Se você é novo na soldagem por resistência ou está procurando uma compreensão mais clara sobre ela, então definitivamente precisa ler este artigo com atenção. Este artigo irá levá-lo profundamente ao mundo da soldagem por resistência. Quer você seja iniciante ou queira expandir seu conhecimento, este artigo fornecerá informações valiosas.
O que é soldagem por resistência？
A soldagem por resistência é um método de união de metais econômico e de alta velocidade. Esta técnica de soldagem é adequada para juntas sobrepostas, juntas de topo ou juntas que não requerem estanqueidade ao ar, com espessuras inferiores a 6 mm para estruturas de chapas finas. É claro que ele também pode soldar peças metálicas mais espessas e maiores, mas seu desempenho geral pode não ser tão bom quanto alguns outros métodos de soldagem.
Definição e noções básicas
Soldagem por resistênciaé um método onde as peças a serem unidas são colocadas entre dois eletrodos. Ao passar a corrente pelas peças e pelos pontos de contato, ocorre o aquecimento da resistência, gerando calor na junção das peças. Este aquecimento localizado faz com que a área derreta ou se torne flexível, enquanto a pressão dos dois eletrodos une o metal.
Quando a corrente flui através de um condutor, ela gera calor devido à resistência. Quanto maior a resistência quando a corrente é constante, mais calor é produzido. No ponto onde os metais estão em contato, a resistência é muito maior do que dentro do próprio metal. Portanto, quando uma grande corrente passa pelo contato entre o metal e o eletrodo, o metal aquece rapidamente devido ao imenso calor. Neste ponto, o metal torna-se altamente dúctil e, com a aplicação de pressão, as duas peças de metal se unem com segurança.
Princípio de funcionamento da soldagem por resistência
O princípio da soldagem por resistência a ponto e a formação de juntas são ilustrados na Figura 1-1. O metal A e o metal B são colocados entre dois eletrodos e a pressão é aplicada aos eletrodos. Uma corrente poderosa é passada entre os dois eletrodos pelo transformador do soldador por resistência. As superfícies de contato das peças formam um ponto de contato físico, que se expande gradualmente à medida que a corrente aquece. A deformação plástica e o calor ativam continuamente os átomos no ponto de contato, levando à formação de um núcleo fundido. O núcleo fundido cresce na forma de cristais colunares, empurrando os componentes de maior concentração da liga uns para os outros. Quando os eletrodos do soldador se afastam da superfície do metal e o metal esfria, as peças de trabalho são soldadas, criando uma forte ligação metálica. A superfície da junta desaparece, deixando para trás a pepita de solda.
1-1
Fatores que afetam a soldagem por resistência
Soldagem por resistênciaé um método de soldagem que utiliza corrente elétrica para gerar calor para unir componentes metálicos. Conforme mencionado anteriormente, o princípio da soldagem por resistência decorre principalmente da lei do aquecimento de Joule, onde a geração de calor de soldagem é determinada principalmente por parâmetros como corrente, resistência e tempo de soldagem. Pode ser expresso pela seguinte fórmula:
Q = I²Rt
Significado de cada parâmetro de soldagem:
Q - Calor (J)
I — Corrente de soldagem (A)
R - Resistência (Ω)
t — Tempo(s) de soldagem
Corrente de soldagem
A corrente tem um impacto significativo no calor gerado durante a soldagem, conforme mostrado na fórmula. O valor quadrado da corrente afeta o calor, o que significa que quanto maior a corrente, mais rápido o calor aumentará. Portanto, ao ajustar os parâmetros de soldagem antes da soldagem, é crucial definir a corrente apropriada. Se a corrente de soldagem for muito pequena, a solda não derreterá e nenhum núcleo de fusão se formará. Se a corrente for muito grande, o núcleo de fusão crescerá rapidamente, causando respingos excessivos durante a soldagem e danificando os eletrodos.
A corrente de soldagem é dividida principalmente em corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC), conforme mostrado no diagrama abaixo. Omáquinas de solda a pontoque usamos também são divididos em máquinas de solda a ponto de corrente contínua e máquinas de solda a ponto de corrente alternada. As máquinas de solda a ponto de corrente contínua usam fonte de alimentação trifásica, garantindo distribuição equilibrada de energia, e podem atingir frequências de soldagem acima de 1000 Hz, resultando em alta precisão de soldagem. Eles também têm a vantagem da baixa demanda de energia da rede elétrica, tornando esses soldadores que economizam energia cada vez mais populares entre os fabricantes da indústria manufatureira. As máquinas de solda a ponto de corrente alternada possuem saída monofásica de 50 Hz, alta capacidade de carga contínua e altos requisitos para a rede elétrica. Além disso, possuem baixo poder de soldagem, necessitando de tempos de soldagem mais longos.
Resistência de contato
Pela fórmula, é fácil perceber que a resistência é diretamente proporcional ao calor gerado. Quanto maior a resistência, maior será o calor produzido durante a soldagem. A resistência é distribuída por várias partes do eletrodo e da peça. Durante a soldagem, a maior resistência ocorre no ponto de contato da peça, resultando na maior geração de calor. A seguir está a resistência no ponto de contato entre a peça de trabalho e o eletrodo. No entanto, como o eletrodo é resfriado a água e esfria rapidamente, a temperatura diminui rapidamente. Por outro lado, a resistência de contato entre as peças, embora desapareça, apresenta baixa dissipação de calor, levando a altas temperaturas. Portanto, apenas uma pequena área entre as peças pode atingir a temperatura necessária para formar um núcleo de fusão e soldar.
Além disso, a temperatura e a pressão do eletrodo afetam a resistência. À medida que a temperatura aumenta, o limite de escoamento do metal diminui, aumentando a área de contato entre as peças e entre a peça e o eletrodo, resultando em diminuição da resistência. O aumento da pressão do eletrodo torna a superfície da peça mais lisa, aumentando a área de contato e reduzindo a resistência. Como resultado, existe um fenômeno em que, durante a soldagem de materiais típicos, a resistência aumenta logo após a ligação, e quando a energia é desligada e o núcleo de fusão se forma, a resistência começa a diminuir.
Tempo de soldagem
Quanto maior o tempo de soldagem, maior será o calor gerado. Nesta fórmula, a corrente e o tempo podem complementar-se. Quando você deseja uma solda forte, pode definir uma corrente alta por um curto período de tempo para gerar calor rapidamente e formar um núcleo de fusão para completar a soldagem. Alternativamente, você pode definir uma corrente baixa por mais tempo, mas há um limite para essa abordagem. Se o tempo for definido muito longo, poderá causar respingos excessivos e fazer com que o eletrodo grude. Quer seja atual ou temporal, existem limitações. Ao definir os parâmetros, é necessário levar em consideração o material e a espessura da peça, bem como a potência da máquina de solda.
Propriedades dos materiais
O material da peça afeta em grande parte sua resistividade, que desempenha um papel importante na geração de calor de soldagem. Ao soldar aço inoxidável, que possui alta resistividade e baixa condutividade térmica, é mais fácil gerar calor, mas mais difícil dissipá-lo, portanto, são necessárias correntes menores. Ao soldar ligas de alumínio com baixa resistividade e boa condutividade térmica, é mais difícil gerar calor, mas mais fácil dissipá-lo, portanto, são necessárias correntes maiores. Metais como prata e cobre têm alta condutividade térmica e baixa resistividade, portanto, mesmo com correntes altas, não geram muito calor, mas podem conduzi-lo para longe. Portanto, esses metais não são adequados para soldagem por resistência, mas podem ser usados como materiais de eletrodo.
Projeto e Geometria do Eletrodo
A forma e o material do eletrodo também afetam a geração de calor. A área de contato entre o eletrodo e a peça afeta a densidade de corrente. O uso frequente de eletrodos pode causar desgaste e deformação, aumentando a área de contato e reduzindo a resistência da soldagem. Portanto, precisamos reparar e substituir as pontas dos eletrodos imediatamente. A condutividade térmica e a resistência do eletrodo afetam a transferência de calor. Portanto, devemos escolher materiais com boa condutividade térmica e baixa resistência.
Preparação de Superfície
A forma e o material dos eletrodos também afetam a geração de calor. A área de contato entre o eletrodo e a peça afeta a densidade de corrente. Quando nossos eletrodos são usados com frequência e se desgastam, aumenta a área de contato, levando à redução da resistência da soldagem. Portanto, precisamos reparar e substituir as pontas dos eletrodos imediatamente. A condutividade térmica e a resistividade dos eletrodos afetam a transferência de calor. Portanto, devemos escolher materiais com boa condutividade térmica e baixa resistividade.
Tipos de resoluçãoipostura Soldagem
Devido às diferentes especificações e requisitos do produto para soldagem, diferentes processos de soldagem por resistência são usados para completar a tarefa. A soldagem por resistência pode ser dividida em soldagem por pontos, soldagem por projeção, soldagem por costura e soldagem de topo com base no processo de soldagem.
Soldagem por pontos
Soldagem a pontoé um método de soldagem em que o metal é pressionado pelos eletrodos superior e inferior e soldado pela passagem de corrente através dele. É uma forma tradicional de soldagem por resistência, simples de operar e requer níveis de habilidade relativamente baixos dos trabalhadores. Devido ao seu processo de soldagem exclusivo, a soldagem a ponto é a principal escolha para soldagem de componentes metálicos na engenharia aeroespacial e é amplamente utilizada na soldagem de carrocerias automotivas e outros componentes. É normalmente usado para soldar chapas finas de aço de baixo carbono, alumínio, aço inoxidável, aço galvanizado e outras chapas finas, normalmente com cerca de 3 milímetros de espessura.
Soldagem de costura
Soldagem de costuranormalmente envolve unir as bordas de dois componentes metálicos. As duas peças metálicas são colocadas entre dois eletrodos de rolo. Enquanto um eletrodo rola e aplica pressão, ocorre uma descarga contínua ou intermitente. O calor gerado no ponto de rolamento do eletrodo derrete as peças e as une, formando uma costura de solda contínua. Este método é amplamente utilizado para soldar peças metálicas que requerem juntas seladas. Como a área de soldagem é relativamente longa, para evitar desalinhamento, geralmente usamos soldagem por pontos para posicionamento antes da soldagem por costura.
Soldagem por projeção
Soldagem por projeçãoé uma variação da soldagem a ponto, onde a formação do ponto de solda é semelhante à soldagem a ponto, mas a soldagem por projeção é normalmente usada para peças com pontas elevadas. A presença destes pontos elevados limita a área por onde passa a corrente, aumentando a densidade de corrente na área de soldagem. Este aquecimento concentrado facilita a ligação da junta. Este método de soldagem é conhecido como soldagem por projeção. A soldagem por projeção pode formar um ou mais núcleos de fusão na junta ao mesmo tempo. Durante a soldagem, a corrente necessária para a soldagem por projeção no mesmo ponto de solda é menor do que para a soldagem por pontos. Porém, antes que cada projeção seja esmagada, a corrente precisa derreter a projeção; caso contrário, poderá haver uma quantidade significativa de respingos. A soldagem por projeção pode ser usada para soldar porcas, parafusos ou placas com pontas elevadas e é amplamente utilizada na fabricação de componentes eletrônicos e automotivos.
Soldagem de topo
Soldagem de topoenvolve alinhar as faces finais de duas peças de metal, colocá-las entre os eletrodos, fixar com segurança as duas peças de trabalho e usar alta corrente para gerar calor, derretendo a superfície de contato das peças de trabalho e unindo-as. A soldagem de topo é dividida em soldagem de topo flash e soldagem de topo por resistência.
A soldagem flash topo a topo é um processo de soldagem rápido que utiliza alta corrente para derreter rapidamente as peças de trabalho, aplicando pressão para formar uma conexão de fase sólida. É comumente usado para soldar grandes áreas de seção transversal de hastes, chapas e tubos metálicos, com áreas máximas atingindo 20.000 mm² e acima. Durante o processo de soldagem por descarga, faíscas são produzidas no ponto de contato, daí o nome soldagem flash topo a topo. Ele pode soldar aço de alto carbono, aço inoxidável, ligas de alumínio e também soldar metais diferentes, como cobre e alumínio.
A soldagem de topo por resistência usa calor de resistência para levar as juntas da peça a um estado plástico em altas temperaturas, completando o processo de soldagem com força de forjamento. É adequado para soldar juntas com áreas de seção transversal dentro de 250 mm², frequentemente usado para soldar fios, hastes e tiras de metal de pequena seção transversal.
Importância na Fabricação
- A soldagem por resistência não requer adição de metal durante o processo de soldagem, resultando em alta eficiência de soldagem e poluição mínima.
- Devido à sua consistência e estabilidade, a soldagem por resistência é fácil de automatizar, integrando-se perfeitamente à automação para aumentar ainda mais a eficiência da produção e economizar mão de obra.
- Em comparação com outros métodos de soldagem, a soldagem por resistência é econômica. Em primeiro lugar, o custo do equipamento para soldadura por resistência é relativamente baixo e, em segundo lugar, há um desperdício mínimo de material durante o processo de soldadura por resistência. Isso reduz significativamente os custos de produção para os fabricantes da indústria manufatureira.
- A soldagem por resistência é amplamente utilizada em vários setores e é particularmente indispensável em setores como aeroespacial, fabricação automotiva e muito mais.
- A soldagem por resistência é adequada para soldar diversos tipos de metais na indústria de transformação, incluindo aço inoxidável, aço carbono, alumínio, cobre e muito mais, tornando-a versátil em sua aplicação.
Aplicações
A soldagem por resistência é amplamente utilizada, principalmente em indústrias como componentes automotivos, aeroespacial, eletrônica e indústria pesada. À medida que a procura por componentes metálicos soldados em diversas indústrias continua a crescer, foram estabelecidos padrões mais elevados para a tecnologia de soldadura, impulsionando o progresso e o desenvolvimento da soldadura por resistência.
Aplicações na Indústria Automotiva
Na fabricação de automóveis, onde a segurança e a estabilidade são fundamentais, a soldagem por resistência é um método de soldagem comumente usado. É frequentemente empregado para unir vários componentes metálicos em carrocerias de automóveis, como tetos, portas, chapas metálicas e porcas metálicas. A soldagem por resistência oferece alta eficiência, qualidade de soldagem estável e é facilmente automatizada, tornando-se um processo indispensável na indústria automotiva.
Aplicações da Indústria Aeroespacial
A soldagem por resistência é freqüentemente usada para conectar componentes metálicos em aeronaves e foguetes, como unir asas e fuselagens de aeronaves, bem como várias pequenas peças metálicas. Esses componentes devem possuir alta resistência e durabilidade, com rigorosos requisitos de qualidade das juntas, onde a soldagem por resistência se destaca. A soldagem por resistência desempenha um papel crucial na indústria aeroespacial, e os avanços neste campo também são facilitados pelo setor aeroespacial.
Aplicações na Indústria Eletrônica
A soldagem de resistores é comumente usada para componentes eletrônicos e certas peças metálicas em dispositivos eletrônicos. Oferece alta precisão de soldagem e é adequado para conectar componentes em miniatura, como chips eletrônicos e fios. Na atual era de rápida evolução dos dispositivos eletrônicos, a soldagem por resistor acelera a montagem de componentes eletrônicos, impulsionando o avanço da indústria.
Aplicações na Indústria Pesada
A soldagem por resistência é frequentemente usada para soldar grandes componentes metálicos em pontes e edifícios, como flanges inferiores de pontes e reforços de aço. Também é utilizado na fabricação de grandes máquinas para conectar peças metálicas. Com sua tecnologia de soldagem eficiente e estável, a soldagem por resistência tornou-se um dos métodos de processamento importantes na indústria pesada. Garante a segurança de equipamentos e estruturas pesadas.
Equipamentos e Componentes
Máquinas de solda
Máquinas de solda por resistênciasão divididos em quatro categorias principais: máquinas de solda por pontos, máquinas de solda por projeção, máquinas de solda por costura e máquinas de solda de topo, com base em diferentes processos. Escolha o equipamento de soldagem adequado de acordo com as características dos materiais e formas.
Eletrodos
Oeletrodoé um componente importante para garantir a qualidade da soldagem. Os principais materiais para eletrodos de soldagem são: cobre cromo-zircônio, cobre óxido de alumínio, cobre-berílio-cobalto, tungstênio, molibdênio, grafite, etc. Dependendo das diferentes peças a serem soldadas, os eletrodos são divididos em eletrodos planos, eletrodos esféricos, eletrodos de porca, eletrodos de parafuso eletrodos, etc. Normalmente, a fixação do eletrodo envolve ajuste cônico, com taxas de conicidade principalmente em 1:10 e 1:5.
Sistemas de refrigeração
Durante a operação, as máquinas de solda por resistência requerem circulação de água para resfriar componentes como eletrodos e transformadores. Por isso, instalamos um sistema de refrigeração para máquinas de solda por resistência. A temperatura da água de resfriamento deve estar abaixo de 30°C. Se a temperatura for muito alta, poderá provocar um desligamento protetor da máquina de solda. É melhor usar água de resfriamento livre de impurezas para circulação, a fim de evitar manchas de água e bloqueios de tubos.
Como escolher o processo de soldagem correto?
A escolha do método de soldagem depende de muitos fatores.
Espessura e formato da peça: diferentemétodos de soldagemsão adequados para peças de diferentes espessuras e formatos. Por exemplo, a soldagem por resistência geralmente é adequada apenas para soldagem de chapas metálicas finas, enquanto peças de formato estranho e grossas são geralmente soldadas por soldagem a arco.
Requisitos de qualidade de soldagem: A qualidade de soldagem desejada também determina a escolha do método de soldagem. Para peças que exigem alta vedação e resistência de junta, devem ser selecionados métodos de soldagem que atendam a esses requisitos.
Eficiência e custo de produção: Se for necessário um alto volume de produção anual, é necessário selecionar um método de soldagem com alta eficiência. Considerações de custo também devem ser levadas em conta.
Fatores Ambientais: Alguns métodos de soldagem geram resíduos e emissões, causando poluição ambiental. Portanto, considerações ambientais devem ser levadas em conta ao selecionar um método de soldagem.
PERGUNTAS FREQUENTES:
Quais são as limitações da soldagem por resistência?
A soldagem por resistência não é adequada para soldar grandes componentes metálicos.
Como você garante a segurança na soldagem por resistência?
Ao operar soldagem por resistência, use capacete de segurança e óculos de proteção.
Como posso obter treinamento em soldagem por resistência?
Você pode fazer um treinamento em umfabricante de soldagem por resistência.
Quais são os principais problemas de qualidade das juntas soldadas por resistência?
Junta de solda fria, resistência inadequada, deformação de soldagem, oxidação.
Métodos de inspeção para juntas de soldagem por resistência
Ensaios destrutivos, exame microscópico, inspeção visual, ensaios metalográficos, ensaios ultrassônicos.
Horário da postagem: 02 de abril de 2024
