Atsparinis taškinis suvirinimas yra plačiai naudojamas metodas gamybos pramonėje, ypač automobilių ir kosmoso sektoriuose. Suvirinimo proceso metu didelė srovė praeina per du ar daugiau persidengiančių metalo lakštų, sukuriant šilumą sąsajoje. Dėl šios šilumos metalas išsilydo ir susilieja, sudarydamas tvirtą jungtį. Tačiau intensyvus vietinis šildymas taip pat sukelia šiluminį plėtimąsi ir vėlesnę suvirintų komponentų deformaciją.
Norint užtikrinti suvirintų jungčių kokybę ir vientisumą, labai svarbu suprasti ir kiekybiškai įvertinti atsparumo taškinio suvirinimo šiluminio plėtimosi deformaciją. Šiame straipsnyje mes gilinamės į šio reiškinio ir jo pasekmių analizę.
1. Šiluminio plėtimosi deformacijos priežastys
Pagrindinė šiluminio plėtimosi deformacijos priežastis taškinio atsparumo suvirinimo metu yra greitas suvirintų medžiagų įkaitimas ir aušinimas. Įjungus srovę, metalas suvirinimo sąsajoje greitai įkaista. Dėl šio vietinio šildymo metalas plečiasi. Kai suvirinimo srovė išjungiama ir metalas atvėsta, jis susitraukia. Tačiau dėl greito proceso pobūdžio susitraukimas nėra vienodas, todėl susidaro deformacija.
2. Deformaciją įtakojantys veiksniai
Šiluminio plėtimosi deformacijos mastą įtakoja keli veiksniai:
a. Medžiagos savybės:Skirtingos medžiagos turi skirtingą šiluminio plėtimosi koeficientą. Todėl medžiagų pasirinkimas gali labai paveikti deformacijos dydį.
b. Suvirinimo srovė ir laikas:Didesnės suvirinimo srovės ir ilgesnis suvirinimo laikas gali lemti didesnę deformaciją, nes dėl jų atsiranda didesni temperatūros pokyčiai.
c. Medžiagų storis:Storesnės medžiagos turi didesnį kiekį plečiasi ir susitraukia, todėl gali atsirasti didesnė deformacija.
d. Elektrodo dizainas:Suvirinimo elektrodų konstrukcija ir medžiagos gali turėti įtakos šilumos pasiskirstymui ir atitinkamai deformacijai.
3. Analizės metodai
Norint išanalizuoti ir numatyti šiluminio plėtimosi deformacijas varžinio taškinio suvirinimo metu, gali būti taikomi įvairūs analizės metodai:
a. Baigtinių elementų analizė (FEA):FEA leidžia modeliuoti visą suvirinimo procesą, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip medžiagos savybės, šilumos pasiskirstymas ir laikas. Tai suteikia išsamų supratimą apie deformacijos modelius.
b. Eksperimentinis bandymas:Realaus pasaulio bandymai gali tiesiogiai išmatuoti deformaciją, pateikiant empirinius duomenis analitiniams modeliams patvirtinti ir tobulinti.
c. Kompiuterinis modeliavimas:Skaičiavimo modeliavimas, apimantis medžiagų savybes ir proceso parametrus, gali numatyti deformacijos rezultatus ir padėti optimizuoti suvirinimo sąlygas.
4. Sušvelninimo strategijos
Norint pagaminti aukštos kokybės suvirinimo siūles, labai svarbu sumažinti šiluminio plėtimosi deformaciją. Kai kurios deformacijos mažinimo strategijos apima:
a. Išankstinis pašildymas:Medžiagų pašildymas prieš suvirinimą gali sumažinti temperatūrų skirtumą ir vėlesnę deformaciją.
b. Kontroliuojamas aušinimas:Kontroliuojamų aušinimo metodų, tokių kaip terminis apdorojimas po suvirinimo, įgyvendinimas gali padėti valdyti deformaciją.
c. Medžiagos pasirinkimas:Pasirinkus medžiagas su panašiais šiluminio plėtimosi koeficientais, galima sumažinti deformaciją.
d. Proceso optimizavimas:Tikslus suvirinimo parametrų, pvz., srovės, laiko ir elektrodo konstrukcijos, derinimas gali sumažinti deformacijos tendencijas.
Apibendrinant galima teigti, kad šiluminio plėtimosi deformacija yra būdingas atsparumo taškinio suvirinimo iššūkis. Tačiau visapusiškai supratę jo priežastis ir padarinius, taip pat taikydami analitinius metodus ir mažinimo strategijas, gamintojai gali pagaminti aukščiausios kokybės ir struktūrinio vientisumo suvirinimo siūles.
Paskelbimo laikas: 2023-09-25
