Dacă sunteți nou în domeniul sudării prin rezistență sau căutați o înțelegere mai clară a acesteia, atunci cu siguranță trebuie să citiți cu atenție acest articol. Acest articol vă va duce adânc în lumea sudării prin rezistență. Indiferent dacă sunteți începător sau doriți să vă extindeți cunoștințele, acest articol vă va oferi informații valoroase.
Ce este sudarea prin rezistență?
Sudarea prin rezistență este o metodă de îmbinare a metalelor de mare viteză și economică. Această tehnică de sudare este potrivită pentru îmbinări cu suprapunere, îmbinări cap la cap sau îmbinări care nu necesită etanșeitate la aer, cu grosimi mai mici de 6 mm pentru structurile din tablă subțire. Desigur, poate suda și piese metalice mai groase și mai mari, dar performanța sa generală poate să nu fie la fel de bună ca anumite alte metode de sudare.
Definiție și baze
Sudarea prin rezistențăeste o metodă prin care piesele de prelucrat care trebuie îmbinate sunt plasate între doi electrozi. Prin trecerea curentului prin piesele de prelucrat și punctele de contact, are loc încălzirea prin rezistență, generând căldură la joncțiunea pieselor de prelucrat. Această încălzire localizată face ca zona să se topească sau să devină flexibilă, în timp ce presiunea celor doi electrozi leagă metalul împreună.
Când curentul trece printr-un conductor, acesta generează căldură datorită rezistenței. Cu cât rezistența este mai mare când curentul este constant, cu atât se produce mai multă căldură. În punctul în care metalele sunt în contact, rezistența este mult mai mare decât în interiorul metalului însuși. Prin urmare, atunci când un curent mare trece prin contactul dintre metal și electrod, metalul se încălzește rapid din cauza căldurii imense. În acest moment, metalul devine foarte ductil și, cu presiunea aplicată, cele două bucăți de metal se leagă bine împreună.
Principiul de funcționare a sudării prin rezistență
Principiul sudării prin puncte cu rezistență și formarea îmbinărilor sunt ilustrate în Figura 1-1. Metalul A și metalul B sunt plasate între doi electrozi, iar electrozilor se aplică presiune. Un curent puternic este trecut între cei doi electrozi de către transformatorul sudorului cu rezistență. Suprafețele de contact ale pieselor de prelucrat formează un punct de contact fizic, care se extinde treptat pe măsură ce curentul îl încălzește. Deformarea plastică și căldura activează continuu atomii la punctul de contact, ducând la formarea unui miez topit. Miezul topit crește sub formă de cristale columnare, împingând componentele cu concentrație mai mare de aliaj unul către celălalt. Când electrozii sudorului se îndepărtează de suprafața metalică, iar metalul se răcește, piesele de prelucrat sunt sudate împreună, creând o legătură puternică de metal. Suprafața îmbinării dispare, lăsând în urmă pepița de sudură.
1-1
Factori care afectează sudarea prin rezistență
Sudarea prin rezistențăeste o metodă de sudare care utilizează curent electric pentru a genera căldură pentru a îmbina componentele metalice. După cum am menționat mai devreme, principiul sudării prin rezistență provine în principal din legea lui Joule a încălzirii, unde generarea căldurii de sudare este determinată în primul rând de parametri precum curentul, rezistența și timpul de sudare. Poate fi exprimat prin următoarea formulă:
Q = I²Rt
Semnificația fiecărui parametru de sudare:
Q — Căldură (J)
I — curent de sudare (A)
R — Rezistență (Ω)
t — Timp de sudare (s)
Curent de sudare
Curentul are un impact semnificativ asupra căldurii generate în timpul sudării, așa cum se arată în formulă. Valoarea pătrată a curentului afectează căldura, adică cu cât este mai mare curentul, cu atât căldura va crește mai repede. Prin urmare, atunci când reglați parametrii de sudare înainte de sudare, este esențial să setați curentul corespunzător. Dacă curentul de sudare este prea mic, sudura nu se va topi și nu se va forma miez de fuziune. Dacă curentul este prea mare, miezul de fuziune va crește rapid, provocând stropire excesivă în timpul sudării și deteriorarea electrozilor.
Curentul de sudare este împărțit în principal în curent alternativ (AC) și curent continuu (DC), așa cum se arată în diagrama de mai jos. Theaparate de sudura in punctefolosim sunt, de asemenea, împărțite în mașini de sudură în puncte cu curent continuu și mașini de sudat în puncte cu curent alternativ. Mașinile de sudură în puncte cu curent continuu folosesc sursă de alimentare trifazată, asigurând o distribuție echilibrată a puterii și pot atinge frecvențe de sudare de peste 1000 Hz, rezultând o precizie ridicată de sudare. Ele au, de asemenea, avantajul cererii reduse de energie din rețeaua electrică, făcând aceste sudori cu economie de energie din ce în ce mai populare în rândul producătorilor din industria prelucrătoare. Mașinile de sudură în puncte cu curent alternativ au o ieșire monofazată de 50 Hz, capacitate mare de încărcare continuă și cerințe ridicate pentru rețeaua electrică. În plus, au o putere redusă de sudare, necesitând timpi de sudare mai lungi.
Rezistența de contact
Din formulă, este ușor de observat că rezistența este direct proporțională cu căldura generată. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât căldura produsă în timpul sudării este mai mare. Rezistența este distribuită în diferite părți ale electrodului și piesei de prelucrat. În timpul sudării, cea mai mare rezistență apare la punctul de contact al piesei de prelucrat, rezultând cea mai mare generare de căldură. Urmează rezistența la punctul de contact dintre piesa de prelucrat și electrod. Cu toate acestea, deoarece electrodul este răcit cu apă și se răcește rapid, temperatura scade rapid. Pe de altă parte, rezistența de contact dintre piesele de prelucrat, deși dispare, are o disipare slabă a căldurii, ceea ce duce la temperaturi ridicate. Prin urmare, doar o zonă mică dintre piesele de prelucrat poate atinge temperatura necesară pentru a forma un miez de fuziune și a suda împreună.
În plus, temperatura și presiunea electrodului afectează rezistența. Pe măsură ce temperatura crește, limita de curgere a metalului scade, crescând zona de contact dintre piesele de prelucrat și dintre piesa de prelucrat și electrod, rezultând o rezistență scăzută. Creșterea presiunii electrodului face ca suprafața piesei de prelucrat să fie mai netedă, mărind zona de contact și reducând rezistența. Ca urmare, există un fenomen în care, în timpul sudării materialelor tipice, rezistența crește la scurt timp după pornire, iar atunci când alimentarea este oprită și se formează miezul de fuziune, rezistența începe să scadă.
Timp de sudare
Cu cât timpul de sudare este mai lung, cu atât căldura generată este mai mare. În această formulă, curentul și timpul se pot completa reciproc. Când doriți o sudură puternică, puteți seta un curent mare pentru o perioadă scurtă de timp pentru a genera căldură rapid și a forma un miez de fuziune pentru a finaliza sudarea. Alternativ, puteți seta un curent scăzut pentru o perioadă mai lungă de timp, dar există o limită pentru această abordare. Dacă timpul este setat prea mult, poate duce la stropire excesivă și poate cauza lipirea electrodului. Fie că este curent sau timp, există limitări. Când setați parametrii, trebuie să luați în considerare materialul și grosimea piesei de prelucrat, precum și puterea mașinii de sudură.
Proprietățile materialelor
Materialul piesei de prelucrat îi afectează în mare măsură rezistivitatea, care joacă un rol important în generarea căldurii de sudare. La sudarea oțelului inoxidabil, care are rezistivitate mare și conductivitate termică slabă, este mai ușor să generați căldură, dar mai greu să o disipați, așa că sunt necesari curenți mai mici. La sudarea aliajelor de aluminiu cu rezistivitate scăzută și conductivitate termică bună, este mai greu să generați căldură, dar mai ușor să o disipați, deci sunt necesari curenți mai mari. Metalele precum argintul și cuprul au conductivitate termică ridicată și rezistivitate scăzută, așa că, chiar și cu curenți mari, nu generează multă căldură, dar o pot conduce departe. Prin urmare, aceste metale nu sunt potrivite pentru sudarea prin rezistență, dar pot fi folosite ca materiale pentru electrozi.
Proiectarea electrozilor și geometria
Forma și materialul electrodului afectează, de asemenea, generarea de căldură. Zona de contact dintre electrod și piesa de prelucrat afectează densitatea curentului. Utilizarea frecventă a electrozilor poate duce la uzură și deformare, mărind suprafața de contact și reducând rezistența sudurii. Prin urmare, trebuie să reparăm și să înlocuim vârfurile electrozilor cu promptitudine. Conductivitatea termică și rezistența electrodului afectează transferul de căldură. Prin urmare, ar trebui să alegem materiale cu conductivitate termică bună și rezistență scăzută.
Pregătirea suprafeței
Forma și materialul electrozilor afectează, de asemenea, generarea de căldură. Zona de contact dintre electrod și piesa de prelucrat afectează densitatea curentului. Atunci când electrozii noștri sunt utilizați frecvent și se uzează, aceasta crește zona de contact, ceea ce duce la o rezistență redusă la sudare. Prin urmare, trebuie să reparăm și să înlocuim rapid vârfurile electrozilor. Conductivitatea termică și rezistivitatea electrozilor afectează transferul de căldură. Prin urmare, ar trebui să alegem materiale cu conductivitate termică bună și rezistivitate scăzută.
Tipuri de resiatitudine Sudarea
Datorită diferitelor specificații ale produsului și cerințelor pentru sudare, sunt utilizate diferite procese de sudare prin rezistență pentru a finaliza sarcina. Sudarea prin rezistență poate fi împărțită în sudare în puncte, sudare prin proiecție, sudare cu cusături și sudare cap la cap pe baza procesului de sudare.
Sudarea în puncte
Sudarea în puncteeste o metodă de sudare în care metalul este presat împreună de electrozii superiori și inferiori și sudat prin trecerea curentului prin acesta. Este o formă tradițională de sudare prin rezistență, simplu de utilizat și necesită niveluri de calificare relativ scăzute din partea lucrătorilor. Datorită procesului său unic de sudare, sudarea în puncte este alegerea principală pentru sudarea componentelor metalice în ingineria aerospațială și este utilizată pe scară largă în sudarea caroseriei auto și a altor componente. Este folosit de obicei pentru sudarea foilor subțiri de oțel cu conținut scăzut de carbon, aluminiu, oțel inoxidabil, oțel galvanizat și alte plăci subțiri, de obicei de aproximativ 3 milimetri grosime.
Sudarea cusăturii
Sudarea cusăturiiimplică de obicei îmbinarea marginilor a două componente metalice. Cele două piese metalice sunt plasate între doi electrozi cu role. În timp ce un electrod se rostogolește și aplică presiune, are loc o descărcare continuă sau intermitentă. Căldura generată la punctul de rulare al electrodului topește piesele de prelucrat și le unește, formând o cusătură de sudură continuă. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru sudarea pieselor metalice care necesită îmbinări etanșe. Deoarece zona de sudare este relativ lungă, pentru a preveni dezalinierea, de obicei folosim sudarea în puncte pentru poziționare înainte de sudarea cusăturii.
Sudarea prin proiecție
Sudarea prin proiecțieeste o variantă a sudării în puncte, în care formarea punctului de sudare este similară cu sudarea în puncte, dar sudarea prin proiecție este utilizată de obicei pentru piesele de prelucrat cu puncte ridicate. Prezenta acestor puncte ridicate limiteaza zona prin care trece curentul, crescand densitatea curentului in zona de sudare. Această încălzire concentrată facilitează conectarea îmbinării. Această metodă de sudare este cunoscută sub numele de sudare prin proiecție. Sudarea prin proiecție poate forma unul sau mai multe miezuri de fuziune la îmbinare simultan. În timpul sudării, curentul necesar pentru sudarea prin proiecție în același punct de sudare este mai mic decât cel pentru sudarea în puncte. Cu toate acestea, înainte ca fiecare proiecție să fie zdrobită, curentul trebuie să topească proiecția; în caz contrar, poate exista o cantitate semnificativă de stropi. Sudarea prin proiecție poate fi utilizată pentru a suda piulițe, șuruburi sau plăci cu puncte ridicate și este utilizată pe scară largă în fabricarea de componente electronice și auto.
Sudarea cap la cap
Sudarea cap la capimplică alinierea fețelor de capăt ale două piese metalice, plasarea acestora între electrozi, fixarea fermă a celor două piese de prelucrat și utilizarea unui curent mare pentru a genera căldură, topirea suprafeței de contact a pieselor de prelucrat și unirea lor între ele. Sudarea cap la cap este împărțită în continuare în sudare cap la cap și sudare cap la cap cu rezistență.
Sudarea cap la cap este un proces rapid de sudare care folosește un curent mare pentru a topi rapid piesele de prelucrat, aplicând presiune pentru a forma o conexiune în fază solidă. Este folosit în mod obișnuit pentru sudarea unor suprafețe mari în secțiune transversală de tije metalice, table și țevi, cu suprafețe maxime care ajung la 20.000 mm² și mai mult. În timpul procesului de sudare prin descărcare, la punctul de contact se produc scântei, de unde și denumirea de sudare cap la cap. Poate suda oțel cu conținut ridicat de carbon, oțel inoxidabil, aliaje de aluminiu și, de asemenea, poate suda metale diferite, cum ar fi cuprul și aluminiul.
Sudarea cap la cap cu rezistență folosește căldura de rezistență pentru a aduce îmbinările piesei de prelucrat la o stare plastică la temperaturi ridicate, completând procesul de sudare cu forța de forjare. Este potrivit pentru sudarea îmbinărilor cu secțiuni transversale de 250 mm², adesea folosit pentru sudarea sârmelor, tijelor și benzilor metalice cu secțiune transversală mică.
Importanța în producție
- Sudarea prin rezistență nu necesită adăugarea de metal în timpul procesului de sudare, rezultând o eficiență ridicată a sudării și o poluare minimă.
- Datorită consistenței și stabilității sale, sudarea prin rezistență este ușor de automatizat, integrându-se perfect cu automatizarea pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența producției și a economisi forța de muncă.
- În comparație cu alte metode de sudare, sudarea prin rezistență este rentabilă. În primul rând, costul echipamentului pentru sudarea prin rezistență este relativ scăzut, iar în al doilea rând, există o risipă minimă de material în timpul procesului de sudare cu rezistență. Acest lucru reduce semnificativ costurile de producție pentru producătorii din industria prelucrătoare.
- Sudarea prin rezistență este utilizată pe scară largă în diverse industrii și este deosebit de indispensabilă în sectoare precum industria aerospațială, producția de automobile și altele.
- Sudarea prin rezistență este potrivită pentru sudarea diferitelor tipuri de metale în industria prelucrătoare, inclusiv oțel inoxidabil, oțel carbon, aluminiu, cupru și multe altele, făcându-l versatil în aplicarea sa.
Aplicații
Sudarea prin rezistență este utilizată pe scară largă, în principal în industrii precum componentele auto, industria aerospațială, electronică și industria grea. Pe măsură ce cererea de componente metalice sudate în diverse industrii continuă să crească, au fost stabilite standarde mai înalte pentru tehnologia de sudare, conducând la progresul și dezvoltarea sudării prin rezistență.
Aplicații în industria auto
În producția de automobile, unde siguranța și stabilitatea sunt primordiale, sudarea prin rezistență este o metodă de sudare frecvent utilizată. Este folosit frecvent pentru îmbinarea diferitelor componente metalice în caroserii auto, cum ar fi acoperișuri, uși, foi de metal și piulițe metalice. Sudarea prin rezistență oferă o eficiență ridicată, o calitate stabilă a sudurii și este ușor automatizată, ceea ce o face un proces indispensabil în industria de producție auto.
Aplicații în industria aerospațială
Sudarea prin rezistență este frecvent utilizată pentru conectarea componentelor metalice în avioane și rachete, cum ar fi îmbinarea aripilor și fuzelajurilor aeronavelor, precum și a diferitelor piese metalice mici. Aceste componente trebuie să posede rezistență și durabilitate ridicate, cu cerințe stricte pentru calitatea îmbinărilor, unde excelează sudarea prin rezistență. Sudarea prin rezistență joacă un rol crucial în industria aerospațială, iar progresele în acest domeniu sunt facilitate și de sectorul aerospațial.
Aplicații în industria electronică
Sudarea cu rezistoare este utilizată în mod obișnuit pentru componentele electronice și anumite piese metalice din dispozitivele electronice. Oferă precizie ridicată de sudare și este potrivit pentru conectarea componentelor în miniatură precum cipurile și firele electronice. În era de astăzi cu evoluție rapidă a dispozitivelor electronice, sudarea cu rezistență accelerează asamblarea componentelor electronice, conducând la progresul industriei.
Aplicații pentru industria grea
Sudarea prin rezistență este adesea folosită pentru sudarea componentelor metalice mari în poduri și clădiri, cum ar fi flanșele inferioare de pod și armăturile din oțel. De asemenea, este utilizat în fabricarea de mașini mari pentru conectarea pieselor metalice. Cu tehnologia sa de sudare eficientă și stabilă, sudarea prin rezistență a devenit una dintre metodele importante de procesare în industria grea. Asigură siguranța echipamentelor și structurilor grele.
Echipamente și componente
Aparate de sudura
Aparate de sudura prin rezistentasunt împărțite în patru categorii principale: mașini de sudură în puncte, mașini de sudură prin proiecție, mașini de sudură cu cusături și mașini de sudură cap la cap, bazate pe diferite procese. Alegeți echipamentul de sudare adecvat în funcție de caracteristicile materialelor și formelor.
Electrozi
Theelectrodeste o componentă importantă pentru asigurarea calității sudurii. Principalele materiale pentru electrozi de sudare sunt: cupru crom zirconiu, cupru oxid de aluminiu, cupru beriliu cobalt, wolfram, molibden, grafit etc. În funcție de diferitele piese de prelucrat sudate, electrozii sunt împărțiți în electrozi plat, electrozi sferici, electrozi piulițe, șuruburi. electrozi, etc. În mod obișnuit, fixarea electrozilor implică montarea conică, cu rapoarte de conicitate mai ales de 1:10 și 1:5.
Sisteme de racire
În timpul funcționării, aparatele de sudură prin rezistență necesită apă în circulație pentru a răci componente precum electrozii și transformatoarele. Prin urmare, instalăm un sistem de răcire pentru aparatele de sudură prin rezistență. Temperatura apei de răcire trebuie să fie sub 30°C. Dacă temperatura este prea ridicată, poate declanșa o oprire de protecție a aparatului de sudură. Cel mai bine este să folosiți apă de răcire fără impurități pentru circulație, pentru a preveni petele de apă și blocarea conductelor.
Cum să alegi procesul de sudare potrivit?
Alegerea metodei de sudare depinde de mulți factori.
Grosimea și forma piesei de prelucrat: diferitemetode de sudaresunt potrivite pentru piese de prelucrat de diferite grosimi și forme. De exemplu, sudarea prin rezistență este, în general, potrivită numai pentru sudarea tablelor subțiri de metal, în timp ce piesele de prelucrat cu forme ciudate și groase sunt de obicei sudate folosind sudarea cu arc.
Cerințe de calitate a sudării: Calitatea dorită de sudare dictează și alegerea metodei de sudare. Pentru piesele de prelucrat care necesită etanșare și rezistență ridicată a îmbinării, trebuie selectate metode de sudare care îndeplinesc aceste cerințe.
Eficiența și costul producției: Dacă este necesar un volum mare de producție anual, este necesară selectarea unei metode de sudare cu eficiență ridicată. De asemenea, ar trebui luate în considerare considerentele legate de costuri.
Factori de mediu: Unele metode de sudare generează deșeuri și emisii, provocând poluarea mediului. Prin urmare, considerațiile de mediu ar trebui să fie luate în considerare atunci când alegeți o metodă de sudare.
FAQ:
Care sunt limitările sudării prin rezistență?
Sudarea prin rezistență nu este potrivită pentru sudarea componentelor metalice mari.
Cum asigurați siguranța în sudarea prin rezistență?
Când efectuați sudarea prin rezistență, purtați o cască de protecție și ochelari de protecție.
Cum mă pot instrui în sudarea prin rezistență?
Puteți urma un antrenament la aproducator de sudura prin rezistenta.
Care sunt principalele probleme de calitate ale îmbinărilor de sudură prin rezistență?
Îmbinare de lipit la rece, rezistență inadecvată, deformare prin sudură, oxidare.
Metode de inspecție pentru îmbinările de sudură prin rezistență
Testare distructivă, examinare microscopică, inspecție vizuală, testare metalografică, testare cu ultrasunete.
Ora postării: Apr-02-2024
