Ha még nem ismeri az ellenállás-hegesztést, vagy szeretné jobban megérteni azt, akkor feltétlenül olvassa el figyelmesen ezt a cikket. Ez a cikk elvezeti Önt az ellenállás-hegesztés világába. Akár kezdő, akár bővíteni szeretné tudását, ez a cikk értékes betekintést nyújt Önnek.
Mi az ellenálláshegesztés?
Az ellenálláshegesztés nagy sebességű, gazdaságos fémillesztési módszer. Ez a hegesztési technika alkalmas átlapolt illesztésekhez, tompakötésekhez vagy olyan kötésekhez, amelyek nem igényelnek légtömörséget, vékony lemezszerkezeteknél 6 mm-nél kisebb vastagsággal. Természetesen vastagabb és nagyobb fém munkadarabokat is képes hegeszteni, de az általános teljesítménye nem biztos, hogy olyan jó, mint bizonyos más hegesztési módszerek.
Definíció és alapok
Ellenállásos hegesztésolyan módszer, amikor az összeillesztendő munkadarabokat két elektróda közé helyezzük. Az áram átvezetésével a munkadarabokon és az érintkezési pontokon ellenálláshevülés lép fel, ami hőt termel a munkadarabok találkozásánál. Ez a helyi melegítés a terület megolvadását vagy hajlékonyságát okozza, miközben a két elektróda nyomása összekapcsolja a fémet.
Amikor áram folyik át egy vezetőn, az ellenállás miatt hőt termel. Minél nagyobb az ellenállás állandó áram mellett, annál több hő termelődik. Azon a ponton, ahol a fémek érintkeznek, az ellenállás sokkal nagyobb, mint magában a fémben. Ezért amikor nagy áram halad át a fém és az elektróda érintkezésén, a fém gyorsan felmelegszik a hatalmas hő hatására. Ezen a ponton a fém nagyon rugalmassá válik, és nyomás hatására a két fémdarab biztonságosan összetapad.
Az ellenállás-hegesztés működési elve
Az ellenállási ponthegesztés elvét és a kötések kialakítását az 1-1. ábra szemlélteti. Az A és B fémet két elektróda közé helyezik, és nyomást gyakorolnak az elektródákra. A két elektróda között erős áramot vezet az ellenálláshegesztő transzformátora. A munkadarabok érintkezési felületei fizikai érintkezési pontot alkotnak, amely az áram felmelegedésével fokozatosan kitágul. A képlékeny deformáció és a hő folyamatosan aktiválja az atomokat az érintkezési ponton, ami olvadt mag kialakulásához vezet. Az olvadt mag oszlopos kristályok formájában nő, egymás felé tolva ki a nagyobb ötvözetkoncentrációjú komponenseket. Amikor a hegesztőgép elektródái eltávolodnak a fémfelülettől, és a fém lehűl, a munkadarabokat összehegesztik, erős fémkötést hozva létre. A csatlakozási felület eltűnik, hátrahagyva a hegesztési rögöt.
1-1
Az ellenálláshegesztést befolyásoló tényezők
Ellenállásos hegesztésegy olyan hegesztési módszer, amely elektromos áramot használ hőtermelésre a fém alkatrészek összekapcsolásához. Mint korábban említettük, az ellenálláshegesztés elve főként a Joule-féle fűtési törvényből ered, ahol a hegesztési hő keletkezését elsősorban olyan paraméterek határozzák meg, mint az áramerősség, az ellenállás és a hegesztési idő. A következő képlettel fejezhető ki:
Q = I²Rt
Az egyes hegesztési paraméterek jelentése:
Q – hő (J)
I – Hegesztőáram (A)
R – Ellenállás (Ω)
t – Hegesztési idő (s)
Hegesztőáram
Az áram jelentős mértékben befolyásolja a hegesztés során keletkező hőt, a képlet szerint. Az áram négyzetes értéke befolyásolja a hőt, vagyis minél nagyobb az áramerősség, annál gyorsabban nő a hő. Ezért a hegesztési paraméterek hegesztés előtti beállításakor kulcsfontosságú a megfelelő áramerősség beállítása. Ha a hegesztőáram túl kicsi, a varrat nem olvad meg, és nem képződik fúziós mag. Ha az áram túl nagy, a fúziós mag gyorsan növekszik, ami hegesztés közben túlzott fröcskölést okoz, és károsítja az elektródákat.
A hegesztőáramot főként váltakozó áramra (AC) és egyenáramra (DC) osztják, amint az az alábbi ábrán látható. Aponthegesztő gépekAz általunk használt egyenáramú ponthegesztőgépekre és váltóáramú ponthegesztőgépekre is fel vannak osztva. Az egyenáramú ponthegesztőgépek háromfázisú tápegységet használnak, biztosítva a kiegyensúlyozott energiaelosztást, és 1000 Hz feletti hegesztési frekvenciát is képesek elérni, ami nagy hegesztési pontosságot eredményez. Előnyük az is, hogy alacsony az elektromos hálózat energiaigénye, így ezek az energiatakarékos hegesztők egyre népszerűbbek a feldolgozóipari gyártók körében. A váltakozó áramú ponthegesztőgépek egyfázisú, 50 Hz-es kimenettel, nagy folyamatos terhelési kapacitással és az elektromos hálózatra vonatkozó magas követelményekkel rendelkeznek. Ezenkívül alacsony hegesztési teljesítményük van, így hosszabb hegesztési időt igényelnek.
Érintkezési ellenállás
A képletből könnyen belátható, hogy az ellenállás egyenesen arányos a termelt hővel. Minél nagyobb az ellenállás, annál nagyobb a hőtermelés a hegesztés során. Az ellenállás az elektróda és a munkadarab különböző részein oszlik el. A hegesztés során a legnagyobb ellenállás a munkadarab érintkezési pontján lép fel, ami a legnagyobb hőtermelést eredményezi. A következő az ellenállás a munkadarab és az elektróda érintkezési pontjában. Mivel azonban az elektróda vízhűtéses és gyorsan lehűl, a hőmérséklet gyorsan csökken. Másrészt a munkadarabok közötti érintkezési ellenállás, bár eltűnik, gyenge hőelvezetéssel rendelkezik, ami magas hőmérséklethez vezet. Ezért a munkadarabok között csak egy kis terület érheti el azt a hőmérsékletet, amely a fúziós mag kialakításához és az összehegesztéshez szükséges.
Ezenkívül a hőmérséklet és az elektródanyomás befolyásolja az ellenállást. A hőmérséklet emelkedésével a fém folyáshatára csökken, ami növeli a munkadarabok, valamint a munkadarab és az elektróda közötti érintkezési felületet, ami csökkenti az ellenállást. A növekvő elektródanyomás simábbá teszi a munkadarab felületét, megnöveli az érintkezési felületet és csökkenti az ellenállást. Emiatt van egy olyan jelenség, amikor a tipikus anyagok hegesztése során a bekapcsolás után röviddel megnő az ellenállás, és amikor az áramot kikapcsolják és kialakul a fúziós mag, az ellenállás csökkenni kezd.
Hegesztési idő
Minél hosszabb a hegesztési idő, annál nagyobb a keletkező hő. Ebben a képletben az áram és az idő kiegészítheti egymást. Ha erős hegesztést szeretne, rövid időre nagy áramerősséget állíthat be, hogy gyorsan hőt termeljen, és fúziós magot képezzen a hegesztés befejezéséhez. Alternatív megoldásként beállíthat alacsony áramerősséget hosszabb időre is, de ennek a megközelítésnek van korlátja. Ha az időt túl hosszúra állítja be, az túlzott kifröccsenéshez vezethet, és az elektróda megtapadását okozhatja. Akár az aktuális, akár az idő, vannak korlátozások. A paraméterek beállításakor figyelembe kell venni a munkadarab anyagát és vastagságát, valamint a hegesztőgép teljesítményét.
Anyagtulajdonságok
A munkadarab anyaga nagymértékben befolyásolja ellenállását, ami fontos szerepet játszik a hegesztési hőtermelésben. A nagy ellenállású és rossz hővezető képességű rozsdamentes acél hegesztésekor könnyebb a hőtermelés, de nehezebb azt elvezetni, ezért kisebb áramerősségre van szükség. Alacsony ellenállású és jó hővezető képességű alumíniumötvözetek hegesztésekor nehezebb a hőtermelés, de könnyebb elvezetni, ezért nagyobb áramerősségre van szükség. Az olyan fémek, mint az ezüst és a réz, nagy hővezető képességgel és alacsony ellenállással rendelkeznek, így még nagy áramok mellett sem termelnek sok hőt, de elvezethetik azt. Ezért ezek a fémek ellenálláshegesztésre nem alkalmasak, de elektródaanyagként használhatók.
Elektróda tervezés és geometria
Az elektróda alakja és anyaga is befolyásolja a hőtermelést. Az elektróda és a munkadarab érintkezési felülete befolyásolja az áramsűrűséget. Az elektródák gyakori használata kopáshoz és deformációhoz vezethet, növeli az érintkezési felületet és csökkenti a hegesztési szilárdságot. Ezért azonnal meg kell javítanunk és ki kell cserélnünk az elektródacsúcsokat. Az elektróda hővezető képessége és ellenállása befolyásolja a hőátadást. Ezért jó hővezető képességű és alacsony ellenállású anyagokat válasszunk.
Felület előkészítés
Az elektródák alakja és anyaga is befolyásolja a hőtermelést. Az elektróda és a munkadarab érintkezési felülete befolyásolja az áramsűrűséget. Ha elektródáinkat gyakran használják és elhasználódnak, az megnöveli az érintkezési felületet, ami csökkenti a hegesztési szilárdságot. Ezért azonnal meg kell javítanunk és ki kell cserélnünk az elektródacsúcsokat. Az elektródák hővezető képessége és ellenállása befolyásolja a hőátadást. Ezért jó hővezető képességű és alacsony ellenállású anyagokat válasszunk.
Resiállás Hegesztés
Az eltérő termékspecifikációk és a hegesztéssel szemben támasztott követelmények miatt különböző ellenállás-hegesztési eljárásokat alkalmaznak a feladat elvégzésére. Az ellenálláshegesztés a hegesztési folyamat alapján ponthegesztésre, vetületi hegesztésre, varrathegesztésre és tompahegesztésre osztható.
Ponthegesztés
Ponthegesztésegy olyan hegesztési eljárás, amelyben a fémet felső és alsó elektródák egymáshoz préselik, és áramot vezetve hegesztenek rajta. Ez az ellenálláshegesztés hagyományos formája, egyszerűen kezelhető, és viszonylag alacsony képzettséget igényel a dolgozóktól. Egyedülálló hegesztési eljárásának köszönhetően a ponthegesztés az elsődleges választás fémalkatrészek hegesztéséhez az űrkutatásban, és széles körben használják autókarosszériák és egyéb alkatrészek hegesztésére. Jellemzően alacsony széntartalmú acél, alumínium, rozsdamentes acél, horganyzott acél és más vékony lemezek hegesztésére használják, általában körülbelül 3 milliméter vastagságban.
Varrat hegesztés
Varrat hegesztésjellemzően két fém alkatrész éleinek összekapcsolását jelenti. A két fém munkadarabot két görgős elektróda közé helyezzük. Miközben az egyik elektróda gördül és nyomást fejt ki, folyamatos vagy szakaszos kisülés lép fel. Az elektróda gördülési pontján felszabaduló hő megolvasztja a munkadarabokat és összeilleszti őket, folyamatos hegesztési varratot képezve. Ezt a módszert széles körben használják tömített kötést igénylő fém alkatrészek hegesztésére. Mivel a hegesztési terület viszonylag hosszú, az eltolódások elkerülése érdekében általában ponthegesztést alkalmazunk a varrathegesztés előtti pozicionáláshoz.
Vetítő hegesztés
Vetítő hegesztésa ponthegesztés egy olyan változata, ahol a hegesztési pont kialakítása hasonló a ponthegesztéshez, de a vetületi hegesztést jellemzően emelt pontú munkadaraboknál alkalmazzák. Ezeknek a kiemelkedő pontoknak a jelenléte korlátozza azt a területet, amelyen az áram áthalad, növelve az áramsűrűséget a hegesztési területen. Ez a koncentrált fűtés megkönnyíti a kötés csatlakoztatását. Ezt a hegesztési módszert vetítőhegesztésnek nevezik. A vetületi hegesztés egyszerre egy vagy több fúziós magot képezhet a csatlakozásnál. A hegesztés során ugyanazon a hegesztési ponton a vetítőhegesztéshez szükséges áram kisebb, mint a ponthegesztésé. Mielőtt azonban minden vetület összetörne, az áramnak meg kell olvasztania a vetületet; ellenkező esetben jelentős mennyiségű fröcskölés fordulhat elő. A vetületi hegesztést anyák, csavarok vagy emelt hegyű lemezek hegesztésére lehet használni, és széles körben használják elektronikai és autóalkatrészek gyártásában.
Tompahegesztés
Tompahegesztésmagában foglalja két fém munkadarab homlokfelületének egybeállítását, elektródák közé helyezését, a két munkadarab biztonságos rögzítését, valamint nagy áramerősség felhasználását a hőtermelésre, a munkadarabok érintkezési felületének megolvasztását és összekapcsolását. A tompahegesztés tovább oszlik villogó tompahegesztésre és ellenállási tompahegesztésre.
A villogó tompahegesztés egy gyors hegesztési eljárás, amely nagy áramerősséget használ a munkadarabok gyors megolvasztására, és nyomást gyakorolva szilárdfázisú kapcsolatot hoz létre. Általában nagy keresztmetszetű fémrudak, lemezek és csövek hegesztésére használják, a maximális felület elérheti a 20 000 mm²-t vagy annál nagyobb. A kisülési hegesztési folyamat során az érintkezési ponton szikrák keletkeznek, innen ered a tompahegesztés elnevezés. Magas széntartalmú acélt, rozsdamentes acélt, alumíniumötvözeteket, valamint különböző fémeket, például rezet és alumíniumot is képes hegeszteni.
Az ellenállási tompahegesztés ellenálláshőt használ, hogy a munkadarab illesztéseit magas hőmérsékleten képlékeny állapotba hozza, és kovácsoló erővel fejezze be a hegesztési folyamatot. Alkalmas 250 mm²-es keresztmetszetű kötések hegesztésére, gyakran használják kis keresztmetszetű fémhuzalok, rudak és szalagok hegesztésére.
Fontosság a gyártásban
- Az ellenálláshegesztéshez nincs szükség fém hozzáadására a hegesztési folyamat során, ami nagy hegesztési hatékonyságot és minimális szennyezést eredményez.
- Konzisztenciájának és stabilitásának köszönhetően az ellenálláshegesztés könnyen automatizálható, zökkenőmentesen integrálható az automatizálással a termelés hatékonyságának további növelése és a munkaerő megtakarítása érdekében.
- Más hegesztési módszerekkel összehasonlítva az ellenálláshegesztés költséghatékony. Először is, az ellenálláshegesztés berendezésköltsége viszonylag alacsony, másodszor pedig minimális anyagveszteség keletkezik az ellenálláshegesztési folyamat során. Ez jelentősen csökkenti a gyártóipar gyártási költségeit.
- Az ellenálláshegesztést széles körben alkalmazzák a különböző iparágakban, és különösen nélkülözhetetlen az olyan ágazatokban, mint a repülőgépipar, az autógyártás és még sok más.
- Az ellenálláshegesztés alkalmas különféle típusú fémek hegesztésére a feldolgozóiparban, beleértve a rozsdamentes acélt, szénacélt, alumíniumot, rézt stb., így sokoldalúan alkalmazható.
Alkalmazások
Az ellenállás-hegesztést széles körben használják, főleg az olyan iparágakban, mint az autóalkatrészek, a repülőgépipar, az elektronika és a nehézipar. Mivel a hegesztett fémalkatrészek iránti kereslet a különböző iparágakban folyamatosan növekszik, a hegesztési technológia tekintetében magasabb színvonalat állítottak fel, ami az ellenálláshegesztés előrehaladását és fejlődését mozdítja elő.
Autóipari alkalmazások
Az autógyártásban, ahol a biztonság és a stabilitás a legfontosabb, az ellenálláshegesztés egy általánosan használt hegesztési módszer. Gyakran használják különböző fém alkatrészek összekapcsolására autókarosszériákban, mint például tetők, ajtók, fémlemezek és fémanyák. Az ellenálláshegesztés nagy hatékonyságot, stabil hegesztési minőséget kínál, és könnyen automatizálható, így nélkülözhetetlen folyamat az autógyártó iparban.
Repülési ipari alkalmazások
Az ellenálláshegesztést gyakran használják repülőgépek és rakéták fémalkatrészeinek összekapcsolására, például repülőgépek szárnyainak és törzseinek összekapcsolására, valamint különféle kis fém alkatrészekre. Ezeknek az alkatrészeknek nagy szilárdsággal és tartóssággal kell rendelkezniük, és szigorú követelményeket kell támasztani a kötések minőségére vonatkozóan, ahol az ellenálláshegesztés kiemelkedő. Az ellenálláshegesztés döntő szerepet játszik a repülőgépiparban, és ezen a területen az előrelépést a repülőgépipar is elősegíti.
Elektronikai ipari alkalmazások
Az ellenálláshegesztést általában elektronikus alkatrészekhez és elektronikus eszközök bizonyos fémalkatrészeihez használják. Nagy hegesztési pontosságot kínál, és alkalmas miniatűr alkatrészek, például elektronikus chipek és vezetékek csatlakoztatására. Az elektronikai eszközök mai, gyorsan fejlődő korszakában az ellenálláshegesztés felgyorsítja az elektronikai alkatrészek összeszerelését, és ezzel elősegíti az iparág fejlődését.
Nehézipari alkalmazások
Az ellenálláshegesztést gyakran használják hidak és épületek nagy fémalkatrészeinek hegesztésére, például hídfenék karimákra és acél megerősítésére. Fém alkatrészek összekapcsolására szolgáló nagy gépek gyártásában is használják. Hatékony és stabil hegesztési technológiájával az ellenálláshegesztés a nehézipar egyik fontos feldolgozási módszerévé vált. Ez biztosítja a nehéz berendezések és szerkezetek biztonságát.
Berendezések és alkatrészek
Hegesztőgépek
Ellenállásos hegesztőgépeknégy fő kategóriába sorolhatók: ponthegesztő gépek, vetületi hegesztőgépek, varrathegesztő gépek és tompahegesztő gépek, különböző folyamatok alapján. Válassza ki a megfelelő hegesztőberendezést az anyagok és a forma jellemzőinek megfelelően.
Elektródák
Aelektródafontos eleme a hegesztési minőség biztosításának. A hegesztőelektródák fő anyagai a következők: króm-cirkónium réz, alumínium-oxid réz, berillium-kobalt réz, volfrám, molibdén, grafit stb. A hegesztendő munkadaraboktól függően az elektródákat lapos elektródákra, gömbelektródákra, anyaelektródákra, csavaros elektródákra osztják. elektródák stb. Az elektródák rögzítése jellemzően kúpos illesztést tartalmaz, a kúpos arányok többnyire 1:10 és 1:5.
Hűtőrendszerek
Működés közben az ellenálláshegesztő gépeknek keringő vízre van szükségük az alkatrészek, például az elektródák és a transzformátorok hűtéséhez. Ezért az ellenálláshegesztő gépekhez hűtőrendszert építünk be. A hűtővíz hőmérsékletének 30°C alatt kell lennie. Ha a hőmérséklet túl magas, az a hegesztőgép védőleállását válthatja ki. A legjobb, ha szennyeződésmentes hűtővizet használ a keringetéshez, hogy elkerülje a vízfoltokat és a csőelzáródásokat.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő hegesztési eljárást?
A hegesztési módszer kiválasztása számos tényezőtől függ.
A munkadarab vastagsága és alakja: eltérőhegesztési módszerekkülönböző vastagságú és alakú munkadarabokhoz alkalmasak. Például az ellenálláshegesztés általában csak vékony fémlemezek hegesztésére alkalmas, míg a furcsa alakú és vastag munkadarabokat általában ívhegesztéssel hegesztik.
Hegesztési minőségi követelmények: A kívánt hegesztési minőség a hegesztési mód kiválasztását is meghatározza. A nagy tömítést és hézagszilárdságot igénylő munkadarabokhoz olyan hegesztési módszereket kell választani, amelyek megfelelnek ezeknek a követelményeknek.
Gyártási hatékonyság és költség: Ha nagy éves termelési mennyiségre van szükség, akkor nagy hatásfokú hegesztési módszert kell választani. A költségeket is figyelembe kell venni.
Környezeti tényezők: Egyes hegesztési eljárások hulladékanyagokat és kibocsátásokat termelnek, ami környezetszennyezést okoz. Ezért a hegesztési módszer kiválasztásakor figyelembe kell venni a környezetvédelmi szempontokat.
GYIK:
Mik az ellenállás-hegesztés korlátai?
Az ellenálláshegesztés nem alkalmas nagyméretű fém alkatrészek hegesztésére.
Hogyan biztosítja a biztonságot az ellenállás-hegesztésnél?
Ellenállásos hegesztés közben viseljen védősisakot és védőszemüveget.
Hogyan szerezhetek oktatást ellenálláshegesztésre?
Képzésen vehetsz részt aellenálláshegesztés gyártója.
Melyek az ellenálláshegesztő kötések fő minőségi problémái?
Hideg forrasztás, nem megfelelő szilárdság, hegesztési deformáció, oxidáció.
Ellenállási hegesztési kötések vizsgálati módszerei
Romboló vizsgálat, mikroszkópos vizsgálat, szemrevételezés, metallográfiai vizsgálat, ultrahangos vizsgálat.
Feladás időpontja: 2024.02.02
