Jika anda baru mengenali kimpalan rintangan atau mencari pemahaman yang lebih jelas mengenainya, maka anda pasti perlu membaca artikel ini dengan teliti. Artikel ini akan membawa anda jauh ke dalam dunia kimpalan rintangan. Sama ada anda seorang pemula atau ingin mengembangkan pengetahuan anda, artikel ini akan memberikan anda cerapan berharga.
Apakah Kimpalan Rintangan？
Kimpalan rintangan adalah kaedah penyambungan logam berkelajuan tinggi dan menjimatkan. Teknik kimpalan ini sesuai untuk sambungan pusingan, sendi punggung, atau sambungan yang tidak memerlukan sesak udara, dengan ketebalan kurang daripada 6mm untuk struktur kepingan nipis. Sudah tentu, ia juga boleh mengimpal bahan kerja logam yang lebih tebal dan lebih besar, tetapi prestasi keseluruhannya mungkin tidak sebaik kaedah kimpalan tertentu yang lain.
Definisi dan Asas
Kimpalan rintanganialah kaedah di mana bahan kerja yang hendak dicantumkan diletakkan di antara dua elektrod. Dengan menghantar arus melalui bahan kerja dan titik sentuhan, pemanasan rintangan berlaku, menghasilkan haba di persimpangan bahan kerja. Pemanasan setempat ini menyebabkan kawasan itu cair atau menjadi lentur, manakala tekanan daripada dua elektrod mengikat logam bersama-sama.
Apabila arus mengalir melalui konduktor, ia menghasilkan haba akibat rintangan. Semakin tinggi rintangan apabila arus malar, semakin banyak haba yang dihasilkan. Pada titik di mana logam bersentuhan, rintangan adalah lebih besar daripada dalam logam itu sendiri. Oleh itu, apabila arus besar melalui sentuhan antara logam dan elektrod, logam itu cepat panas kerana haba yang besar. Pada ketika ini, logam menjadi sangat mulur, dan dengan tekanan yang dikenakan, kedua-dua kepingan logam terikat dengan selamat.
Prinsip Kerja Kimpalan Rintangan
Prinsip kimpalan titik rintangan dan pembentukan sambungan digambarkan dalam Rajah 1-1. Logam A dan logam B diletakkan di antara dua elektrod, dan tekanan dikenakan pada elektrod. Arus kuat dialirkan antara dua elektrod oleh pengubah pengimpal rintangan. Permukaan sentuhan bahan kerja membentuk titik sentuhan fizikal, yang secara beransur-ansur mengembang apabila arus memanaskannya. Ubah bentuk plastik dan haba secara berterusan mengaktifkan atom pada titik sentuhan, yang membawa kepada pembentukan teras cair. Teras cair tumbuh dalam bentuk kristal kolumnar, menolak keluar komponen kepekatan aloi yang lebih tinggi ke arah satu sama lain. Apabila elektrod pengimpal bergerak menjauhi permukaan logam, dan logam menjadi sejuk, bahan kerja dikimpal bersama, mewujudkan ikatan logam yang kuat. Permukaan sendi hilang, meninggalkan nugget kimpalan.
1-1
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kimpalan Rintangan
Kimpalan rintanganialah kaedah kimpalan yang menggunakan arus elektrik untuk menjana haba bagi menyambung komponen logam. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, prinsip kimpalan rintangan terutamanya berpunca daripada undang-undang pemanasan Joule, di mana penjanaan haba kimpalan ditentukan terutamanya oleh parameter seperti arus, rintangan, dan masa kimpalan. Ia boleh dinyatakan dengan formula berikut:
Q = I²Rt
Maksud setiap parameter kimpalan:
Q — Haba (J)
I — Arus kimpalan (A)
R — Rintangan (Ω)
t — Masa kimpalan
Arus Kimpalan
Arus mempunyai kesan ketara ke atas haba yang dijana semasa kimpalan, seperti yang ditunjukkan dalam formula. Nilai kuasa dua arus mempengaruhi haba, bermakna semakin tinggi arus, semakin cepat haba akan meningkat. Oleh itu, apabila melaraskan parameter kimpalan sebelum kimpalan, adalah penting untuk menetapkan arus yang sesuai. Jika arus kimpalan terlalu kecil, kimpalan tidak akan cair, dan tiada teras gabungan akan terbentuk. Jika arus terlalu besar, teras pelakuran akan berkembang pesat, menyebabkan percikan yang berlebihan semasa mengimpal dan merosakkan elektrod.
Arus kimpalan terbahagi terutamanya kepada arus ulang alik (AC) dan arus terus (DC), seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Themesin kimpalan titikkami gunakan juga dibahagikan kepada mesin kimpalan titik arus terus dan mesin kimpalan titik arus ulang alik. Mesin kimpalan titik arus terus menggunakan bekalan kuasa tiga fasa, memastikan pengagihan kuasa seimbang, dan boleh mencapai frekuensi kimpalan melebihi 1000 Hz, menghasilkan ketepatan kimpalan yang tinggi. Mereka juga mempunyai kelebihan permintaan kuasa rendah daripada grid kuasa, menjadikan pengimpal penjimatan tenaga ini semakin popular di kalangan pengeluar industri pembuatan. Mesin kimpalan titik arus ulang-alik mempunyai output 50Hz fasa tunggal, kapasiti beban berterusan yang tinggi, dan keperluan tinggi untuk grid kuasa. Selain itu, mereka mempunyai kuasa kimpalan yang rendah, memerlukan masa kimpalan yang lebih lama.
Rintangan Hubungan
Daripada formula, mudah untuk melihat bahawa rintangan adalah berkadar terus dengan haba yang dihasilkan. Semakin tinggi rintangan, semakin besar haba yang dihasilkan semasa mengimpal. Rintangan diedarkan ke seluruh pelbagai bahagian elektrod dan bahan kerja. Semasa mengimpal, rintangan tertinggi berlaku pada titik sentuhan bahan kerja, menghasilkan penjanaan haba tertinggi. Seterusnya ialah rintangan pada titik sentuhan antara bahan kerja dan elektrod. Walau bagaimanapun, oleh kerana elektrod disejukkan dengan air dan cepat menyejuk, suhu menurun dengan cepat. Sebaliknya, rintangan sentuhan antara bahan kerja, walaupun ia hilang, mempunyai pelesapan haba yang lemah, yang membawa kepada suhu tinggi. Oleh itu, hanya kawasan kecil di antara bahan kerja boleh mencapai suhu yang diperlukan untuk membentuk teras gabungan dan mengimpal bersama.
Selain itu, suhu dan tekanan elektrod mempengaruhi rintangan. Apabila suhu meningkat, kekuatan hasil logam berkurangan, meningkatkan kawasan sentuhan antara bahan kerja dan antara bahan kerja dan elektrod, mengakibatkan rintangan berkurangan. Meningkatkan tekanan elektrod menjadikan permukaan bahan kerja lebih licin, membesarkan kawasan sentuhan dan mengurangkan rintangan. Akibatnya, terdapat fenomena di mana, semasa mengimpal bahan biasa, rintangan meningkat sejurus selepas dihidupkan, dan apabila kuasa dimatikan dan teras gabungan terbentuk, rintangan mula berkurangan.
Masa Kimpalan
Semakin lama masa kimpalan, semakin tinggi haba yang dihasilkan. Dalam formula ini, semasa dan masa boleh saling melengkapi. Apabila anda inginkan kimpalan yang kuat, anda boleh menetapkan arus tinggi untuk masa yang singkat untuk menjana haba dengan cepat dan membentuk teras gabungan untuk melengkapkan kimpalan. Sebagai alternatif, anda boleh menetapkan arus rendah untuk masa yang lebih lama, tetapi terdapat had untuk pendekatan ini. Jika masa ditetapkan terlalu lama, ia boleh menyebabkan percikan yang berlebihan dan boleh menyebabkan elektrod melekat. Sama ada semasa atau masa, terdapat batasan. Apabila menetapkan parameter, anda perlu mempertimbangkan bahan dan ketebalan bahan kerja, serta kuasa mesin kimpalan.
Sifat Bahan
Bahan bahan kerja sebahagian besarnya mempengaruhi kerintangannya, yang memainkan peranan penting dalam penjanaan haba kimpalan. Apabila mengimpal keluli tahan karat, yang mempunyai kerintangan tinggi dan kekonduksian haba yang lemah, lebih mudah untuk menjana haba tetapi lebih sukar untuk menghilangkannya, jadi arus yang lebih kecil diperlukan. Apabila mengimpal aloi aluminium dengan kerintangan rendah dan kekonduksian terma yang baik, lebih sukar untuk menjana haba tetapi lebih mudah untuk menghilangkannya, jadi arus yang lebih besar diperlukan. Logam seperti perak dan kuprum mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan kerintangan yang rendah, jadi walaupun dengan arus yang tinggi, mereka tidak menghasilkan banyak haba tetapi boleh mengalirkannya. Oleh itu, logam ini tidak sesuai untuk kimpalan rintangan tetapi boleh digunakan sebagai bahan elektrod.
Reka Bentuk Elektrod dan Geometri
Bentuk dan bahan elektrod juga mempengaruhi penjanaan haba. Kawasan sentuhan antara elektrod dan bahan kerja mempengaruhi ketumpatan arus. Penggunaan elektrod yang kerap boleh menyebabkan haus dan ubah bentuk, meningkatkan kawasan sentuhan dan mengurangkan kekuatan kimpalan. Oleh itu, kita perlu membaiki dan menggantikan petua elektrod dengan segera. Kekonduksian haba dan rintangan elektrod mempengaruhi pemindahan haba. Oleh itu, kita harus memilih bahan dengan kekonduksian terma yang baik dan rintangan yang rendah.
Penyediaan Permukaan
Bentuk dan bahan elektrod juga mempengaruhi penjanaan haba. Kawasan sentuhan antara elektrod dan bahan kerja mempengaruhi ketumpatan arus. Apabila elektrod kami digunakan dengan kerap dan haus, ia meningkatkan kawasan sentuhan, menyebabkan kekuatan kimpalan berkurangan. Oleh itu, kita perlu membaiki dan menggantikan petua elektrod dengan segera. Kekonduksian haba dan kerintangan elektrod mempengaruhi pemindahan haba. Oleh itu, kita harus memilih bahan dengan kekonduksian terma yang baik dan kerintangan yang rendah.
Jenis Resikimpalan pendirian
Oleh kerana spesifikasi produk dan keperluan yang berbeza untuk kimpalan, proses kimpalan rintangan yang berbeza digunakan untuk menyelesaikan tugas. Kimpalan rintangan boleh dibahagikan kepada kimpalan titik, kimpalan unjuran, kimpalan jahitan, dan kimpalan punggung berdasarkan proses kimpalan.
Kimpalan Titik
Kimpalan titikialah kaedah kimpalan di mana logam ditekan bersama oleh elektrod atas dan bawah dan dikimpal dengan mengalirkan arus melaluinya. Ia adalah bentuk tradisional kimpalan rintangan, mudah dikendalikan, dan memerlukan tahap kemahiran yang agak rendah daripada pekerja. Disebabkan proses kimpalannya yang unik, kimpalan titik adalah pilihan utama untuk mengimpal komponen logam dalam kejuruteraan aeroangkasa dan digunakan secara meluas dalam kimpalan badan automotif dan komponen lain. Ia biasanya digunakan untuk mengimpal kepingan nipis keluli karbon rendah, aluminium, keluli tahan karat, keluli tergalvani dan plat nipis lain, biasanya sekitar 3 milimeter tebal.
Kimpalan Jahitan
Kimpalan jahitanlazimnya melibatkan penyambungan tepi dua komponen logam. Kedua-dua bahan kerja logam diletakkan di antara dua elektrod penggelek. Semasa satu elektrod bergolek dan menggunakan tekanan, nyahcas berterusan atau terputus-putus berlaku. Haba yang dijana pada titik gelek elektrod mencairkan bahan kerja dan mencantumkannya bersama-sama, membentuk jahitan kimpalan berterusan. Kaedah ini digunakan secara meluas untuk mengimpal bahagian logam yang memerlukan sambungan tertutup. Oleh kerana kawasan kimpalan agak panjang, untuk mengelakkan salah jajaran, kami biasanya menggunakan kimpalan titik untuk kedudukan sebelum kimpalan jahitan.
Kimpalan Unjuran
Kimpalan unjuranialah variasi kimpalan titik, di mana pembentukan titik kimpalan adalah serupa dengan kimpalan titik, tetapi kimpalan unjuran biasanya digunakan untuk bahan kerja dengan titik terangkat. Kehadiran titik terangkat ini mengehadkan kawasan yang dilalui arus, meningkatkan ketumpatan arus di kawasan kimpalan. Pemanasan pekat ini memudahkan penyambungan sendi. Kaedah kimpalan ini dikenali sebagai kimpalan unjuran. Kimpalan unjuran boleh membentuk satu atau lebih teras gabungan pada sambungan sekaligus. Semasa kimpalan, arus yang diperlukan untuk kimpalan unjuran pada titik kimpalan yang sama adalah kurang daripada untuk kimpalan titik. Walau bagaimanapun, sebelum setiap unjuran dihancurkan, arus perlu mencairkan unjuran; jika tidak, mungkin terdapat sejumlah besar percikan. Kimpalan unjuran boleh digunakan untuk mengimpal nat, bolt atau plat dengan titik terangkat dan digunakan secara meluas dalam pembuatan komponen elektronik dan automotif.
Kimpalan Punggung
Kimpalan punggungmelibatkan menjajarkan muka hujung dua bahan kerja logam, meletakkannya di antara elektrod, mengikat kedua-dua bahan kerja dengan selamat, dan menggunakan arus tinggi untuk menjana haba, mencairkan permukaan sentuhan bahan kerja dan mencantumkannya bersama. Kimpalan punggung dibahagikan lagi kepada kimpalan punggung kilat dan kimpalan punggung rintangan.
Kimpalan punggung kilat ialah proses kimpalan pantas yang menggunakan arus tinggi untuk mencairkan bahan kerja dengan cepat, menggunakan tekanan untuk membentuk sambungan fasa pepejal. Ia biasanya digunakan untuk mengimpal kawasan keratan rentas besar rod logam, kepingan dan paip, dengan kawasan maksimum mencapai 20,000mm² dan ke atas. Semasa proses kimpalan nyahcas, percikan api terhasil pada titik sentuhan, maka dinamakan kimpalan punggung kilat. Ia boleh mengimpal keluli karbon tinggi, keluli tahan karat, aloi aluminium, dan juga boleh mengimpal logam yang berbeza seperti tembaga dan aluminium.
Kimpalan punggung rintangan menggunakan haba rintangan untuk membawa sendi bahan kerja kepada keadaan plastik pada suhu tinggi, melengkapkan proses kimpalan dengan daya penempaan. Ia sesuai untuk sambungan kimpalan dengan kawasan keratan rentas dalam lingkungan 250mm², selalunya digunakan untuk mengimpal wayar logam keratan rentas kecil, rod dan jalur.
Kepentingan dalam Pembuatan
- Kimpalan rintangan tidak memerlukan penambahan logam semasa proses kimpalan, menghasilkan kecekapan kimpalan yang tinggi dan pencemaran yang minimum.
- Disebabkan ketekalan dan kestabilannya, kimpalan rintangan mudah diautomasikan, disepadukan dengan lancar dengan automasi untuk meningkatkan lagi kecekapan pengeluaran dan menjimatkan tenaga kerja.
- Berbanding dengan kaedah kimpalan lain, kimpalan rintangan adalah kos efektif. Pertama, kos peralatan untuk kimpalan rintangan agak rendah, dan kedua, terdapat sisa bahan yang minimum semasa proses kimpalan rintangan. Ini dengan ketara mengurangkan kos pengeluaran bagi pengeluar dalam industri pembuatan.
- Kimpalan rintangan digunakan secara meluas dalam pelbagai industri dan amat diperlukan dalam sektor seperti aeroangkasa, pembuatan automotif dan banyak lagi.
- Kimpalan rintangan sesuai untuk mengimpal pelbagai jenis logam dalam industri pembuatan, termasuk keluli tahan karat, keluli karbon, aluminium, tembaga, dan banyak lagi, menjadikannya serba boleh dalam penggunaannya.
Aplikasi
Kimpalan rintangan digunakan secara meluas, terutamanya dalam industri seperti komponen automotif, aeroangkasa, elektronik, dan industri berat. Memandangkan permintaan untuk komponen logam dikimpal dalam pelbagai industri terus berkembang, piawaian yang lebih tinggi untuk teknologi kimpalan telah ditetapkan, memacu kemajuan dan pembangunan kimpalan rintangan.
Aplikasi Industri Automotif
Dalam pembuatan kereta, di mana keselamatan dan kestabilan adalah yang terpenting, kimpalan rintangan adalah kaedah kimpalan yang biasa digunakan. Ia sering digunakan untuk menyambung pelbagai komponen logam dalam badan kereta, seperti bumbung, pintu, kepingan logam, dan kacang logam. Kimpalan rintangan menawarkan kecekapan tinggi, kualiti kimpalan yang stabil, dan mudah diautomatikkan, menjadikannya proses yang sangat diperlukan dalam industri pembuatan automotif.
Aplikasi Industri Aeroangkasa
Kimpalan rintangan sering digunakan untuk menyambung komponen logam dalam pesawat dan roket, seperti menyambung sayap pesawat dan fiuslaj, serta pelbagai bahagian logam kecil. Komponen ini mesti mempunyai kekuatan dan ketahanan yang tinggi, dengan keperluan yang ketat untuk kualiti sambungan, di mana kimpalan rintangan cemerlang. Kimpalan rintangan memainkan peranan penting dalam industri aeroangkasa, dan kemajuan dalam bidang ini juga difasilitasi oleh sektor aeroangkasa.
Aplikasi Industri Elektronik
Kimpalan perintang biasanya digunakan untuk komponen elektronik dan bahagian logam tertentu dalam peranti elektronik. Ia menawarkan ketepatan kimpalan yang tinggi dan sesuai untuk menyambungkan komponen kecil seperti cip elektronik dan wayar. Dalam era peranti elektronik yang berkembang pesat hari ini, kimpalan perintang mempercepatkan pemasangan komponen elektronik, memacu kemajuan industri.
Aplikasi Industri Berat
Kimpalan rintangan sering digunakan untuk mengimpal komponen logam besar dalam jambatan dan bangunan, seperti bebibir bawah jambatan dan tetulang keluli. Ia juga digunakan dalam pembuatan jentera besar untuk menyambung bahagian logam. Dengan teknologi kimpalan yang cekap dan stabil, kimpalan rintangan telah menjadi salah satu kaedah pemprosesan penting dalam industri berat. Ia memastikan keselamatan peralatan dan struktur berat.
Peralatan dan Komponen
Mesin Kimpalan
Mesin kimpalan rintangandibahagikan kepada empat kategori utama: mesin kimpalan titik, mesin kimpalan unjuran, mesin kimpalan jahitan, dan mesin kimpalan punggung, berdasarkan proses yang berbeza. Pilih peralatan kimpalan yang sesuai mengikut ciri-ciri bahan dan bentuk.
Elektrod
Theelektrodmerupakan komponen penting untuk memastikan kualiti kimpalan. Bahan utama untuk elektrod kimpalan ialah: tembaga kromium zirkonium, tembaga aluminium oksida, tembaga berilium kobalt, tungsten, molibdenum, grafit, dll. Bergantung pada bahan kerja yang berbeza yang dikimpal, elektrod dibahagikan kepada elektrod rata, elektrod sfera, elektrod kacang, bolt. elektrod, dsb. Biasanya, penetapan elektrod melibatkan pemasangan tirus, dengan nisbah tirus kebanyakannya dalam 1:10 dan 1:5.
Sistem Penyejukan
Semasa operasi, mesin kimpalan rintangan memerlukan air yang beredar untuk menyejukkan komponen seperti elektrod dan transformer. Oleh itu, kami memasang sistem penyejukan untuk mesin kimpalan rintangan. Suhu air penyejuk hendaklah di bawah 30°C. Jika suhu terlalu tinggi, ia boleh mencetuskan penutupan perlindungan mesin kimpalan. Sebaik-baiknya gunakan air penyejuk bebas kekotoran untuk peredaran bagi mengelakkan kesan air dan penyumbatan paip.
Bagaimana Memilih Proses Kimpalan Yang Betul?
Pilihan kaedah kimpalan bergantung kepada banyak faktor.
Ketebalan dan Bentuk Bahan Kerja: Berbezakaedah kimpalansesuai untuk bahan kerja dengan ketebalan dan bentuk yang berbeza-beza. Sebagai contoh, kimpalan rintangan secara amnya hanya sesuai untuk mengimpal kepingan logam nipis, manakala bahan kerja yang berbentuk aneh dan tebal biasanya dikimpal menggunakan kimpalan arka.
Keperluan Kualiti Kimpalan: Kualiti kimpalan yang diingini juga menentukan pilihan kaedah kimpalan. Untuk bahan kerja yang memerlukan pengedap yang tinggi dan kekuatan sambungan, kaedah kimpalan yang memenuhi keperluan ini harus dipilih.
Kecekapan Pengeluaran dan Kos: Jika volum pengeluaran tahunan yang tinggi diperlukan, pemilihan kaedah kimpalan dengan kecekapan tinggi adalah perlu. Pertimbangan kos juga perlu diambil kira.
Faktor Alam Sekitar: Beberapa kaedah kimpalan menjana bahan buangan dan pelepasan, menyebabkan pencemaran alam sekitar. Oleh itu, pertimbangan alam sekitar perlu diambil kira semasa memilih kaedah kimpalan.
Soalan Lazim:
Apakah batasan kimpalan rintangan?
Kimpalan rintangan tidak sesuai untuk mengimpal komponen logam yang besar.
Bagaimanakah anda memastikan keselamatan dalam kimpalan rintangan?
Semasa mengendalikan kimpalan rintangan, pakai topi keledar keselamatan dan cermin mata keselamatan.
Bagaimanakah saya boleh dilatih dalam kimpalan rintangan?
Anda boleh menjalani latihan di apengeluar kimpalan rintangan.
Apakah masalah kualiti utama sambungan kimpalan rintangan?
Sambungan pateri sejuk, kekuatan yang tidak mencukupi, ubah bentuk kimpalan, pengoksidaan.
Kaedah pemeriksaan untuk sambungan kimpalan rintangan
Ujian merosakkan, pemeriksaan mikroskopik, pemeriksaan visual, ujian metalografik, ujian ultrasonik.
Masa siaran: Apr-02-2024
