Se sei nuovo nel mondo della saldatura a resistenza o stai cercando una comprensione più chiara, allora devi assolutamente leggere attentamente questo articolo. Questo articolo ti porterà nel mondo della saldatura a resistenza. Che tu sia un principiante o desideri ampliare le tue conoscenze, questo articolo ti fornirà preziosi spunti.
Cos'è la saldatura a resistenza?
La saldatura a resistenza è un metodo di giunzione dei metalli economico e ad alta velocità. Questa tecnica di saldatura è adatta per giunzioni a sovrapposizione, di testa o che non richiedono tenuta all'aria, con spessori inferiori a 6 mm per strutture in lamiera sottile. Naturalmente, può saldare anche pezzi metallici più spessi e più grandi, ma le sue prestazioni complessive potrebbero non essere buone come quelle di altri metodi di saldatura.
Definizione e nozioni di base
Saldatura a resistenzaè un metodo in cui i pezzi da unire vengono posizionati tra due elettrodi. Facendo passare la corrente attraverso i pezzi e i punti di contatto, si verifica il riscaldamento della resistenza, generando calore in corrispondenza della giunzione dei pezzi. Questo riscaldamento localizzato fa sì che l'area si sciolga o diventi flessibile, mentre la pressione dei due elettrodi lega insieme il metallo.
Quando la corrente scorre attraverso un conduttore, genera calore a causa della resistenza. Maggiore è la resistenza quando la corrente è costante, maggiore è la produzione di calore. Nel punto in cui i metalli sono in contatto, la resistenza è molto maggiore che all'interno del metallo stesso. Pertanto, quando una grande corrente passa attraverso il contatto tra il metallo e l'elettrodo, il metallo si riscalda rapidamente a causa dell'immenso calore. A questo punto, il metallo diventa altamente duttile e, con la pressione applicata, i due pezzi di metallo si legano saldamente insieme.
Principio di funzionamento della saldatura a resistenza
Il principio della saldatura a punti a resistenza e la formazione dei giunti sono illustrati nella Figura 1-1. Il metallo A e il metallo B vengono posizionati tra due elettrodi e sugli elettrodi viene applicata una pressione. Una potente corrente viene fatta passare tra i due elettrodi dal trasformatore della saldatrice a resistenza. Le superfici di contatto dei pezzi formano un punto di contatto fisico, che si espande gradualmente man mano che la corrente lo riscalda. La deformazione plastica e il calore attivano continuamente gli atomi nel punto di contatto, portando alla formazione di un nucleo fuso. Il nucleo fuso cresce sotto forma di cristalli colonnari, spingendo i componenti con la concentrazione più elevata di lega l'uno verso l'altro. Quando gli elettrodi della saldatrice si allontanano dalla superficie metallica e il metallo si raffredda, i pezzi vengono saldati insieme, creando un forte legame metallico. La superficie del giunto scompare, lasciando dietro di sé il pepita di saldatura.
1-1
Fattori che influenzano la saldatura a resistenza
Saldatura a resistenzaè un metodo di saldatura che utilizza la corrente elettrica per generare calore per unire componenti metallici. Come accennato in precedenza, il principio della saldatura a resistenza deriva principalmente dalla legge del riscaldamento di Joule, secondo la quale la generazione di calore di saldatura è determinata principalmente da parametri quali corrente, resistenza e tempo di saldatura. Può essere espresso dalla seguente formula:
Q = I²Rt
Significato di ciascun parametro di saldatura:
Q—Calore (J)
I — Corrente di saldatura (A)
R—Resistenza (Ω)
t — Tempo di saldatura (s)
Corrente di saldatura
La corrente ha un impatto significativo sul calore generato durante la saldatura, come mostrato nella formula. Il valore quadrato della corrente influisce sul calore, il che significa che maggiore è la corrente, più velocemente aumenterà il calore. Pertanto, quando si regolano i parametri di saldatura prima della saldatura, è fondamentale impostare la corrente appropriata. Se la corrente di saldatura è troppo piccola, la saldatura non si scioglierà e non si formerà alcun nucleo di fusione. Se la corrente è troppo grande, il nucleo di fusione crescerà rapidamente, causando spruzzi eccessivi durante la saldatura e danneggiando gli elettrodi.
La corrente di saldatura si divide principalmente in corrente alternata (CA) e corrente continua (CC), come mostrato nello schema seguente. ILmacchine per saldatura a puntiche utilizziamo si dividono anche in saldatrici a punti a corrente continua e saldatrici a punti a corrente alternata. Le saldatrici a punti a corrente continua utilizzano un'alimentazione trifase, garantendo una distribuzione equilibrata della potenza e possono raggiungere frequenze di saldatura superiori a 1000 Hz, con conseguente elevata precisione di saldatura. Hanno anche il vantaggio di una bassa richiesta di energia dalla rete elettrica, rendendo queste saldatrici a risparmio energetico sempre più popolari tra i produttori dell’industria manifatturiera. Le saldatrici a punti a corrente alternata hanno un'uscita monofase a 50 Hz, un'elevata capacità di carico continuo e requisiti elevati per la rete elettrica. Inoltre, hanno una bassa potenza di saldatura e richiedono tempi di saldatura più lunghi.
Resistenza di contatto
Dalla formula è facile vedere che la resistenza è direttamente proporzionale al calore generato. Maggiore è la resistenza, maggiore è il calore prodotto durante la saldatura. La resistenza è distribuita in varie parti dell'elettrodo e del pezzo. Durante la saldatura, la resistenza più elevata si verifica nel punto di contatto del pezzo da lavorare, con conseguente maggiore generazione di calore. La prossima è la resistenza nel punto di contatto tra il pezzo e l'elettrodo. Tuttavia, poiché l'elettrodo è raffreddato ad acqua e si raffredda rapidamente, la temperatura diminuisce rapidamente. D'altro canto, la resistenza di contatto tra i pezzi, anche se scompare, ha una scarsa dissipazione del calore, portando a temperature elevate. Pertanto, solo una piccola area tra i pezzi può raggiungere la temperatura necessaria per formare un nucleo di fusione e saldarsi insieme.
Inoltre, la temperatura e la pressione dell'elettrodo influiscono sulla resistenza. All'aumentare della temperatura, il carico di snervamento del metallo diminuisce, aumentando l'area di contatto tra i pezzi e tra il pezzo e l'elettrodo, con conseguente diminuzione della resistenza. L'aumento della pressione dell'elettrodo rende la superficie del pezzo più liscia, ampliando l'area di contatto e riducendo la resistenza. Di conseguenza, si verifica un fenomeno per cui, durante la saldatura di materiali tipici, la resistenza aumenta subito dopo l'accensione e quando l'alimentazione viene spenta e si forma il nucleo di fusione, la resistenza inizia a diminuire.
Tempo di saldatura
Più lungo è il tempo di saldatura, maggiore è il calore generato. In questa formula, la corrente e il tempo possono completarsi a vicenda. Quando si desidera una saldatura forte, è possibile impostare una corrente elevata per un breve periodo per generare calore rapidamente e formare un nucleo di fusione per completare la saldatura. In alternativa, puoi impostare una corrente bassa per un periodo più lungo, ma c'è un limite a questo approccio. Un tempo impostato troppo lungo può provocare spruzzi eccessivi e l'adesione dell'elettrodo. Che si tratti della corrente o del tempo, ci sono dei limiti. Quando si impostano i parametri, è necessario considerare il materiale e lo spessore del pezzo, nonché la potenza della saldatrice.
Proprietà dei materiali
Il materiale del pezzo in lavorazione influisce in larga misura sulla sua resistività, che svolge un ruolo importante nella generazione di calore di saldatura. Quando si salda l'acciaio inossidabile, che ha un'elevata resistività e una scarsa conduttività termica, è più facile generare calore ma più difficile dissiparlo, quindi sono necessarie correnti più piccole. Quando si saldano leghe di alluminio con bassa resistività e buona conduttività termica, è più difficile generare calore ma è più facile dissiparlo, quindi sono necessarie correnti maggiori. I metalli come l'argento e il rame hanno un'elevata conduttività termica e una bassa resistività, quindi anche con correnti elevate non generano molto calore ma possono convogliarlo via. Pertanto questi metalli non sono adatti alla saldatura a resistenza ma possono essere utilizzati come materiali per elettrodi.
Progettazione e geometria degli elettrodi
Anche la forma e il materiale dell'elettrodo influiscono sulla generazione di calore. L'area di contatto tra l'elettrodo e il pezzo in lavorazione influisce sulla densità di corrente. L'uso frequente degli elettrodi può causare usura e deformazione, aumentando l'area di contatto e riducendo la forza della saldatura. Pertanto, è necessario riparare e sostituire tempestivamente le punte degli elettrodi. La conduttività termica e la resistenza dell'elettrodo influiscono sul trasferimento di calore. Pertanto, dovremmo scegliere materiali con buona conduttività termica e bassa resistenza.
Preparazione della superficie
Anche la forma e il materiale degli elettrodi influiscono sulla generazione di calore. L'area di contatto tra l'elettrodo e il pezzo in lavorazione influisce sulla densità di corrente. Quando i nostri elettrodi vengono utilizzati frequentemente e si usurano, l'area di contatto aumenta, riducendo la resistenza della saldatura. Pertanto, dobbiamo riparare e sostituire tempestivamente le punte degli elettrodi. La conduttività termica e la resistività degli elettrodi influiscono sul trasferimento di calore. Pertanto, dovremmo scegliere materiali con buona conduttività termica e bassa resistività.
Tipi di risiSaldatura di posizione
A causa delle diverse specifiche del prodotto e dei requisiti di saldatura, per completare l'attività vengono utilizzati diversi processi di saldatura a resistenza. La saldatura a resistenza può essere suddivisa in saldatura a punti, saldatura a proiezione, saldatura continua e saldatura di testa in base al processo di saldatura.
Saldatura a punti
Saldatura a puntiè un metodo di saldatura in cui il metallo viene pressato insieme da elettrodi superiori e inferiori e saldato facendo passare la corrente attraverso di esso. È una forma tradizionale di saldatura a resistenza, semplice da utilizzare e richiede livelli di competenza relativamente bassi da parte dei lavoratori. Grazie al suo processo di saldatura unico, la saldatura a punti è la scelta principale per la saldatura di componenti metallici nell'ingegneria aerospaziale ed è ampiamente utilizzata nella saldatura di carrozzerie automobilistiche e altri componenti. Viene generalmente utilizzato per saldare lamiere sottili di acciaio a basso tenore di carbonio, alluminio, acciaio inossidabile, acciaio zincato e altre piastre sottili, in genere con uno spessore di circa 3 millimetri.
Saldatura continua
Saldatura continuatipicamente comporta l'unione dei bordi di due componenti metallici. I due pezzi metallici vengono posizionati tra due elettrodi a rullo. Mentre un elettrodo rotola e applica pressione, si verifica una scarica continua o intermittente. Il calore generato nel punto di laminazione dell'elettrodo scioglie i pezzi e li unisce tra loro, formando un cordone di saldatura continuo. Questo metodo è ampiamente utilizzato per la saldatura di parti metalliche che richiedono giunti sigillati. Poiché l'area di saldatura è relativamente lunga, per evitare disallineamenti, solitamente utilizziamo la saldatura a punti per il posizionamento prima della saldatura continua.
Saldatura a proiezione
Saldatura a proiezioneè una variante della saldatura a punti, in cui la formazione del punto di saldatura è simile alla saldatura a punti, ma la saldatura a proiezione viene generalmente utilizzata per pezzi con punti rialzati. La presenza di questi punti in rilievo limita l'area attraversata dalla corrente, aumentando la densità di corrente nella zona di saldatura. Questo riscaldamento concentrato facilita il collegamento del giunto. Questo metodo di saldatura è noto come saldatura a proiezione. La saldatura a proiezione può formare contemporaneamente uno o più nuclei di fusione sul giunto. Durante la saldatura, la corrente richiesta per la saldatura a proiezione sullo stesso punto di saldatura è inferiore a quella per la saldatura a punti. Tuttavia, prima che ogni sporgenza venga schiacciata, è necessario che la corrente sciolga la sporgenza; in caso contrario, potrebbe verificarsi una notevole quantità di schizzi. La saldatura a proiezione può essere utilizzata per saldare dadi, bulloni o piastre con punte rialzate ed è ampiamente utilizzata nella produzione di componenti elettronici e automobilistici.
Saldatura di testa
Saldatura di testacomporta l'allineamento delle superfici terminali di due pezzi metallici, il loro posizionamento tra gli elettrodi, il fissaggio sicuro dei due pezzi e l'utilizzo di corrente elevata per generare calore, sciogliendo la superficie di contatto dei pezzi e unendoli insieme. La saldatura di testa si suddivide ulteriormente in saldatura di testa a scintillio e saldatura di testa a resistenza.
La saldatura di testa flash è un processo di saldatura rapido che utilizza corrente elevata per fondere rapidamente i pezzi, applicando pressione per formare una connessione in fase solida. Viene comunemente utilizzato per la saldatura di ampie sezioni trasversali di barre, lamiere e tubi metallici, con aree massime che raggiungono i 20.000 mm² e oltre. Durante il processo di saldatura a scarica si producono scintille nel punto di contatto, da qui il nome saldatura di testa a scintillio. Può saldare acciaio ad alto tenore di carbonio, acciaio inossidabile, leghe di alluminio e può anche saldare metalli diversi come rame e alluminio.
La saldatura di testa a resistenza utilizza il calore di resistenza per portare i giunti del pezzo in lavorazione allo stato plastico ad alte temperature, completando il processo di saldatura con forza di forgiatura. È adatto per saldare giunti con sezione trasversale entro 250 mm², spesso utilizzato per saldare fili, barre e strisce metalliche di piccola sezione.
Importanza nella produzione
- La saldatura a resistenza non richiede l'aggiunta di metallo durante il processo di saldatura, con conseguente elevata efficienza di saldatura e inquinamento minimo.
- Grazie alla sua consistenza e stabilità, la saldatura a resistenza è facile da automatizzare, integrandosi perfettamente con l'automazione per migliorare ulteriormente l'efficienza produttiva e risparmiare manodopera.
- Rispetto ad altri metodi di saldatura, la saldatura a resistenza è economicamente vantaggiosa. In primo luogo, il costo dell'attrezzatura per la saldatura a resistenza è relativamente basso e, in secondo luogo, lo spreco di materiale durante il processo di saldatura a resistenza è minimo. Ciò riduce significativamente i costi di produzione per i produttori dell’industria manifatturiera.
- La saldatura a resistenza è ampiamente utilizzata in vari settori ed è particolarmente indispensabile in settori come quello aerospaziale, automobilistico e altro ancora.
- La saldatura a resistenza è adatta per saldare vari tipi di metalli nell'industria manifatturiera, tra cui acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, alluminio, rame e altro, rendendola versatile nella sua applicazione.
Applicazioni
La saldatura a resistenza è ampiamente utilizzata, principalmente in settori quali quello dei componenti automobilistici, aerospaziale, elettronico e dell'industria pesante. Poiché la domanda di componenti metallici saldati in vari settori continua a crescere, sono stati stabiliti standard più elevati per la tecnologia di saldatura, guidando il progresso e lo sviluppo della saldatura a resistenza.
Applicazioni per l'industria automobilistica
Nella produzione automobilistica, dove la sicurezza e la stabilità sono fondamentali, la saldatura a resistenza è un metodo di saldatura comunemente utilizzato. Viene spesso utilizzato per unire vari componenti metallici nelle carrozzerie delle automobili, come tetti, porte, lamiere e dadi metallici. La saldatura a resistenza offre alta efficienza, qualità di saldatura stabile ed è facilmente automatizzabile, rendendola un processo indispensabile nell'industria manifatturiera automobilistica.
Applicazioni dell'industria aerospaziale
La saldatura a resistenza viene spesso utilizzata per collegare componenti metallici di aerei e razzi, come l'unione di ali e fusoliere di aerei, nonché varie piccole parti metalliche. Questi componenti devono possedere elevata resistenza e durata, con requisiti rigorosi per la qualità delle giunzioni, dove la saldatura a resistenza eccelle. La saldatura a resistenza svolge un ruolo cruciale nell’industria aerospaziale e i progressi in questo campo sono facilitati anche dal settore aerospaziale.
Applicazioni dell'industria elettronica
La saldatura del resistore è comunemente utilizzata per componenti elettronici e alcune parti metalliche nei dispositivi elettronici. Offre un'elevata precisione di saldatura ed è adatto per collegare componenti miniaturizzati come chip e fili elettronici. Nell'era odierna dei dispositivi elettronici in rapida evoluzione, la saldatura a resistore accelera l'assemblaggio di componenti elettronici, favorendo il progresso del settore.
Applicazioni dell'industria pesante
La saldatura a resistenza viene spesso utilizzata per saldare componenti metallici di grandi dimensioni in ponti ed edifici, come flange inferiori di ponti e rinforzi in acciaio. Viene utilizzato anche nella produzione di macchinari di grandi dimensioni per collegare parti metalliche. Grazie alla sua tecnologia di saldatura efficiente e stabile, la saldatura a resistenza è diventata uno dei metodi di lavorazione più importanti nell'industria pesante. Garantisce la sicurezza di attrezzature e strutture pesanti.
Attrezzature e componenti
Macchine per saldatura
Saldatrici a resistenzasono suddivisi in quattro categorie principali: saldatrici a punti, saldatrici a proiezione, saldatrici continue e saldatrici di testa, in base a diversi processi. Scegliere l'attrezzatura di saldatura adeguata in base alle caratteristiche dei materiali e delle forme.
Elettrodi
ILelettrodoè un componente importante per garantire la qualità della saldatura. I materiali principali per gli elettrodi di saldatura sono: rame al cromo-zirconio, rame all'ossido di alluminio, rame al berillio-cobalto, tungsteno, molibdeno, grafite, ecc. A seconda dei diversi pezzi da saldare, gli elettrodi si dividono in elettrodi piatti, elettrodi sferici, elettrodi a dado, elettrodi a bullone. elettrodi, ecc. In genere, il fissaggio degli elettrodi prevede un raccordo conico, con rapporti di conicità per lo più in 1:10 e 1:5.
Sistemi di raffreddamento
Durante il funzionamento, le saldatrici a resistenza richiedono la circolazione dell'acqua per raffreddare componenti come elettrodi e trasformatori. Pertanto installiamo un sistema di raffreddamento per saldatrici a resistenza. La temperatura dell'acqua di raffreddamento dovrebbe essere inferiore a 30°C. Una temperatura troppo elevata può provocare uno spegnimento di protezione della saldatrice. È meglio utilizzare acqua di raffreddamento priva di impurità per la circolazione per evitare macchie d'acqua e ostruzioni dei tubi.
Come scegliere il giusto processo di saldatura?
La scelta del metodo di saldatura dipende da molti fattori.
Spessore e forma del pezzo: diversimetodi di saldaturasono adatti per pezzi di diverso spessore e forma. Ad esempio, la saldatura a resistenza è generalmente adatta solo per la saldatura di lamiere sottili, mentre i pezzi dalla forma strana e spessi vengono solitamente saldati utilizzando la saldatura ad arco.
Requisiti di qualità della saldatura: la qualità di saldatura desiderata determina anche la scelta del metodo di saldatura. Per i pezzi che richiedono elevata tenuta e resistenza dei giunti, è necessario selezionare metodi di saldatura che soddisfino questi requisiti.
Efficienza e costi di produzione: se è richiesto un volume di produzione annuale elevato, è necessario selezionare un metodo di saldatura ad alta efficienza. Dovrebbero essere prese in considerazione anche le considerazioni sui costi.
Fattori ambientali: alcuni metodi di saldatura generano materiali di scarto ed emissioni, causando inquinamento ambientale. Pertanto, le considerazioni ambientali dovrebbero essere prese in considerazione quando si seleziona un metodo di saldatura.
Domande frequenti:
Quali sono i limiti della saldatura a resistenza?
La saldatura a resistenza non è adatta per saldare componenti metallici di grandi dimensioni.
Come si garantisce la sicurezza nella saldatura a resistenza?
Quando si esegue la saldatura a resistenza, indossare un casco e occhiali protettivi.
Come posso formarmi nella saldatura a resistenza?
Puoi seguire la formazione presso aproduttore di saldature a resistenza.
Quali sono i principali problemi di qualità dei giunti saldati a resistenza?
Giunto di saldatura freddo, resistenza inadeguata, deformazione della saldatura, ossidazione.
Metodi di ispezione per giunti di saldatura a resistenza
Controlli distruttivi, esame microscopico, ispezione visiva, test metallografici, test ultrasonici.
Orario di pubblicazione: 02 aprile 2024
