Om du är ny på motståndssvetsning eller letar efter en tydligare förståelse av det, måste du definitivt läsa den här artikeln noggrant. Den här artikeln tar dig djupt in i motståndssvetsvärlden. Oavsett om du är nybörjare eller vill utöka dina kunskaper, kommer den här artikeln att ge dig värdefulla insikter.
Vad är motståndssvetsning?
Motståndssvetsning är en höghastighets, ekonomisk metallfogningsmetod. Denna svetsteknik är lämplig för överlappsfogar, stumfogar eller fogar som inte kräver lufttäthet, med tjocklekar mindre än 6 mm för tunnplåtsstrukturer. Naturligtvis kan den även svetsa tjockare och större metallarbetsstycken, men dess totala prestanda kanske inte är lika bra som vissa andra svetsmetoder.
Definition och grunder
Motståndssvetsningär en metod där arbetsstyckena som ska sammanfogas placeras mellan två elektroder. Genom att leda ström genom arbetsstyckena och kontaktpunkterna uppstår motståndsuppvärmning, vilket genererar värme vid arbetsstyckenas förbindelse. Denna lokaliserade uppvärmning gör att området smälter eller blir böjligt, medan trycket från de två elektroderna binder samman metallen.
När ström flyter genom en ledare genererar den värme på grund av motstånd. Ju högre motstånd när strömmen är konstant, desto mer värme produceras. Vid den punkt där metaller är i kontakt är motståndet mycket större än i själva metallen. Därför, när en stor ström passerar genom kontakten mellan metallen och elektroden, värms metallen snabbt upp på grund av den enorma värmen. Vid denna tidpunkt blir metallen mycket duktil, och med applicerat tryck binder de två metalldelarna säkert ihop.
Arbetsprincip för motståndssvetsning
Principen för motståndspunktsvetsning och bildandet av fogar illustreras i figur 1-1. Metall A och metall B placeras mellan två elektroder och tryck appliceras på elektroderna. En kraftig ström passerar mellan de två elektroderna av motståndssvetsarens transformator. Arbetsstyckenas kontaktytor bildar en fysisk kontaktpunkt, som gradvis expanderar när strömmen värmer upp den. Plastisk deformation och värme aktiverar kontinuerligt atomerna vid kontaktpunkten, vilket leder till bildandet av en smält kärna. Den smälta kärnan växer i form av kolumnformade kristaller, och trycker ut komponenterna med högre legeringskoncentration mot varandra. När svetsarens elektroder rör sig bort från metallytan och metallen svalnar, svetsas arbetsstyckena samman, vilket skapar en stark metallbindning. Fogytan försvinner och efterlämnar svetsklumpen.
1-1
Faktorer som påverkar motståndssvetsning
Motståndssvetsningär en svetsmetod som använder elektrisk ström för att generera värme för att sammanfoga metallkomponenter. Som tidigare nämnts härstammar principen för motståndssvetsning främst från Joules lag om uppvärmning, där genereringen av svetsvärme i första hand bestäms av parametrar som ström, motstånd och svetstid. Det kan uttryckas med följande formel:
Q = I²Rt
Betydelse av varje svetsparameter:
Q — Värme (J)
I — Svetsström (A)
R — Motstånd (Ω)
t — Svetstid (s)
Svetsström
Strömmen har en betydande inverkan på värmen som genereras under svetsning, som visas i formeln. Strömmens kvadratiska värde påverkar värmen, vilket innebär att ju högre strömmen är, desto snabbare ökar värmen. När man justerar svetsparametrar före svetsning är det därför viktigt att ställa in lämplig ström. Om svetsströmmen är för liten kommer svetsen inte att smälta och ingen smältkärna bildas. Om strömmen är för stor kommer fusionskärnan att växa snabbt, vilket orsakar överdrivet stänk under svetsning och skadar elektroderna.
Svetsströmmen delas huvudsakligen in i växelström (AC) och likström (DC), som visas i diagrammet nedan. Depunktsvetsmaskinervi använder är också uppdelade i likströmspunktsvetsmaskiner och växelströmspunktsvetsmaskiner. Likströmspunktsvetsmaskiner använder trefas strömförsörjning, vilket säkerställer en balanserad kraftfördelning, och kan uppnå svetsfrekvenser på över 1000 Hz, vilket resulterar i hög svetsnoggrannhet. De har också fördelen av låg effektbehov från elnätet, vilket gör dessa energibesparande svetsare alltmer populära bland tillverkande industritillverkare. Växelströmspunktsvetsmaskiner har en enfas 50Hz effekt, hög kontinuerlig belastningskapacitet och höga krav på elnätet. Dessutom har de låg svetseffekt, vilket kräver längre svetstider.
Kontakta motståndet
Från formeln är det lätt att se att motståndet är direkt proportionellt mot värmen som genereras. Ju högre resistans, desto större värme produceras vid svetsning. Motståndet är fördelat över olika delar av elektroden och arbetsstycket. Under svetsning uppstår det högsta motståndet vid arbetsstyckets kontaktpunkt, vilket resulterar i den högsta värmeutvecklingen. Nästa är motståndet vid kontaktpunkten mellan arbetsstycket och elektroden. Men eftersom elektroden är vattenkyld och snabbt kyls ner sjunker temperaturen snabbt. Å andra sidan har kontaktmotståndet mellan arbetsstyckena, även om det försvinner, dålig värmeavledning, vilket leder till höga temperaturer. Därför kan endast ett litet område mellan arbetsstyckena nå den temperatur som krävs för att bilda en smältkärna och svetsa ihop.
Dessutom påverkar temperatur och elektrodtryck motståndet. När temperaturen stiger minskar metallens sträckgräns, vilket ökar kontaktytan mellan arbetsstyckena och mellan arbetsstycket och elektroden, vilket resulterar i minskat motstånd. Ökat elektrodtryck gör arbetsstyckets yta slätare, förstorar kontaktytan och minskar motståndet. Som ett resultat uppstår ett fenomen där motståndet vid svetsning av typiska material ökar kort efter påslagning, och när strömmen slås av och fusionskärnan bildas börjar motståndet att minska.
Svetsningstid
Ju längre svetstiden är, desto högre värme genereras. I denna formel kan ström och tid komplettera varandra. När du vill ha en stark svets kan du ställa in en hög ström under en kort tid för att snabbt generera värme och bilda en smältkärna för att slutföra svetsningen. Alternativt kan du ställa in en låg ström under en längre tid, men det finns en gräns för detta tillvägagångssätt. Om tiden är inställd för lång kan det leda till överdrivet stänk och kan göra att elektroden fastnar. Oavsett om det är aktuellt eller tid, det finns begränsningar. När du ställer in parametrar måste du ta hänsyn till arbetsstyckets material och tjocklek, såväl som svetsmaskinens kraft.
Materialegenskaper
Arbetsstyckets material påverkar till stor del dess resistivitet, vilket spelar en viktig roll vid svetsvärmegenerering. Vid svetsning av rostfritt stål, som har hög resistivitet och dålig värmeledningsförmåga, är det lättare att generera värme men svårare att avleda den, så mindre strömmar behövs. Vid svetsning av aluminiumlegeringar med låg resistivitet och god värmeledningsförmåga är det svårare att generera värme men lättare att avleda den, så större strömmar krävs. Metaller som silver och koppar har hög värmeledningsförmåga och låg resistivitet, så även med höga strömmar genererar de inte mycket värme utan kan leda bort den. Därför är dessa metaller inte lämpliga för motståndssvetsning utan kan användas som elektrodmaterial.
Elektroddesign och geometri
Elektrodens form och material påverkar också värmeutvecklingen. Kontaktytan mellan elektroden och arbetsstycket påverkar strömtätheten. Frekvent användning av elektroder kan leda till slitage och deformation, öka kontaktytan och minska svetsstyrkan. Därför måste vi reparera och byta ut elektrodspetsarna omgående. Elektrodens värmeledningsförmåga och resistans påverkar värmeöverföringen. Därför bör vi välja material med god värmeledningsförmåga och lågt motstånd.
Ytförberedelse
Elektrodernas form och material påverkar också värmeutvecklingen. Kontaktytan mellan elektroden och arbetsstycket påverkar strömtätheten. När våra elektroder används ofta och slits ut ökar det kontaktytan, vilket leder till minskad svetshållfasthet. Därför måste vi reparera och byta ut elektrodspetsar omgående. Elektrodernas värmeledningsförmåga och resistivitet påverkar värmeöverföringen. Därför bör vi välja material med god värmeledningsförmåga och låg resistivitet.
Typer av Resiställningssvetsning
På grund av olika produktspecifikationer och krav för svetsning används olika motståndssvetsprocesser för att slutföra uppgiften. Motståndssvetsning kan delas in i punktsvetsning, projektionssvetsning, sömsvetsning och stumsvetsning baserat på svetsprocessen.
Punktsvetsning
Punktsvetsningär en svetsmetod där metall pressas samman av övre och nedre elektroder och svetsas genom att ström passerar genom den. Det är en traditionell form av motståndssvetsning, enkel att använda och kräver relativt låga kompetensnivåer från arbetare. På grund av sin unika svetsprocess är punktsvetsning det primära valet för svetsning av metallkomponenter inom flygteknik och används i stor utsträckning vid svetsning av fordonskarosser och andra komponenter. Det används vanligtvis för att svetsa tunna plåtar av lågkolhaltigt stål, aluminium, rostfritt stål, galvaniserat stål och andra tunna plåtar, vanligtvis cirka 3 millimeter tjocka.
Sömsvetsning
Sömsvetsninginvolverar vanligtvis sammanfogning av kanterna på två metallkomponenter. De två metallarbetsstyckena placeras mellan två rullelektroder. Medan en elektrod rullar och applicerar tryck sker kontinuerlig eller intermittent urladdning. Värme som genereras vid elektrodens rullningspunkt smälter arbetsstyckena och förenar dem och bildar en kontinuerlig svetsfog. Denna metod används ofta för svetsning av metalldelar som kräver tätade fogar. Eftersom svetsområdet är relativt långt, för att förhindra snedställning, använder vi vanligtvis punktsvetsning för positionering innan sömsvetsning.
Projektionssvetsning
Projektionssvetsningär en variant av punktsvetsning, där bildningen av svetspunkten liknar punktsvetsning, men projektionssvetsning används vanligtvis för arbetsstycken med upphöjda punkter. Närvaron av dessa upphöjda punkter begränsar området genom vilket strömmen passerar, vilket ökar strömtätheten i svetsområdet. Denna koncentrerade uppvärmning underlättar anslutningen av fogen. Denna svetsmetod är känd som projektionssvetsning. Projektionssvetsning kan bilda en eller flera smältkärnor vid fogen på en gång. Under svetsning är strömmen som krävs för projektionssvetsning vid samma svetspunkt mindre än den för punktsvetsning. Men innan varje projektion krossas måste strömmen smälta projektionen; annars kan det finnas en betydande mängd stänk. Projektionssvetsning kan användas för att svetsa muttrar, bultar eller plattor med upphöjda punkter och används ofta vid tillverkning av elektroniska komponenter och fordonskomponenter.
Stumsvetsning
Stumsvetsninginnebär att rikta in ändytorna på två metallarbetsstycken, placera dem mellan elektroderna, säkert fästa de två arbetsstyckena och använda hög ström för att generera värme, smälta kontaktytan på arbetsstyckena och sammanfoga dem. Stumsvetsning är vidare uppdelad i snabbstumsvetsning och motståndsstumsvetsning.
Snabbsvetsning är en snabb svetsprocess som använder hög ström för att snabbt smälta arbetsstyckena och applicera tryck för att bilda en fastfasanslutning. Det används vanligtvis för att svetsa stora tvärsnittsareor av metallstänger, plåtar och rör, med maximala ytor som når 20 000 mm² och däröver. Under urladdningssvetsningsprocessen bildas gnistor vid kontaktpunkten, därav namnet flash-stumsvetsning. Den kan svetsa högkolhaltigt stål, rostfritt stål, aluminiumlegeringar och kan även svetsa olika metaller som koppar och aluminium.
Motståndsstumsvetsning använder motståndsvärme för att bringa arbetsstyckets fogar till ett plastiskt tillstånd vid höga temperaturer, vilket avslutar svetsprocessen med smideskraft. Den är lämplig för svetsning av fogar med en tvärsnittsarea inom 250 mm², används ofta för att svetsa metalltrådar, stänger och remsor med små tvärsnitt.
Betydelse i tillverkningen
- Motståndssvetsning kräver inte tillsats av metall under svetsprocessen, vilket resulterar i hög svetseffektivitet och minimal förorening.
- På grund av dess konsistens och stabilitet är motståndssvetsning lätt att automatisera, sömlöst integrerad med automatisering för att ytterligare förbättra produktionseffektiviteten och spara arbetskraft.
- Jämfört med andra svetsmetoder är motståndssvetsning kostnadseffektivt. För det första är utrustningskostnaden för motståndssvetsning relativt låg, och för det andra är det minimalt med materialspill under motståndssvetsprocessen. Detta minskar produktionskostnaderna avsevärt för tillverkare inom tillverkningsindustrin.
- Motståndssvetsning används i stor utsträckning inom olika industrier och är särskilt oumbärlig inom sektorer som flyg, biltillverkning och mer.
- Motståndssvetsning är lämplig för svetsning av olika typer av metaller inom tillverkningsindustrin, inklusive rostfritt stål, kolstål, aluminium, koppar och mer, vilket gör den mångsidig i sin tillämpning.
Ansökningar
Motståndssvetsning används ofta, främst inom industrier som fordonskomponenter, flyg, elektronik och tung industri. Eftersom efterfrågan på svetsade metallkomponenter i olika industrier fortsätter att växa, har högre standarder för svetsteknik satts, vilket driver framstegen och utvecklingen av motståndssvetsning.
Tillämpningar för fordonsindustrin
Inom biltillverkning, där säkerhet och stabilitet är av största vikt, är motståndssvetsning en vanlig svetsmetod. Den används ofta för att sammanfoga olika metallkomponenter i bilkarosser, såsom tak, dörrar, plåtar och metallmuttrar. Motståndssvetsning erbjuder hög effektivitet, stabil svetskvalitet och är lätt att automatisera, vilket gör det till en oumbärlig process inom biltillverkningsindustrin.
Tillämpningar för flygindustrin
Motståndssvetsning används ofta för att koppla ihop metallkomponenter i flygplan och raketer, såsom sammanfogning av flygplansvingar och flygkroppar, samt olika små metalldelar. Dessa komponenter måste ha hög hållfasthet och hållbarhet, med höga krav på fogarnas kvalitet, där motståndssvetsningen utmärker sig. Motståndssvetsning spelar en avgörande roll inom flygindustrin, och framsteg inom detta område underlättas också av flygsektorn.
Elektronikindustrins tillämpningar
Motståndssvetsning används ofta för elektroniska komponenter och vissa metalldelar i elektroniska enheter. Den erbjuder hög svetsprecision och är lämplig för att ansluta miniatyrkomponenter som elektroniska chips och ledningar. I dagens snabbt växande era av elektroniska enheter, accelererar motståndssvetsning monteringen av elektroniska komponenter, vilket driver industrins framsteg.
Tunga industriapplikationer
Motståndssvetsning används ofta för svetsning av stora metallkomponenter i broar och byggnader, såsom brobottenflänsar och stålarmering. Det används också vid tillverkning av stora maskiner för att ansluta metalldelar. Med sin effektiva och stabila svetsteknik har motståndssvetsning blivit en av de viktiga bearbetningsmetoderna inom tung industri. Det garanterar säkerheten för tung utrustning och strukturer.
Utrustning och komponenter
Svetsmaskiner
Motståndssvetsmaskinerär indelade i fyra huvudkategorier: punktsvetsmaskiner, projektionssvetsmaskiner, sömsvetsmaskiner och stumsvetsmaskiner, baserade på olika processer. Välj lämplig svetsutrustning enligt egenskaperna hos material och former.
Elektroder
Deelektrodär en viktig komponent för att säkerställa svetskvalitet. Huvudmaterialen för svetselektroder är: kromzirkoniumkoppar, aluminiumoxidkoppar, berylliumkoboltkoppar, volfram, molybden, grafit etc. Beroende på de olika arbetsstyckena som svetsas delas elektroderna in i platta elektroder, sfäriska elektroder, mutterelektroder, bultelektroder. elektroder, etc. Vanligtvis involverar elektrodfixering avsmalnande passning, med avsmalningsförhållanden oftast i 1:10 och 1:5.
Kylsystem
Under drift kräver motståndssvetsmaskiner cirkulerande vatten för att kyla komponenter som elektroder och transformatorer. Därför installerar vi ett kylsystem för motståndssvetsmaskiner. Kylvattnets temperatur bör vara under 30°C. Om temperaturen är för hög kan det utlösa en skyddande avstängning av svetsmaskinen. Det är bäst att använda föroreningsfritt kylvatten för cirkulation för att förhindra vattenfläckar och stopp i rören.
Hur väljer man rätt svetsprocess?
Valet av svetsmetod beror på många faktorer.
Arbetsstyckets tjocklek och form: Olikasvetsmetoderär lämpliga för arbetsstycken av varierande tjocklek och form. Till exempel är motståndssvetsning i allmänhet endast lämplig för svetsning av tunna metallplåtar, medan konstigt formade och tjocka arbetsstycken vanligtvis svetsas med hjälp av bågsvetsning.
Svetskvalitetskrav: Den önskade svetskvaliteten dikterar också valet av svetsmetod. För arbetsstycken som kräver hög tätning och foghållfasthet bör svetsmetoder som uppfyller dessa krav väljas.
Produktionseffektivitet och kostnad: Om hög årlig produktionsvolym krävs, är det nödvändigt att välja en svetsmetod med hög effektivitet. Även kostnadshänsyn bör beaktas.
Miljöfaktorer: Vissa svetsmetoder genererar avfallsmaterial och utsläpp som orsakar miljöföroreningar. Därför bör miljöhänsyn beaktas vid val av svetsmetod.
Vanliga frågor:
Vilka är begränsningarna för motståndssvetsning?
Motståndssvetsning är inte lämplig för svetsning av stora metallkomponenter.
Hur säkerställer du säkerheten vid motståndssvetsning?
Använd skyddshjälm och skyddsglasögon när du arbetar med motståndssvetsning.
Hur kan jag utbilda mig i motståndssvetsning?
Du kan genomgå utbildning på atillverkare av motståndssvetsning.
Vilka är de största kvalitetsproblemen med motståndssvetsfogar?
Kalllödfog, otillräcklig hållfasthet, svetsdeformation, oxidation.
Inspektionsmetoder för motståndssvetsfogar
Destruktiv testning, mikroskopisk undersökning, visuell inspektion, metallografisk testning, ultraljudstestning.
Posttid: 2024-02-02
