokkuus ja kustannukset: Jos vaaditaan suurta vuosituotantoa, on valittava korkean hyötysuhteen omaava hitsausmenetelmä. Myös kustannusnäkökohdat on otettava huomioon.
Ympäristötekijät: Jotkut hitsausmenetelmät synnyttävät jätemateriaaleja ja päästöjä aiheuttaen ympäristön saastumista. Siksi ympäristönäkökohdat tulee ottaa huomioon hitsausmenetelmää valittaessa.
UKK:
Mitkä ovat vastushitsauksen rajoitukset?
Vastushitsaus ei sovellu suurten metalliosien hitsaukseen.
Miten varmistat turvallisuuden vastushitsauksessa?
Kun suoritat vastushitsausta, käytä suojakypärää ja suojalaseja.
Miten saan koulutuksen vastushitsaukseen?
Voit osallistua koulutukseen osoitteessa avastushitsauksen valmistaja.
Mitkä ovat vastushitsausliitosten tärkeimmät laatuongelmat?
Kylmä juotosliitos, riittämätön lujuus, hitsausmuodonmuutos, hapettuminen.
Vastushitsausliitosten tarkastusmenetelmät
Tuhoava testaus, mikroskooppitutkimus, visuaalinen tarkastus, metallografinen testaus, ultraäänitestaus.
Postitusaika: 02.04.2024
