Ako ste novi u otpornom zavarivanju ili ga želite bolje razumjeti, svakako morate pažljivo pročitati ovaj članak. Ovaj će vas članak odvesti duboko u svijet otpornog zavarivanja. Bilo da ste početnik ili želite proširiti svoje znanje, ovaj će vam članak pružiti vrijedne uvide.
Što je otporno zavarivanje?
Otporno zavarivanje je brza, ekonomična metoda spajanja metala. Ova tehnika zavarivanja prikladna je za preklopne spojeve, sučeone spojeve ili spojeve koji ne zahtijevaju zračnu nepropusnost, s debljinama manjim od 6 mm za strukture tankih ploča. Naravno, također može zavariti deblje i veće metalne izratke, ali njegova ukupna izvedba možda neće biti tako dobra kao neke druge metode zavarivanja.
Definicija i osnove
Otporno zavarivanjeje metoda pri kojoj se radni komadi koji se spajaju postavljaju između dvije elektrode. Prolaskom struje kroz izratke i kontaktne točke dolazi do zagrijavanja otpora, stvarajući toplinu na spoju izradaka. Ovo lokalizirano zagrijavanje uzrokuje taljenje ili savitljivost područja, dok pritisak dviju elektroda povezuje metal zajedno.
Kada struja teče kroz vodič, on stvara toplinu zbog otpora. Što je veći otpor kada je struja konstantna, to se proizvodi više topline. Na mjestu gdje su metali u kontaktu, otpor je puno veći nego u samom metalu. Stoga, kada velika struja prolazi kroz kontakt između metala i elektrode, metal se brzo zagrijava zbog ogromne topline. U ovom trenutku, metal postaje vrlo duktilan, a uz primijenjen pritisak, dva komada metala sigurno se povezuju.
Princip rada otpornog zavarivanja
Princip otpornog točkastog zavarivanja i formiranje spojeva ilustrirani su na slici 1-1. Metal A i metal B nalaze se između dvije elektrode, a na elektrode se primjenjuje pritisak. Snažna struja prolazi između dviju elektroda pomoću transformatora otpornog zavarivača. Kontaktne površine obratka tvore fizičku kontaktnu točku, koja se postupno širi kako je struja zagrijava. Plastična deformacija i toplina kontinuirano aktiviraju atome na kontaktnoj točki, što dovodi do stvaranja rastaljene jezgre. Rastaljena jezgra raste u obliku stupčastih kristala, gurajući komponente legure veće koncentracije jednu prema drugoj. Kada se elektrode zavarivača odmaknu od metalne površine, a metal se ohladi, radni komadi se međusobno zavaruju, stvarajući jaku metalnu vezu. Spojna površina nestaje, ostavljajući za sobom grumen zavara.
1-1
Čimbenici 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, načelo 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 utjecaj na toplinu koja se stvara tijekom zavarivanja, kao što je prikazano u formuli. Kvadratna vrijednost struje utječe na toplinu, što znači da što je struja veća, toplina će se brže povećavati. Stoga je kod podešavanja parametara zavarivanja prije zavarivanja ključno podesiti odgovarajuću struju. Ako je struja zavarivanja premala, zavar se neće rastopiti i neće se formirati fuzijska jezgra. Ako je struja prevelika, fuzijska jezgra će brzo rasti, uzrokujući prekomjerno prskanje tijekom zavarivanja i oštećivanje elektroda.
Struja zavarivanja uglavnom se dijeli na izmjeničnu struju (AC) i istosmjernu struju (DC), kao što je prikazano na donjem dijagramu. Thestrojevi za točkasto zavarivanjekoje koristimo također se dijele na strojeve za točkasto zavarivanje istosmjernom strujom i strojeve za točkasto zavarivanje izmjeničnom strujom. Aparati za točkasto zavarivanje istosmjernom strujom koriste trofazno napajanje, osiguravajući uravnoteženu distribuciju energije i mogu postići frekvencije zavarivanja preko 1000 Hz, što rezultira visokom preciznošću zavarivanja. Oni također imaju prednost male potražnje za električnom energijom iz električne mreže, što ove zavarivače koji štede energiju čine sve popularnijim među proizvođačima u proizvodnoj industriji. Aparati za točkasto zavarivanje na izmjeničnu struju imaju jednofazni izlaz od 50 Hz, visoku kontinuiranu nosivost i visoke zahtjeve za električnu mrežu. Osim toga, imaju nisku snagu zavarivanja, što zahtijeva duže vrijeme zavarivanja.
Kontaktni otpor
Iz formule je lako vidjeti da je otpor izravno proporcionalan proizvedenoj toplini. Što je veći otpor, veća je toplina proizvedena tijekom zavarivanja. Otpor je raspoređen kroz različite dijelove elektrode i obratka. Tijekom zavarivanja, najveći otpor javlja se na kontaktnoj točki obratka, što rezultira najvećim stvaranjem topline. Sljedeći je otpor na kontaktnoj točki između obratka i elektrode. Međutim, budući da je elektroda hlađena vodom i brzo se hladi, temperatura se brzo smanjuje. S druge strane, kontaktni otpor između obratka, iako nestaje, slabo odvodi toplinu, što dovodi do visokih temperatura. Stoga samo malo područje između obratka može postići temperaturu potrebnu za formiranje jezgre za taljenje i zavarivanje.
Dodatno, temperatura i tlak elektrode utječu na otpor. Kako temperatura raste, granica razvlačenja metala se smanjuje, povećavajući kontaktnu površinu između obratka i između obratka i elektrode, što rezultira smanjenim otporom. Povećanje pritiska elektrode čini površinu izratka glatkijom, povećavajući kontaktnu površinu i smanjujući otpor. Kao rezultat toga, postoji fenomen gdje se, tijekom zavarivanja tipičnih materijala, otpor povećava ubrzo nakon uključivanja, a kada se struja isključi i formira jezgra za taljenje, otpor se počinje smanjivati.
Vrijeme zavarivanja
Što je duže vrijeme zavarivanja, veća je proizvedena toplina. U ovoj se formuli struja i vrijeme mogu nadopunjavati. Kada želite jak zavar, možete postaviti jaku struju na kratko vrijeme kako biste brzo proizveli toplinu i formirali fuzijsku jezgru kako biste dovršili zavarivanje. Alternativno, možete postaviti nisku struju na duže vrijeme, ali postoji ograničenje za ovaj pristup. Ako je vrijeme postavljeno predugo, to može dovesti do prekomjernog prskanja i uzrokovati lijepljenje elektrode. Bilo da se radi o trenutnom stanju ili vremenu, postoje ograničenja. Prilikom postavljanja parametara morate uzeti u obzir materijal i debljinu obratka, kao i snagu stroja za zavarivanje.
Svojstva materijala
Materijal izratka uvelike utječe na njegovu otpornost, koja igra važnu ulogu u stvaranju topline zavarivanjem. Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika, koji ima veliki otpor i slabu toplinsku vodljivost, lakše je stvarati toplinu, ali je teže odvoditi, pa su potrebne manje struje. Kod zavarivanja aluminijskih legura s niskim otporom i dobrom toplinskom vodljivošću, teže je stvarati toplinu, ali je lakše raspršiti, pa su potrebne veće struje. Metali poput srebra i bakra imaju visoku toplinsku vodljivost i nizak otpor, tako da čak i s visokim strujama ne stvaraju mnogo topline, ali je mogu odvesti. Stoga ovi metali nisu prikladni za elektrootporno zavarivanje, ali se mogu koristiti kao materijali za elektrode.
Dizajn i geometrija elektroda
Oblik i materijal elektrode također utječu na stvaranje topline. Kontaktna površina između elektrode i obratka utječe na gustoću struje. Česta uporaba elektroda može dovesti do trošenja i deformacije, povećavajući kontaktnu površinu i smanjujući čvrstoću zavarivanja. Stoga moramo odmah popraviti i zamijeniti vrhove elektroda. Toplinska vodljivost i otpor elektrode utječu na prijenos topline. Stoga bismo trebali odabrati materijale s dobrom toplinskom vodljivošću i malom otpornošću.
Priprema površine
Oblik i materijal elektroda također utječu na stvaranje topline. Kontaktna površina između elektrode i obratka utječe na gustoću struje. Kada se naše elektrode često koriste i troše, povećava se kontaktna površina, što dovodi do smanjene čvrstoće zavarivanja. Stoga moramo odmah popraviti i zamijeniti vrhove elektroda. Toplinska vodljivost i otpornost elektroda utječu na prijenos topline. Stoga bismo trebali odabrati materijale s dobrom toplinskom vodljivošću i niskim otporom.
Vrste Resistav Zavarivanje
Zbog različitih specifikacija proizvoda i zahtjeva za zavarivanje, za dovršenje zadatka koriste se različiti postupci otpornog zavarivanja. Otporno zavarivanje može se podijeliti na točkasto zavarivanje, projekcijsko zavarivanje, šavno zavarivanje i sučeono zavarivanje na temelju postupka zavarivanja.
točkasto zavarivanje
Točkasto zavarivanjeje metoda zavarivanja gdje se metal pritiska gornjom i donjom elektrodom i zavaruje propuštanjem struje kroz njega. To je tradicionalni oblik otpornog zavarivanja, jednostavan za rukovanje i zahtijeva relativno niske razine vještina radnika. Zbog svog jedinstvenog postupka zavarivanja, točkasto zavarivanje je primarni izbor za zavarivanje metalnih komponenti u zrakoplovnom inženjerstvu i naširoko se koristi u zavarivanju karoserije automobila i drugih komponenti. Obično se koristi za zavarivanje tankih ploča od niskougljičnog čelika, aluminija, nehrđajućeg čelika, pocinčanog čelika i drugih tankih ploča, obično debljine oko 3 milimetra.
Zavarivanje šavova
Zavarivanje šavovaobično uključuje spajanje rubova dviju metalnih komponenti. Dva metalna obratka postavljaju se između dvije valjkaste elektrode. Dok se jedna elektroda kotrlja i vrši pritisak, dolazi do kontinuiranog ili povremenog pražnjenja. Toplina koja se stvara na točki kotrljanja elektrode topi izratke i spaja ih zajedno, tvoreći kontinuirani zavareni šav. Ova metoda se široko koristi za zavarivanje metalnih dijelova koji zahtijevaju zabrtvljene spojeve. Budući da je područje zavarivanja relativno dugo, kako bismo spriječili neusklađenost, obično koristimo točkasto zavarivanje za pozicioniranje prije zavarivanja šava.
Projekcijsko zavarivanje
Projekciono zavarivanjeje varijacija točkastog zavarivanja, gdje je formiranje točke zavarivanja slično točkastom zavarivanju, ali se projekcijsko zavarivanje obično koristi za izratke s uzdignutim točkama. Prisutnost ovih uzdignutih točaka ograničava područje kroz koje prolazi struja, povećavajući gustoću struje u području zavarivanja. Ovo koncentrirano zagrijavanje olakšava spajanje spoja. Ova metoda zavarivanja poznata je kao projekcijsko zavarivanje. Projekciono zavarivanje može oblikovati jednu ili više fuzionih jezgri na spoju odjednom. Tijekom zavarivanja, struja potrebna za projekcijsko zavarivanje na istoj točki zavarivanja manja je od one za točkasto zavarivanje. Međutim, prije nego što se svaka projekcija zgnječi, struja treba otopiti projekciju; inače može doći do značajne količine prskanja. Projekciono zavarivanje može se koristiti za zavarivanje matica, vijaka ili ploča s uzdignutim vrhovima i naširoko se koristi u proizvodnji elektroničkih i automobilskih komponenti.
Čeono zavarivanje
Sučeono zavarivanjeuključuje poravnavanje krajeva dvaju metalnih izratka, njihovo postavljanje između elektroda, sigurno pričvršćivanje dvaju izratka i korištenje velike struje za stvaranje topline, topljenje kontaktne površine izradaka i njihovo spajanje. Sučeono zavarivanje dalje se dijeli na sučeono zavarivanje plamenom i otporno sučeono zavarivanje.
Sučeono zavarivanje brzim je procesom zavarivanja koji koristi jaku struju za brzo taljenje obradaka, primjenom pritiska kako bi se stvorila veza čvrste faze. Obično se koristi za zavarivanje velikih površina poprečnog presjeka metalnih šipki, limova i cijevi, s maksimalnim površinama koje dosežu 20 000 mm² i više. Tijekom procesa zavarivanja pražnjenjem na kontaktnoj točki nastaju iskre, otuda i naziv sučeono zavarivanje plamenom. Može zavarivati visokougljični čelik, nehrđajući čelik, aluminijske legure, a također može zavarivati različite metale poput bakra i aluminija.
Otporno sučeono zavarivanje koristi otpornu toplinu za dovođenje spojeva obratka u plastično stanje na visokim temperaturama, dovršavajući proces zavarivanja silom kovanja. Pogodan je za zavarivanje spojeva s površinama 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 tijekom procesa zavarivanja, što rezultira visokom učinkovitošću zavarivanja i minimalnim zagađenjem.
- Zbog svoje dosljednosti i stabilnosti, otporno zavarivanje je lako automatizirati, besprijekorno se integrirajući s automatizacijom kako bi se dodatno povećala učinkovitost proizvodnje i uštedio rad.
- U usporedbi s drugim metodama zavarivanja, otporno zavarivanje je isplativo. Prvo, trošak opreme za otporno zavarivanje je relativno nizak, a drugo, postoji minimalan otpad materijala tijekom procesa otpornog zavarivanja. Ovo značajno smanjuje troškove proizvodnje za proizvođače u proizvodnoj industriji.
- Otporno zavarivanje naširoko se koristi u raznim industrijama, a posebno je neophodno u sektorima kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja automobila itd.
- Otporno zavarivanje prikladno je za zavarivanje različitih vrsta metala u proizvodnoj industriji, uključujući nehrđajući čelik, ugljični čelik, aluminij, bakar i više, što ga čini svestranim u primjeni.
Prijave
Otporno zavarivanje naširoko se koristi, uglavnom u industrijama kao što su automobilske komponente, zrakoplovstvo, elektronika i teška industrija. Kako potražnja za zavarenim metalnim komponentama u raznim industrijama nastavlja rasti, postavljeni su viši standardi za tehnologiju zavarivanja, pokrećući napredak i razvoj otpornog zavarivanja.
Primjene u automobilskoj industriji
U proizvodnji automobila, gdje su sigurnost i stabilnost najvažniji, otporno zavarivanje je često korištena metoda zavarivanja. Često se koristi za spajanje raznih metalnih komponenti u karoserijama automobila, kao što su krovovi, vrata, limovi i metalne matice. Otporno zavarivanje nudi visoku učinkovitost, stabilnu kvalitetu zavarivanja i lako se automatizira, što ga čini nezamjenjivim procesom u industriji proizvodnje automobila.
Primjene u zrakoplovnoj industriji
Otporno zavarivanje često se koristi za spajanje metalnih komponenti u zrakoplovima i raketama, poput spajanja krila i trupa zrakoplova, kao i raznih malih metalnih dijelova. Ove komponente moraju imati visoku čvrstoću i izdržljivost, uz stroge zahtjeve za kvalitetu spojeva, u čemu se ističe otporno zavarivanje. Otporno zavarivanje igra ključnu ulogu u zrakoplovnoj industriji, a napredak u ovom području također je olakšan zrakoplovnim sektorom.
Primjene u elektroničkoj industriji
Zavarivanje otpornika obično se koristi za elektroničke komponente i određene metalne dijelove u elektroničkim uređajima. Nudi visoku preciznost zavarivanja i prikladan je za spajanje minijaturnih komponenti poput elektroničkih čipova i žica. U današnjem brzom razvoju elektroničkih uređaja, zavarivanje otpornika ubrzava sastavljanje elektroničkih komponenti, pokrećući napredak industrije.
Primjene u teškoj industriji
Otporno zavarivanje se često koristi za zavarivanje velikih metalnih komponenti u mostovima i zgradama, kao što su prirubnice dna mosta i čelična armatura. Također se koristi u proizvodnji velikih strojeva za spajanje metalnih dijelova. Sa svojom učinkovitom 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
Strojevi za zavarivanje
Strojevi za otporno zavarivanjepodijeljeni su u četiri glavne kategorije: strojevi za točkasto zavarivanje, strojevi za projekcijsko zavarivanje, strojevi za zavarivanje šavova i strojevi za sučeono zavarivanje, na temelju različitih procesa. Odaberite odgovarajuću opremu za zavarivanje prema karakteristikama materijala i oblika.
elektrode
Theelektrodaje važna komponenta za osiguranje kvalitete zavarivanja. Glavni materijali za elektrode za zavarivanje su: krom cirkonij bakar, aluminij oksid bakar, berilij kobalt bakar, volfram, molibden, grafit itd. Ovisno o različitim radnim komadima koji se zavaruju, elektrode se dijele na ravne elektrode, sferne elektrode, matične elektrode, vijčane elektrode elektrode, itd. Tipično, fiksacija elektroda uključuje konusnu montažu, s omjerima konusa uglavnom 1:10 i 1:5.
Sustavi hlađenja
Tijekom rada, strojevi za otporno zavarivanje zahtijevaju cirkulirajuću vodu za hlađenje komponenti poput elektroda i transformatora. Stoga ugrađujemo rashladni sustav za aparate za otporno zavarivanje. Temperatura vode za hlađenje treba biti ispod 30°C. Ako je temperatura previsoka, 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 postupak zavarivanja?
Izbor metode zavarivanja ovisi o mnogim čimbenicima.
Debljina i oblik obratka: Različitimetode zavarivanjaprikladni su za izratke različitih debljina i oblika. Na primjer, otporno zavarivanje općenito je prikladno samo za zavarivanje tankih metalnih limova, dok se obradaci neobičnog oblika i debljine obično zavaruju elektrolučnim zavarivanjem.
Zahtjevi za kvalitetu zavarivanja: Željena kvaliteta zavarivanja također diktira izbor metode zavarivanja. Za izratke koji zahtijevaju visoko brtvljenje i čvrstoću spoja, treba odabrati metode zavarivanja koje ispunjavaju te zahtjeve.
Učinkovitost proizvodnje i trošak: Ako je potreban veliki godišnji obujam proizvodnje, potrebno je odabrati metodu zavarivanja s visokom učinkovitošću. Treba također uzeti u obzir troškove.
Čimbenici okoliša: Neke metode zavarivanja stvaraju otpadne materijale i emisije, uzrokujući zagađenje okoliša. Stoga se 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 kod otpornog zavarivanja?
Prilikom rada otpornog zavarivanja nosite zaštitnu kacigu i zaštitne naočale.
Kako se mogu obučiti za otporno zavarivanje?
Obuku možete proći kod aproizvođač otpornog zavarivanja.
Koji su glavni problemi kvalitete spojeva otpornim zavarivanjem?
Hladno lemljeni spoj, neadekvatna čvrstoća, deformacija zavarivanjem, oksidacija.
Metode kontrole spojeva otpornim zavarivanjem
Destruktivno ispitivanje, mikroskopsko ispitivanje, vizualni pregled, metalografsko ispitivanje, ultrazvučno ispitivanje.
Vrijeme objave: 02. travnja 2024
