Principalii parametri programabili ai procesului de sudare în puncte sau cu role sunt curentul, forța de compresie a electrozilor, durata acțiunii acestora și geometria suprafeței de lucru a electrozilor. Parametrii procesului, după cum este obișnuit, vor fi considerați dați dacă sunt specificați pentru un singur ciclu de formare a unui punct de sudare separat atât în ​​cazul sudării în puncte, cât și în cazul sudării cu role. Datorită faptului că obținerea unei îmbinări sudate cu proprietăți de rezistență date, în cele mai multe cazuri, este identică cu obținerea unei îmbinări și dimensiuni date ale zonei de topire, diametrul miezului și penetrarea vor fi utilizate ca criteriu de calitate a procesului. Acest lucru face posibilă excluderea din considerare a designului îmbinării sudate, a caracteristicilor metalurgice ale formării îmbinării etc.

Se știe că în sudarea cu role și prin puncte este posibilă o combinație suficient de mare de valori de curent și forță, care satisfac problema formării unui miez turnat cu dimensiuni specificate. Acest lucru indică faptul că parametrii procesului depind în mod ambiguu de proprietățile metalului sudat și de grosimea acestuia. Valoarea și câmpul de toleranță al acestora depind de modul de sudare și de echipamentul utilizat. În unele cazuri, echipamentul este cel care determină modul de sudare. Toate celelalte lucruri fiind egale, precum stabilitatea proprietăților metalului, calitatea pregătirii acestuia, identitatea electrozilor etc., cele mai stabile rezultate la sudarea multor metale sunt garantate pe mașinile care funcționează folosind energia stocată în condensatoare. Dacă modurile de sudare caracteristice mașinilor cu condensator sunt utilizate la sudarea pe mașini de joasă frecvență, atunci rezultatele vor fi instabile. Toleranța pentru răspândirea valorii curente și durata acțiunii acesteia, setate automat pe baza modului de sudare pe o mașină cu condensator, nu pot fi menținute la sudarea pe o mașină de joasă frecvență. Prin urmare, pentru a slăbi etanșeitatea conexiunii cu dimensiunile de bază ale acelor parametri de proces care nu pot fi controlați cu precizie în această situație, modul de sudare este modificat pentru a îndeplini cerințele minime de calitate. În exemplul de mai sus, instabilitatea amplitudinii curentului și durata acțiunii sale este compensată de faptul că acestea trec la moduri soft, adică. reduce oarecum amplitudinea curentului și crește durata de acțiune a acestuia. O astfel de schimbare nu este o îmbunătățire, în ciuda creșterii toleranței pentru amplitudinea curentului și durata acțiunii sale, deoarece cerințele pentru alți parametri ai procesului, cum ar fi geometria suprafeței de lucru a electrozilor, devin mai stricte. . În plus, frecvența electrozilor de umplere crește, iar rezistența lor scade.

Modurile preferate, recomandate, reflectă atât proprietățile metalelor sudate, cât și posibilitățile de control al procesului, de ex. avantajele și dezavantajele echipamentelor existente. Datorită faptului că fundamentarea și selectarea modului de sudare este o sarcină independentă, metodele de rezolvare care sunt destul de pe deplin luate în considerare în literatura de specialitate, vom lua în considerare modurile de sudare care trebuie date. Abaterile admisibile ale parametrului procesului vor fi luate egale cu acele abateri admise pentru echipamentele de sudare prin rezistență.

Există multe tehnici de setare a parametrilor de proces prin parametrii ciclului, inclusiv intervale de timp individuale între comenzile către actuatoarele mașinii de sudură. Totuși, din punctul de vedere al asigurării ciclului tehnologic de sudare a unui singur punct, se pot distinge etape independente, făcând abstracție de caracteristicile tehnice ale dispozitivelor de control.

Ciclograma prezentată în fig. 1 reflectă caracteristicile setării parametrilor de proces prin intermediul parametrilor de ciclu. Putem presupune că fiecare etapă și, în consecință, fiecare valoare care o caracterizează, este un parametru independent, deoarece are un scop excelent. Evident, în anumite etape ale cicluluitoleranțele pentru curent și forță vor fi diferite. Timpnecesar pentru ca electrozii mașinii să aibă timp să se deplaseze și să comprima metalul cu o forță bine definită. În această etapă, nu există cerințe stricte pentru dispozitivele care numără intervalul de timp. În mod similar, în cazurile în care se aplică precomprimare, intervalul în care electrozii presează metalul cu o forță sporită, poate fi, de asemenea, întreținut cu o precizie scăzută. Aceste cerințe se aplică și dispozitivelor care stabilesc timpul de comprimare a metalului la sfârșitul curentului, precum și intervalului corespunzător stării deschise a electrozilor.. De regulă, intervalele de ciclu indicate nu sunt controlate în condiții de producție. După ce au stabilit forțele de compresie ale electrozilorși au un impact semnificativ asupra calității îmbinărilor sudate și, prin urmare, sunt supuse controlului obligatoriu, deși abaterile lor admise de la valoarea specificată pentru. . sunt diferite.

Orez. unu . O diagramă de secvență tipică a unui proces de sudare în puncte

Durată Creșterea forței de forjare este una dintre principalele caracteristici ale antrenării forței de compresie a electrodului și poate avea o influență puternică asupra formării de macrodefecte în zona de îmbinare turnată. Datorită inerției mecanismului de compresie a electrodului, dorința principală este creșterea ratei de creștere a forței. La cele mai bune modele de mașininu este mai mare de 0,02 secunde, numărând din momentul în care comanda este dată actuatorului până în momentul în carea ajuns la nivelul 2/3 dinstabilit. Un parametru important al ciclului este intervalul, care determină momentul pornirii forței de forjareîn raport cu impulsul curentului de sudare. Datorită faptului că chiar și o instabilitate relativ mică a acestor parametri de ciclu afectează semnificativ calitatea conexiunii, aceștia trebuie monitorizați periodic.

De o importanță deosebită sunt intervalele de timp ale ciclului, și care caracterizează programul de schimbare curent, precum și amploarea curentuluiși . Cu toate acestea, acuratețea setării parametrilor cicluluiși , poate fi mai mic decâtși .

Ca urmare a muncii de cercetare și a experienței de producție în sudarea prin puncte și role, s-a stabilit că în majoritatea cazurilor este posibil să se accepte următoarea precizie cerută (în %) a reproducerii de către aparatul de sudură a principalelor etape ale ciclului (vezi fig. 1):

Valorile date ale abaterilor admisibile ale parametrilor sunt valabile pentru acele cazuri în care sudarea se efectuează în moduri care sunt estimate ca fiind preferabile. Toate abaterile aleatorii ale parametrilor trebuie să fie în zona de toleranță. Se presupune că distribuția densității abaterilor probabile este apropiată de distribuția normală. Folosind echipamente de control și măsurare și prelucrarea statistică a datelor de măsurare, este posibil în fiecare caz specific, în funcție de responsabilitatea acestui produs, să se stabilească numărul de abateri maxime admisibile ale parametrilor. Aproximativ, în medie, numărul de puncte la care oricare dintre parametri ia o dată valoarea maximă admisă nu ar trebui să fie prea mare, de exemplu, 1 dată la 100 ... 200 de puncte. Mica abatere standard admisă a parametrilor procesului se explică prin faptul că probabilitatea căsătoriei depinde de totalitatea abaterilor tuturor parametrilor procesului în ansamblu. În plus, echipamentele de sudare, de regulă, sunt universale și sunt proiectate astfel încât să fie posibilă sudarea pieselor nu numai dintr-un metal specific, ci dintr-o combinație de metale, pentru fiecare dintre acestea cerințele pentru precizia setarii cel puțin un parametru a fost cel mai ridicat. De obicei, în condiții reale, abaterile limită specificate ale parametrilor nu duc la căsătorie.

De exemplu, în fig. 2 prezintă date private care caracterizează stabilitatea procesului de sudare a pieselor cu grosimea de 1,5 + 1,5 mm din aliajul D16. Abaterile limită ale parametrilor de proces care determină o scădere inacceptabilă a calității sudurii sunt în afara intervalului de toleranță indicat mai sus. Presupunem că răspândirea parametrilor mașinii de sudură nu depășește limita de toleranță. Situațiile în care este posibilă o scădere inacceptabilă a calității apar numai atunci când doi sau mai mulți parametri preiau simultan valorile maxime admise. Următoarele evenimente adverse sunt la fel de probabile:a scăzut cu 5%, crescut cu 10%; a crescut cu 5%, crescut cu 10%;și a crescut cu 5%; și a scăzut cu 5%; a crescut cu 10%, a scăzut cu 5%;a scăzut cu 10%,crescut cu 5%;a scăzut cu 15%,crescut cu 5%;a scăzut cu 5%, raza electrozilor a crescut de la 75 la 200 mm;a crescut cu 10%, iar raza electrozilor a crescut de la 75 la 200 mm. Fie probabilitatea ca în aceste situații să se producă o căsătorie este de 0,5, iar abaterile limitative ale parametrilor procesului apar în medie de 1 dată la 50 de puncte. Apoi, pentru fiecare mie de puncte, în medie, cel puțin două puncte nu vor îndeplini standardul acceptat.

Să presupunem că pentru 200 de puncte există o abatere a fiecărui parametru care depășește limitele de toleranță, iar cu o probabilitate de 0,9 se poate susține că în acest caz apare o căsătorie. Apoi probabilitatea apariției căsătoriei crește brusc și este de aproximativ 3% din numărul total de puncte.

Posibile abateri aleatorii în operațiunile pregătitoare, de exemplu, calitatea gravării suprafeței s-a deteriorat, montarea proastă a pieselor, există o diferență de grosime a metalului, proprietățile sale fizice s-au schimbat, contribuie la creșterea numărului total de căsătorii cazuri.

În analiza statistică a producției de piese din aliajul AMg6 s-a observat o împrăștiere a parametrilor de proces, estimați prin abateri standard:; , suprafața de lucru a electrozilor, rezistența pieselor după gravare. Numărul de puncte care nu îndeplinesc standardul acceptat a fost de 5% din numărul total de puncte. Evident, echipamentelor de măsurare și control sunt impuse cerințe de precizie foarte ridicate, deoarece abaterile maxime admise ale parametrului în unele cazuri sunt mai mici de 5%. Echipamentul de măsurare ar trebui să ofere mai multe clase de precizie mai mare. Din păcate, atunci când se dezvoltă chiar și echipamente specializate, nu este întotdeauna posibil să se satisfacă pe deplin aceste cerințe. Prin urmare, atunci când s-au luat în considerare instrumentele și dispozitivele, s-au făcut comentarii cu privire la scopul vizat și domeniul de aplicare al dispozitivelor individuale, care au indicatori de precizie puțin mai slabi și nu satisfac soluția problemei în ansamblu, dar pot fi utilizate cu succes în rezolvarea unor probleme particulare.

Sudarea în puncte este un tip sudura prin contact. Cu această metodă, încălzirea metalului până la punctul său de topire se realizează prin căldură, care se formează atunci când un curent electric mare trece dintr-o parte în alta prin locul contactului lor. Concomitent cu trecerea curentului și la ceva timp după acesta, piesele sunt comprimate, în urma căreia are loc penetrarea și fuziunea reciprocă a secțiunilor încălzite ale metalului.

Caracteristicile sudurii prin puncte de contact sunt: ​​timp scurt de sudare (de la 0,1 la câteva secunde), curent mare de sudare (mai mult de 1000A), tensiune scăzută în circuitul de sudare (1-10V, de obicei 2-3V), forță semnificativă de comprimare a sudurii spot (de la câteva zeci la sute de kg), o mică zonă de topire.

Sudarea în puncte este folosită cel mai adesea pentru îmbinarea semifabricatelor de tablă cu o suprapunere, mai rar pentru materialele tijei de sudură. Gama de grosimi sudate de acesta este de la câțiva micrometri la 2-3 cm, cu toate acestea, cel mai adesea grosimea metalului sudat variază de la zecimi la 5-6 mm.

Pe lângă sudarea prin puncte, există și alte tipuri de sudare prin contact (cap la cap, cusătură etc.), dar sudarea în puncte este cea mai comună. Este folosit în industria auto, construcții, electronice radio, producția de avioane și multe alte industrii. În timpul construcției de căptușeli moderne, în special, sunt produse câteva milioane de puncte de sudură.

Popularitate meritată

Dezavantajele includ lipsa de etanșeitate a cusăturii și concentrarea tensiunilor la punctul de sudare. Mai mult, acestea din urmă pot fi reduse semnificativ sau chiar eliminate prin metode tehnologice speciale.

Secvența proceselor în sudarea prin puncte cu rezistență

• Comprimarea pieselor, provocând deformarea plastică a microrugozităților în lanț electrod-parte-parte-electrod.
• Includerea unui impuls de curent electric, care duce la încălzirea metalului, topirea acestuia în zona de îmbinare și formarea unui miez lichid. Pe măsură ce trece curentul, miezul crește în înălțime și diametru până la o dimensiune maximă. Legăturile se formează în faza lichidă a metalului. În același timp, sedimentarea plastică a zonei de contact continuă până la dimensiunea finală. Comprimarea pieselor asigură formarea unei curele de etanșare în jurul miezului topit, care împiedică stropirea metalului în afara zonei de sudare.
• Oprirea curentului, răcirea și cristalizarea metalului, terminând cu formarea unui miez turnat. La răcire, volumul metalului scade și apar tensiuni reziduale. Acestea din urmă sunt un fenomen nedorit, care se combate în diferite moduri. Forța care comprimă electrozii este îndepărtată cu o oarecare întârziere după ce curentul este oprit. Aceasta oferă conditiile necesare pentru o mai bună cristalizare a metalului. În unele cazuri, în etapa finală a sudării prin puncte cu rezistență, se recomandă chiar creșterea forței de strângere. Oferă forjarea metalului, care elimină neomogenitățile de sudură și ameliorează stresul.

La următorul ciclu, totul se repetă din nou.

Parametrii de bază ai sudării prin puncte cu rezistență

Distingeți între modurile de sudare tare și moale. Primul se caracterizează prin curent ridicat, durată scurtă a impulsului de curent (0,08-0,5 secunde, în funcție de grosimea metalului) și forță mare de compresie a electrozilor. Este folosit pentru sudarea aliajelor de cupru și aluminiu cu conductivitate termică ridicată, precum și a oțelurilor înalt aliate pentru a le menține rezistența la coroziune.

În modul soft, piesele de prelucrat sunt încălzite mai ușor cu un curent relativ mic. Durata impulsului de sudare este de la zecimi la câteva secunde. Modurile moi sunt afișate pentru oțelurile predispuse la întărire. Practic, modurile moi sunt folosite pentru sudarea prin puncte cu rezistență la domiciliu, deoarece puterea dispozitivelor în acest caz poate fi mai mică decât în ​​cazul sudării dure.

Dimensiunile și forma electrozilor. Cu ajutorul electrozilor, aparatul de sudura este in contact direct cu piesele de sudat. Ele nu numai că furnizează curent în zona de sudare, dar transmit și forța de compresie și elimină căldura. Forma, dimensiunile și materialul electrozilor sunt cei mai importanți parametri ai mașinilor de sudură în puncte.

În funcție de forma lor, electrozii sunt împărțiți în drepti și buclați. Primele sunt cele mai comune, sunt folosite pentru sudarea pieselor care permit accesul liber al electrozilor la zona sudata. Dimensiunile lor sunt standardizate de GOST 14111-90, care stabilește următoarele diametre ale tijelor de electrozi: 10, 13, 16, 20, 25, 32 și 40 mm.

În funcție de forma suprafeței de lucru, există electrozi cu vârfuri plate și sferice, caracterizați, respectiv, prin valorile diametrului (d) și razei (R). Zona de contact a electrodului cu piesa de prelucrat depinde de valoarea lui d și R, care afectează densitatea curentului, presiunea și dimensiunea miezului. Electrozii de suprafață sferică au o durată de viață mai mare a sculei (capabili de a face mai multe puncte înainte de reșlefuire) și sunt mai puțin susceptibili la nealiniere decât electrozii de suprafață plană. Prin urmare, cu o suprafață sferică, se recomandă fabricarea de electrozi folosiți în clești, precum și electrozi figurați care funcționează cu deviații mari. La sudarea aliajelor ușoare (de exemplu, aluminiu, magneziu), se folosesc numai electrozi cu suprafață sferică. Utilizarea electrozilor cu o suprafață plană în acest scop duce la adâncituri și decupări excesive pe suprafața punctelor și la creșterea spațiilor între părți după sudare. Dimensiunile suprafeței de lucru a electrozilor sunt selectate în funcție de grosimea metalelor sudate. Trebuie remarcat faptul că electrozii cu suprafață sferică pot fi utilizați în aproape toate cazurile de sudare în puncte, în timp ce electrozii cu suprafață plană nu sunt deseori aplicabili.

Părțile de aterizare ale electrozilor (locuri conectate la suportul electric) trebuie să asigure transmiterea fiabilă a impulsului electric și a forței de presare. Adesea sunt realizate sub formă de con, deși există și alte tipuri de conexiuni - conform suprafata cilindrica sau sculptură.

De mare importanță este materialul electrozilor, care determină rezistența lor electrică, conductivitatea termică, stabilitatea termică și rezistența mecanică la temperaturi ridicate. În timpul funcționării, electrozii se încălzesc la temperaturi ridicate. Modul de funcționare termociclic, împreună cu o sarcină variabilă mecanică, determină o uzură crescută a părților de lucru ale electrozilor, având ca rezultat o deteriorare a calității îmbinărilor. Pentru ca electrozii să poată rezista conditii dificile de lucru, sunt realizate din aliaje speciale de cupru cu rezistență ridicată la căldură și conductivitate electrică și termică ridicată. Cuprul pur este, de asemenea, capabil să funcționeze ca electrozi, cu toate acestea, are o rezistență scăzută și necesită re-șlefuire frecventă a piesei de lucru.

Curent de sudare. Puterea curentului de sudare (I CB) este unul dintre principalii parametri ai sudării în puncte. Determină nu numai cantitatea de căldură eliberată în zona de sudură, ci și gradientul creșterii acesteia în timp, adică. rata de incalzire. Dimensiunile miezului sudat (d, h și h 1) depind direct de I WT și cresc proporțional cu creșterea I WT.

Trebuie remarcat faptul că curentul care curge prin zona de sudare (I CB) și curentul care curge în circuitul secundar al mașinii de sudură (I 2) diferă unul de celălalt - și cu atât mai mult, cu atât distanța dintre punctele de sudură este mai mică. . Motivul pentru aceasta este curentul de șunt (Ish) care curge în afara zonei de sudare - inclusiv prin punctele făcute anterior. Astfel, curentul din circuitul de sudare al mașinii trebuie să fie mai mare decât curentul de sudare cu valoarea curentului de șunt:

I 2 \u003d I CB + I w

Pentru a determina puterea curentului de sudare, puteți utiliza diferite formule care conțin diverși coeficienți empiric obținuți empiric. În cazurile în care definiție precisă curentul de sudare nu este necesar (ceea ce se întâmplă cel mai des), valoarea acestuia este luată din tabele compilate pentru diferite moduri de sudare și diferite materiale.

Creșterea timpului de sudare permite sudarea cu curenți mult mai mici decât cei din tabel pentru dispozitivele industriale.

timpul de sudare. Timpul de sudare (t CB) este înțeles ca durata impulsului de curent la efectuarea unui punct de sudare. Împreună cu puterea curentului, determină cantitatea de căldură care este eliberată în zona de conectare atunci când trece un curent electric prin aceasta.

Odată cu creșterea t CB, pătrunderea pieselor crește și dimensiunile miezului metalului topit cresc (d, h și h 1). În același timp, crește și îndepărtarea căldurii din zona de topire, piesele și electrozii se încălzesc, iar căldura este disipată în atmosferă. Când se ajunge la un anumit timp, poate apărea o stare de echilibru, în care toată energia de intrare este îndepărtată din zona de sudare, fără a crește penetrarea pieselor și dimensiunea miezului. Prin urmare, o creștere a t SW este recomandabilă doar până la un anumit punct.

La calcularea cu precizie a duratei pulsului de sudare, trebuie luați în considerare mulți factori - grosimea pieselor și dimensiunea punctului de sudare, punctul de topire al metalului care este sudat, limita de curgere a acestuia, coeficientul de acumulare de căldură etc. Există formule complexe cu dependențe empirice, care, dacă este necesar, efectuează calculul.

În practică, cel mai adesea timpul de sudare se ia conform tabelelor, corectând, dacă este necesar, valorile acceptate într-o direcție sau alta, în funcție de rezultatele obținute.

Forța de compresie. Forța de compresiune (F CB) afectează multe procese de sudare prin puncte cu rezistență: deformațiile plastice care apar în îmbinare, degajarea și redistribuirea căldurii, răcirea metalului și cristalizarea acestuia în miez. Odată cu creșterea F CB, deformarea metalului în zona de sudare crește, densitatea curentului scade, iar rezistența electrică în secțiunea electrod-parte-electrod scade și se stabilizează. Cu condiția ca dimensiunile miezului să rămână neschimbate, rezistența punctelor de sudură crește odată cu creșterea forței de compresie.

La sudarea în condiții dure, se folosesc valori mai mari ale F CB decât în ​​sudarea moale. Acest lucru se datorează faptului că, odată cu creșterea rigidității, crește puterea surselor de curent și pătrunderea pieselor, ceea ce poate duce la formarea de stropi de metal topit. O forță mare de compresie este concepută doar pentru a preveni acest lucru.

După cum sa menționat deja, pentru a forja un punct de sudură pentru a elibera stresul și pentru a crește densitatea miezului, tehnologia de sudare cu rezistență în puncte asigură în unele cazuri o creștere pe termen scurt a forței de compresie după oprirea pulsului electric. . Ciclograma în acest caz arată după cum urmează.

În fabricarea celor mai simple mașini de sudură prin contact pentru uz casnic, există puține motive să se angajeze în calcule precise ale parametrilor. Valorile aproximative pentru diametrul electrodului, curentul de sudare, timpul de sudare și forța de strângere pot fi luate din tabelele disponibile în multe surse. Trebuie doar să înțelegem că datele din tabele sunt oarecum supraevaluate (sau subestimate, dacă ținem cont de timpul de sudare) în comparație cu cele care sunt potrivite pentru dispozitivele de acasă unde se folosesc de obicei modurile soft.

Pregatirea pieselor pentru sudare

Se impun cerințe ridicate asupra calității suprafeței pieselor din aliaje de aluminiu și magneziu. Scopul pregătirii suprafeței pentru sudare este de a îndepărta, fără deteriorarea metalului, o peliculă relativ groasă de oxizi cu rezistență electrică mare și neuniformă.

Echipamente de sudare în puncte

• masini de sudat cu curent alternativ;
• mașini de sudură în puncte de joasă frecvență;
• mașini tip condensator;
• Aparate de sudura DC.

Fiecare dintre aceste tipuri de mașini are propriile avantaje și dezavantaje din punct de vedere tehnologic, tehnic și economic. Cele mai utilizate mașini pentru sudarea cu curent alternativ.

Mașini de sudat prin puncte cu rezistență AC. schema circuitului mașinile pentru sudarea în puncte cu curent alternativ este prezentată în figura de mai jos.

Tensiunea la care se efectuează sudarea se formează din tensiunea rețelei (220/380V) folosind un transformator de sudare (TC). Modulul tiristor (CT) asigură conectarea înfășurării primare a transformatorului la tensiunea de alimentare pentru timpul necesar pentru formarea unui impuls de sudare. Folosind modulul, puteți controla nu numai durata timpului de sudare, ci și forma pulsului aplicat prin modificarea unghiului de deschidere al tiristoarelor.

Dacă înfășurarea primară este făcută nu dintr-una, ci din mai multe înfășurări, atunci prin conectarea lor în diferite combinații între ele, este posibil să se schimbe raportul de transformare, obținând valori diferite ale tensiunii de ieșire și curentului de sudare pe secundar. serpuit, cotit.

Cu exceptia transformator de putereși un modul tiristor, mașinile de sudură în puncte cu rezistență AC au un set de echipamente de control - o sursă de alimentare pentru sistemul de control (transformator coborâtor), relee, controlere logice, panouri de control etc.

Sudarea condensatorului. Esența sudării condensatorului este că la început, energia electrică se acumulează relativ lent în condensator atunci când este încărcat, iar apoi este consumată foarte repede, generând un impuls de curent mare. Acest lucru permite sudarea să fie efectuată folosind mai puțină energie din rețea, comparativ cu mașinile convenționale de sudură în puncte.

Pe lângă acest avantaj principal, sudarea cu condensator are și altele. Cu acesta, există un consum controlat constant de energie (cea care s-a acumulat în condensator) pentru o îmbinare sudată, ceea ce asigură stabilitatea rezultatului.

Sudarea are loc într-un timp foarte scurt (sutimi și chiar miimi de secundă). Acest lucru oferă o eliberare concentrată de căldură și minimizează zona afectată de căldură. Ultimul avantaj îi permite să fie utilizat pentru sudarea metalelor cu conductivitate electrică și termică ridicată (aliaje de cupru și aluminiu, argint etc.), precum și materiale cu proprietăți termice puternic diferite.

Microsudarea cu condensator rigid este folosită în industria radio-electronică.

Cantitatea de energie stocată în condensatoare poate fi calculată folosind formula:

W = C U2/2

unde C este capacitatea condensatorului, F; W - energie, W; U - tensiune de incarcare, V. Prin modificarea valorii rezistentei in circuitul de incarcare se regleaza timpul de incarcare, curentul de incarcare si puterea consumata din retea.

Defecte de sudare prin puncte de rezistență

Calitatea sudurii depinde de experiența dobândită, care se rezumă în principal la menținerea duratei necesare a impulsului de curent pe baza observației vizuale (după culoare) a punctului de sudare.

Un punct de sudură realizat corect este situat în centrul îmbinării, are dimensiunea optimă a miezului turnat, nu conține pori și incluziuni, nu are stropi și fisuri externe și interne și nu creează concentrații mari de tensiuni. Când se aplică o forță de tracțiune, distrugerea structurii are loc nu de-a lungul miezului turnat, ci de-a lungul metalului de bază.

Defectele de sudare în puncte sunt împărțite în trei tipuri:

• abateri ale dimensiunilor zonei turnate de la cele optime, deplasarea miezului față de îmbinarea pieselor sau poziția electrozilor;
• încălcarea continuității metalului în zona de conectare;
• modificarea proprietăților (mecanice, anticorozive etc.) ale metalului punctului de sudare sau zonelor adiacente acestuia.

Cel mai periculos defect este absența unei zone turnate (lipsa pătrunderii sub formă de „lipire”), în care produsul poate rezista la sarcină la o sarcină statică scăzută, dar este distrus sub acțiunea unei sarcini și temperaturi variabile. fluctuatii.

Rezistența conexiunii este, de asemenea, redusă cu adâncituri mari de la electrozi, goluri și fisuri în marginea suprapunerii și stropirea metalului. Ca urmare a ieșirii zonei turnate la suprafață, proprietățile anticorozive ale produselor (dacă există) sunt reduse.

Lipsa totală sau parțială de fuziune, dimensiuni insuficiente ale miezului turnat. Motive posibile: Curentul de sudare este scăzut, forța de strângere este prea mare, suprafața de lucru a electrozilor este uzată. Curentul de sudare insuficient poate fi cauzat nu numai de valoarea sa scăzută în circuitul secundar al mașinii, ci și de atingerea electrodului de pereții verticali ai profilului sau de o distanță prea mică între punctele de sudură, ceea ce duce la un curent de șunt mare.

Defectul este detectat prin inspecție externă, prin ridicarea marginilor pieselor cu un pumn, dispozitive cu ultrasunete și radiații pentru controlul calității sudurii.

Fisuri exterioare. Cauze: curent de sudare prea mare, forță de compresie insuficientă, lipsa forței de forjare, suprafața contaminată a pieselor și/sau electrozilor, ceea ce duce la creșterea rezistenței de contact a pieselor și la încălcarea regimului de temperatură de sudare.

Defectul poate fi detectat cu ochiul liber sau cu lupa. Diagnosticul capilar eficient.

Se rupe la marginile poalei. Motivul acestui defect este de obicei același - punctul de sudură este situat prea aproape de marginea piesei (suprapunere insuficientă).

Se detectează prin examinare externă - cu lupa sau cu ochiul liber.

Adancituri adânci de la electrod. Motive posibile: dimensiune prea mică (diametru sau rază) a părții de lucru a electrodului, forță excesivă de forjare, electrozi instalați incorect, dimensiuni prea mari ale zonei turnate. Acesta din urmă se poate datora curentului de sudare excesiv sau duratei impulsului.

Stropire internă (ieșire de metal topit în spațiul dintre părți). Cauze: Valorile admisibile ale curentului sau durata impulsului de sudare sunt depășite - s-a format o zonă prea mare de metal topit. Forța de compresie este scăzută - nu a fost creată o centură de etanșare fiabilă în jurul miezului sau s-a format o cavitate de aer în miez, ceea ce a făcut ca metalul topit să curgă în spațiu. Electrozii sunt instalați incorect (aliniați greșit sau înclinați).

Se determină prin metodele de control ultrasonic sau radiografic sau de examinare externă (din cauza stropirii, se poate forma un spațiu între părți).

Stropire exterioară (ieșire a metalului pe suprafața piesei). Motive posibile: pornirea impulsului de curent cu electrozi necomprimați, valoare prea mare a curentului de sudare sau a duratei impulsului, forță de compresiune insuficientă, deformarea electrozilor în raport cu piesele, contaminarea suprafeței metalice. Ultimele două motive duc la o densitate neuniformă a curentului și la topirea suprafeței piesei.

determinată prin examinare externă.

Fisuri și cochilii interne. Cauze: Durata curentului sau a impulsului este prea mare. Suprafața electrozilor sau a pieselor este murdară. Forță mică de compresie. Forța de forjare lipsă, tardivă sau insuficientă.

Cavitățile de contracție pot apărea în timpul răcirii și cristalizării metalului. Pentru a preveni apariția lor, este necesar să se mărească forța de compresie și să se aplice compresia de forjare în momentul răcirii miezului. Defectele sunt detectate prin teste cu raze X sau cu ultrasunete.

Deplasarea miezului turnat sau forma neregulată a acestuia. Motive posibile: electrozii sunt instalați incorect, suprafața pieselor nu este curățată.

Defectele sunt detectate prin teste cu raze X sau cu ultrasunete.

a arde. Cauze: prezența unui gol în piesele asamblate, contaminarea suprafeței pieselor sau electrozilor, absența sau forța scăzută de compresie a electrozilor în timpul impulsului de curent. Pentru a evita arderea, curentul trebuie aplicat numai după ce a fost aplicată forța de compresie completă. determinată prin examinare externă.

Corectarea defectelor. Metoda de corectare a defectelor depinde de natura lor. Cea mai simplă este sudarea repetată la puncte sau altă sudură. Se recomandă tăierea sau găurirea locului defect.

Dacă este imposibil de sudat (din cauza indezirabilității sau inadmisibilității încălzirii piesei), în loc de un punct de sudură defect, puteți pune un nit prin găurirea punctului de sudură. Se mai folosesc si alte metode de corectare - curatarea suprafetei in cazul stropilor exterioare, tratament termic pentru ameliorarea tensiunilor, indreptarea si forjarea atunci cand intregul produs este deformat.

Când utilizați conținutul acestui site, trebuie să puneți link-uri active către acest site, vizibile utilizatorilor și roboților de căutare.

SUDARE ELECTRICA IN PUNTURI

Scopul lucrării: studierea procesului tehnologic de sudare prin puncte cu electrocontact; determinați diferențele acesteia; familiarizați-vă cu dispozitivul mașinii MT-1606; efectuați sudarea probelor pentru a determina modul optim.

Schema generală de formare a unui compus

Întregul proces de formare a compusului constă în mod condiționat din procese fizice separate, care, în funcție de rolul în formarea compusului, sunt împărțite în principale și însoțitoare.

În sudarea în puncte, piesele 1 sunt asamblate cu suprapunere sau cu flanșă, strâns strâns între electrozii 2 ai mașinii de sudură, încălzite pe termen scurt (0,01 ... ...12 V), în urma căreia un conexiunea este creată în zone de contact separate, care sunt numite puncte. Crearea conexiunii are loc conform schemei, care constă din etapele I-III.

Primul stagiuîncepe din momentul comprimării pieselor prin forța Fsv, ceea ce determină deformarea plastică a microreliefului în contactele electrod - piesa și parte - piesa.

Următoarea pornire a curentului I și încălzirea metalului facilitează procesele de nivelare a microreliefului, distrugerea suprafețelor filmului și formarea unui contact electric.

Dilatarea termică în timpul sudării în puncte are loc în condiții de compresiune și este însoțită de apariția unei distribuții neuniforme a tensiunilor interne, care, împreună cu forțele externe Fb care acționează constant, provoacă deformații plastice volumetrice ireversibile (direcția de deformare maximă 3).

Expansiunea termică a metalului în zona piesei de contact - o parte este cauza formării unui spațiu între părți.

Înainte ca metalul să se topească, scăderea σd și excesul de metal datorat efectului dilatometric sunt compensate printr-o ușoară diluare a electrozilor, precum și prin deplasarea unor părți ale metalului în gol, ceea ce asigură o reliefare asupra contact intern - o curea de etanșare 4, care limitează răspândirea curentului de sudare.

În prima etapă, procesele însoțitoare nu se dezvoltă prea mult din cauza deformării relativ mici și a temperaturii scăzute a zonei de sudare.

Faza a doua caracterizată prin topirea metalului și formarea miezului 5. Pe măsură ce curentul trece, miezul crește la dimensiunea maximă - în înălțime h și diametru d . În acest caz, metalul 6 este amestecat, peliculele de suprafață sunt îndepărtate și se formează legături metalice în faza lichidă. Miezul are loc în zona în care se obține cea mai mare densitate de curent și schimbul de căldură cu electrozii este mai puțin afectat.

La topirea într-un volum închis, volumul miezului de metal crește brusc, apar forțe electromagnetice și, ca urmare, apare presiunea hidrostatică, care este determinată de echilibrul general al tensiunilor din zona de sudare. Efectul dilatometric și scăderea globală a σd este compensată de separarea suplimentară a electrozilor și deplasarea metalului deformat în spațiu. Acest lucru contribuie la crearea nu numai a unui relief care limitează răspândirea curentului, ci și la etanșarea miezului turnat, prevenind stropirea metalului și contactul acestuia cu atmosfera.

Limita interioară a metalului brâului are o temperatură apropiată de punctul de topire și o valoare scăzută a σd; în consecință, temperatura limitei exterioare este mai mică, iar σd este mai mare. Metalul brâului se află într-o stare de tensiune volumetrică, în timp ce tensiunile tind să crească distanța dintre părți. Această natură a deformării zonei de aproape contact a pieselor provoacă „așezarea” metalului și apariția de adâncituri 8 (dimensiunea c) pe suprafața electrozilor.

Odată cu apariția unui miez topit, există riscul de stropire, din cauza conductibilității termice, zona cusăturii se încălzește, structura de ieșire a metalului se modifică, se observă transfer de masă în contactul electrod-piesa (procesele însoțitoare).

A treia etapăîncepe după ce curentul de sudare este oprit - are loc o cristalizare intensă a miezului (hя, dя), care încheie crearea unei conexiuni integrale a pieselor la punctul de contact. Metalul punct are o structură dendritică.

În timpul cristalizării, transferul de căldură către zona afectată de căldură continuă și structura metalului din ea se modifică, metalul se micșorează, ca urmare a faptului că în el se creează cavități și cavități de contracție; În miez apar tensiuni de tracțiune, care provoacă fisuri și sub influența cărora este posibilă distrugerea unui punct fragil.

Pentru a reduce nivelul tensiunilor reziduale și pentru a preveni fisurile și cavitățile de contracție, sunt necesare eforturi semnificative Fkov. Calitate superioară sudarea și productivitatea maximă a procesului pentru o anumită grosime, formă și material al produselor sunt determinate de corectitudinea modului de sudare selectat.

Calitatea îmbinărilor depinde și de tehnica de sudare, forma electrozilor, calitatea ansamblului și pregătirea suprafeței, echipamentul de sudare, sistemul de control și alți factori de proiectare și tehnologia.

Opțiuni pentru modul de sudare în puncte

Parametrii principali ai modului de sudare în puncte sunt curentul de sudare Iw (amplitudinea sau valoarea efectivă), durata sau timpul de trecere a curentului tw, forța de comprimare a pieselor cu electrozi Fw, forța și durata forjarii Fpr, tpr, diametrul suprafeței de lucru a electrodului de sau raza suprafeței sferice a electrodului Re.

Datele de ieșire pentru determinarea parametrilor enumerați sunt proprietățile fizice și mecanice ale metalului și grosimea pieselor care trebuie sudate.

Modurile pot fi setate prin metoda de calcul-experimental sau experimental. În funcție de proprietățile materialelor pentru sudarea în puncte, se recomandă așa-numitele moduri soft sau hard. Moduri soft - curent de sudare mic și timp lung de sudare; modul hard - curent mare de sudare, timp scurt de sudare.

Există multe recomandări despre moduri (sub formă de tabele, nomograme, grafice). Aceste moduri sunt orientative și trebuie verificate înainte de sudare și sunt adesea ajustate ținând cont de condițiile de pregătire a suprafeței, asamblare, compoziția echipamentului etc.

Ajustarea este efectuată pe probele martor utilizând dependența parametrilor miezului turnat de parametrii modului. De exemplu, dacă diametrul este insuficient, creșteți curentul de sudare Iw.

Pentru a evita stropii, creșteți Fpr, de, Re. Dacă miezul are fisuri, Fpr este crescut, apropiindu-și creșterea în timp de momentul în care curentul este oprit, iar cristalizarea este, de asemenea, încetinită prin modularea marginii de fugă a curentului. Se depun eforturi înainte de trecerea aliajului prin TEC; tpr crește odată cu creșterea grosimii și scăderea conductivității termice a metalelor sudate (se reduce în moduri severe și viteze mari de cristalizare).

Calitatea și, în special, rezistența îmbinării sudate depind de dimensiunile miezului turnat (hя, dя), precum și de starea metalului, de gradul de reducere a rezistenței sale în cusătură și de căldura. zona afectată, tipul de sarcină și nivelul defectelor.

Parametrii modului au un efect diferit asupra diametrului miezului și, în consecință, asupra rezistenței. Cu o creștere a Ib sau tb, când alți parametri sunt constanți, rezistența crește mai întâi rapid, apoi mai lent, odată cu formarea unui miez. Dar la Ib și tb excesiv, dimensiunea miezului începe să scadă din cauza intensificării stropilor interne și apariției diferitelor defecte. Odată cu o creștere a Fb și de, rezistența crește mai întâi datorită creșterii diametrului miezului și apoi începe să scadă din cauza unei creșteri accentuate a zonei de contact, o scădere a densității curentului.

Odată cu scăderea grosimii pieselor, densitatea curentului de sudare crește. Materialele cu rezistivitate scăzută necesită mai mult curent decât materialele cu rezistivitate ridicată. Cu o conductivitate termică ridicată și difuzivitate termică a metalului, sudarea se realizează în condiții dure, adică timpul de trecere a curentului de sudare este redus și rezistența acestuia este crescută.

Dacă sunt sudate piese de diferite grosimi, parametrii de funcționare ai modului sunt selectați în funcție de cel mai subțire dintre ei. Sudarea pieselor cu grosimi diferite (raport grosime >1:3) este dificilă (Fig.a) din cauza lipsei de penetrare sigură a unei piese mai subțiri (s1).

Pentru a evita acest lucru, sunt recomandate condiții dure de sudare sau electrozi cu o secțiune transversală mai mică trebuie utilizați pe partea unei piese subțiri sau acești electrozi sunt fabricați din metal cu o conductivitate termică mai mică decât pe partea unei părți groase.

La sudarea pieselor din diferite materiale, din cauza degajării neuniforme de căldură, diametrul miezului și adâncimea de penetrare cresc în piesele cu rezistivitate mai mare și conductivitate termică mai mică (partea 2).

La sudarea pieselor folosind electrozi de diferite dimensiuni și forme ale suprafețelor de contact, miezul este mutat la un electrod cu o suprafață de contact mai mică (electrodul 2), unde densitatea de curent este mai mare.

Starea suprafeței (rezistența la contact) a pieselor afectează în mod semnificativ distribuția căldurii în timpul sudării și, ca urmare, dimensiunea și rezistența punctelor.

Pentru a asigura stabilitatea rezistenței de contact, piesele sunt de obicei curățate (gravate sau prelucrate) înainte de sudare sau acoperite cu o peliculă subțire de oxizi cu o valoare de rezistență mică și constantă.

Proces tehnologic tipic producția de unități de sudură și fabricarea sudării în puncte constă în următoarele operații: fabricarea pieselor semifabricate, pregătirea suprafețelor acestora pentru sudare, asamblare, prindere, sudură, corectare, prelucrare și protecție anticorozivă.

Pentru sudarea prin puncte se folosesc diferite tipuri de mașini: curent alternativ, joasă frecvență, curent continuu, condensator. Puterea mașinii - de la 5 la 1000 kW.

Aparatele cu curent alternativ sunt cele mai comune în toate domeniile ingineriei, sunt mai simple și mai ieftine decât alte mașini.

Structura mașinii MT-1606

Mașina AC MT-1606 este proiectată pentru sudarea în puncte a oțelurilor structurale și înalt aliate, aliajelor de titan cu o grosime de 0,8 până la 6,5 ​​mm. De asemenea, este posibilă sudarea unor aliaje de cupru neferoase (alama, bronz, etc.) de până la 1,2 mm grosime. Puterea maximă a mașinii este de 95 kW, curentul nominal de sudare este de 16 kA, numărul maxim de puncte pe minut este de 200.

Sistem pneumatic asigură compresia și reținerea pieselor sudate 1 în stare comprimată pe parcursul întregului ciclu de sudare.

Aerul din rețea prin filtrul de aer 13, regulatorul de presiune 12, pulverizatorul de ulei 11 și supapa pneumatică electromagnetică 10, în funcție de poziția bobinei supapei, trece prin accelerație (10-6,10-4), care reglează debitul de alimentare cu aer în cavitatea cilindrului:
- în cavitatea inferioară a cilindrului 4, ridicând pistonul inferior până când se oprește în pistonul superior 7;
- în cavitatea mediană 6 (prin furtunul superior și tija superioară a pistonului), coborând pistonul inferior și comprimând piesele.

Presiunea aerului de lucru este reglată cu ajutorul regulatorului 12, controlat de manometru.

Pistonul superior este folosit pentru a regla cursa celui inferior. Reglarea cursei se realizează cu ajutorul piuliței de reglare 9 de pe tija pistonului superior. Pentru a seta cursa de lucru a electrodului superior, este necesară alimentarea cu aer a cilindrului pneumatic (deasupra electrodului superior) prin deschiderea supapei de control 14. Pistonul superior va coborî până la oprire în capacul superior al cilindrului al piuliței de reglare. .

Supapa pentru controlul poziției pistonului superior 5 servește la alimentarea și evacuarea aerului din cavitatea superioară a cilindrului. Când aerul este eliberat, pistonul superior se ridică până la opritorul din capacul cilindrului și electrozii se vor dispersa la distanța maximă.

Suportul de electrod superior 2 este conectat la pistonul inferior prin tijă, pe care este fixat electrodul superior 2. Suportul de electrod inferior și electrodul sunt staționare.

Pulverizatorul de ulei 11 lubrifiază piesele mobile. Uleiul de la pulverizatorul de ulei este captat de aerul care trece și lubrifiază supapa, cilindrul de aer și pistoanele.

Schema electrică a mașinii. Sursa de alimentare MT-1606 este un transformator TR, care constă dintr-un circuit magnetic blindat, înfășurări primare și secundare. Înfășurarea secundară are o tură a unui bus gros de cupru. Prin schimbarea numărului de secțiuni ale bobinelor primare conectate la rețeaua electrică cu comutatorul treptelor PS, puterea mașinii este reglată treptat.

Întrerupătorul AB oprește mașina dacă există un scurtcircuit în rețeaua mașinii sau se supraîncălzește.

Comutatorul tiristoare KT are două tiristoare, care sunt conectate în anti-paralel, ceea ce face posibilă trecerea curentului alternativ la înfășurarea primară a transformatorului. Tiristoarele se deschid atunci când pulsurile de control sunt aplicate electrozilor lor de control de la controlerul ciclului de sudare.

La mașinile de acest tip, este posibilă reglarea fără probleme a puterii mașinii datorită defazării sincrone a impulsurilor de control în raport cu undele de semiciclu de curent alternativ.

Regulatorul de ciclu RC oferă control automat mașinărie. Este un dispozitiv electronic releu care pornește și oprește supapa pneumatică electromagnetică și contactorul tiristor într-o anumită secvență, datorită căreia, la momentul potrivit, piesele sunt comprimate, curentul este pornit și oprit, iar electrodul superior este ridicat.

În mașina MT-1606, suporturile de electrozi, electrozii și contactorul tiristor sunt răcite cu apă curentă. Apa furnizată pentru răcirea tiristoarelor trece printr-o supapă hidraulică. Dacă alimentarea cu apă se oprește, supapa hidraulică deschide circuitul de control al tiristorului și curentul de sudare nu pornește.

Cum funcționează mașina

Ciclul general de sudare a unui punct tc constă în comprimarea pieselor tco, sudarea tw, forjarea tpr și pauză tp.

Comprimarea pieselor are loc atunci când apăsați butonul pedalei de pe cutia de viteze. Aerul comprimat este furnizat printr-o supapă pneumatică electromagnetică în cavitatea mijlocie a cilindrului, coborând în jos pistonul inferior conectat la suportul de electrod superior și la electrod.

După stabilizarea forței de compresie (o anumită perioadă de timp tszh), regulatorul ciclului trimite un semnal către electrozii de control ai tiristoarelor, curentul de sudare este pornit, circuitul este închis printr-o coloană de metal intercalată între electrozi. . La sfârșitul lui t, curentul este oprit.

După aceea, pentru a cristaliza metalul topit al punctului de sudare (pentru a reduce tensiunile și deformațiile de sudură), piesele sunt lăsate ceva timp sub presiune (forjare).

La sfârșitul forjarii, regulatorul de ciclu deschide circuitul de alimentare al supapei electromagnetice pneumatice, bobina își schimbă poziția și aerul este alimentat în cavitatea inferioară a cilindrului. Pistonul inferior se ridică, eliberând piesele sudate. Electrozii în timpul pauzei necesare înlocuirii pieselor vor fi separați, iar apoi ciclul de sudare se repetă.

Pentru a efectua sudarea în puncte unice, trebuie să: setați tipul de comutator de lucru în poziția „Cicl unic”, apăsați și eliberați pedala o dată.

Pentru executare un numar mare punctele pot fi operate în modul „Funcționare automată”. Pedala de control trebuie ținută apăsată tot timpul.

Pregătirea pentru muncă

1. Furnizați aer mașinii, pentru care porniți compresorul, ridicați presiunea în recipient la 5 atm și deschideți supapa de admisie a mașinii.
2. Setați mașina la modul de sudare dorit:
   1. cursa electrodului superior - se selectează în funcție de configurația unităților și pieselor care urmează a fi sudate și se setează cu ajutorul unei piulițe înșurubate pe tija pistonului superior (la setarea cursei se folosește supapa de control, care după reglare trebuie fie setat în poziția corectă);
   2. forța de compresiune a pieselor - se selectează în funcție de grosimea și tipul materialului care se sudează, se reglează prin șurubul de reglare a aerului și se controlează de un manometru. Trebuie să fie astfel încât să asigure contact bunîntre piese și electrozi (dependența forței de compresie de pe electrozi de presiunea de pe manometru este dată în tabelul de pe mașină);
   3. nivelul de putere (determină cantitatea de curent) - este selectat în funcție de grosimea și tipul de material care se sudează. Este setat folosind trei comutatoare cu cuțit, care sunt situate în interiorul mașinii - în partea dreaptă (dependența nivelului de putere de poziția comutatoarelor este indicată în tabelul mașinii);
   4. timpii de comprimare, sudare, forjare, pauză - se stabilesc cu ajutorul comutatoarelor regulatorului de ciclu situate în partea de jos a mașinii. Timpul fiecărei operațiuni este reglat în interval de 1-198 de perioade, adică în interval de 0,02-3,96 s, după 0,02 s (o perioadă de curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz), unități de perioade - zeci sunt setate pe comutatoarele situate pe stanga.
      Nivelul de putere și forța de compresie sunt selectate în funcție de grosimea și tipul materialului de sudat.
3. Porniți întrerupătorul de alimentare și întrerupătorul de circuit.
4. Pentru a testa funcționarea mașinii fără curent de sudare, pentru a face acest lucru, opriți comutatorul basculant „Curentul de sudură”, apăsați pedala de comandă și, după un ciclu de sudare finalizat corect, porniți comutatorul basculant.

Metoda de lucru

1. Familiarizați-vă cu esența sudării prin puncte cu rezistență.
2. Setați caracteristicile formării miezului punctului de sudare.
3. Setați influența parametrilor de mod asupra parametrilor îmbinării sudate.
4. Familiarizați-vă cu structura mașinii MT-1606.
5. Efectuați sudura de instruire conform „Procedura de funcționare a mașinii”.
6. Setați modul de sudare (conform instrucțiunilor profesorului), sudați mostrele, verificați rezistența îmbinărilor de sudură.
7. Întocmește un raport și analizează rezultatele.

Tabelul 1 - Înregistrarea modului de sudare și testarea probelor

Echipamente și materiale

1. Post pentru sudare prin contact.
2. Mașină pentru sudarea prin puncte prin rezistență MT-1606.
3. Mașină de spart.
4. Consumabile de sudare: mostre de tablă din oțel carbon și slab aliat cu o grosime de 0,5 ... 1,2 mm.

1. Schema sudării prin puncte de rezistență.
2. Caracteristicile formării miezului punctului, parametrii de mod și influența lor asupra parametrilor îmbinării de sudură.
3. Schema schematică a mașinii MT-1606. Date tehnice, specificațiile principalelor unități.
4. Rezultatele cercetării (Tabelul 1).
5. Graficul dependenței F = f(tw).
6. Analiza rezultatelor obtinute. Concluzii (fundamentarea modului optim de sudare).

întrebări de testare

1. Unde se generează căldură la sudarea în puncte?
2. Descrieți ciclul de sudare a unui punct, dimensiunile sale caracteristice?
3. Care sunt principalii parametri ai modului de sudare în puncte?
4. Cum afectează parametrii modului calitatea conexiunii?
5. Cum să evitați stropirea metalului fără a reduce rezistența vârfului?
6. Cum se modifică parametrii modului de sudare, dacă grosimea pieselor de sudat: -crește, -screște?
7. Pentru ce este nevoie de forjare?
8. Spune-ne scopul nodurilor circuitului electric, circuitului pneumatic?
9. Cum se configurează o mașină spot pentru curent de sudare maxim (fa-o practic)?

Modurile de sudare prin contact sunt un set de parametri care sunt stabiliți de sudor înainte de a începe lucrul. Parametrii acestor moduri de sudare depind de produsul metalic care urmează să fie sudat, de experiența sudorului și de alte lucruri. Modurile de sudare selectate afectează în mod direct calitatea îmbinării rezultate: parametrii selectați incorect pot duce la o cusătură de proastă calitate, care se poate crăpa ulterior.

Parametrii principali pentru sudarea prin rezistență vor fi:

• Puterea curentului electric.
• Întărirea compresiei pentru piesele sudate.
• durata fluxului de curent.

Vom vorbi mai departe despre diferite moduri de sudare și, în special, despre metoda de contact de sudare.

Moduri de sudare și influența lor asupra sudabilității metalelor.

Modurile de sudare sunt împărțite în două tipuri principale:

• moale;
• greu.

Ambele tipuri diferă în ceea ce privește durata expunerii curente la piesa sudată. Modul dur de sudare a produselor metalice presupune o scurtă expunere la curent asupra pieselor, în timp ce modurile de sudare moale, dimpotrivă, implică o expunere lungă.

Alegerea unuia sau altuia depinde, în primul rând, de metalul care trebuie sudat: contează grosimea acestuia, indicatorii de conductivitate termică etc.. Astfel, modurile de sudare dură sunt de obicei folosite pentru metalele care au o grosime mai mare, dar în același timp conductivitate termică mai scăzută. De exemplu, modul de sudare pentru oțelul moale va fi mult mai greu decât pentru aliajele de aluminiu.

Forma de topire a metalului și locația zonei de topire depind în mare măsură de procesele de generare a căldurii și de îndepărtare a căldurii care au loc în electrod și piesa de prelucrat în sine. Durata expunerii curente afectează generarea de căldură și îndepărtarea căldurii și, în consecință, îmbinarea sudată în sine.

La sudarea în modul soft, forma și locația zonei turnate vor depinde direct de electrod și de materialele sudate. Deci, în modul de sudare moale, miezul turnat se află la aceeași distanță de suprafețele piesei, acest lucru contribuie la faptul că neregularitățile formate în timpul procesului de sudare sunt deplasate în piesa cu o grosime mare.

Rețineți că în condiții ușoare de sudare (în care timpul de încălzire al produsului metalic este mult mai lung), zona afectată de căldură va fi, de asemenea, mai largă decât în ​​cazul sudării dure.

Cu sudarea dură, acest miez va fi destul de simetric față de ambele părți care urmează să fie sudate. În timpul sudării, trebuie luat în considerare faptul că îndepărtarea căldurii către electrozi în timpul sudării dure este minimă, ceea ce face posibilă obținerea unei înălțimi mari a zonei turnate în acest mod de sudare (cu alte cuvinte, moduri de sudare dură pentru piesele avand aceeasi grosime dau o adancime de patrundere mai mare).

Calitatea îmbinărilor sudate obţinute, realizate în diferite condiţii de sudare, se evaluează prin următorii parametri:

• Cusătura nu trebuie să aibă o înmuiere semnificativă în zona de îmbinare a metalului.
• Formarea unor structuri destul de fragile în zona articulațiilor, care ulterior se pot prăbuși, este inacceptabilă. Acest lucru este valabil mai ales pentru zona de tranziție a cusăturii.
• Zona de conectare trebuie să fie omogenă și densă, zona turnată și de tranziție nu trebuie să aibă încălcări vizibile ale complexității lor.
• Conexiunea trebuie să fie suficient de puternică.
• Lucrările de sudare nu trebuie să reducă rezistența la coroziune a produsului metalic.
• Deformările pieselor sunt permise în limitele normale.

Rețineți că atunci când efectuați sudarea prin rezistență, respectarea acestor condiții depinde de capacitățile echipamentului dumneavoastră pentru sudare, de produsul real care va fi sudat și de experiența sudorului.

Rețineți că metalele care au o sudabilitate bună permit sudorilor să folosească o varietate de parametri pentru a seta modul de sudare, iar acest lucru, la rândul său, vă permite să obțineți îmbinări mai bune.

Metode de sudare prin rezistență și formarea îmbinărilor.

Toate metodele și modurile de sudare prin rezistență se bazează pe încălzirea pieselor cu ajutorul căldurii, care este eliberată atunci când un curent electric trece prin ele. Cantitatea de căldură eliberată depinde în principal de puterea curentului, de timpul curgerii acestuia prin metal și, de asemenea, de rezistența metalului însuși în zona de sudare.

Dacă două sau mai multe părți sunt sudate, comprimate împreună, atunci le este furnizat un curent electric prin electrozi convenționali. În acest caz, tensiunea poate fi mică, de la 3 V, dar puterea curentului poate ajunge la zeci de mii de amperi. Căldura necesară pentru sudare este eliberată în principal în piese, în zona de contact a pieselor între ele și contactul lor cu electrozii. În același timp, rezistența electrică a metalelor este de mare importanță în modurile de sudare prin rezistență.

Astfel, concluzionăm că alegerea modului de sudare depinde direct de proprietățile materialelor selectate. Modurile de sudare prin rezistență depind de conductivitatea termică și grosimea pieselor.

Rețineți că în condiții severe, cantitatea de căldură eliberată este de multe ori mai mare, astfel încât acestea sunt utilizate numai pentru metale cu conductivitate termică scăzută, de exemplu, pentru oțel.

Sudarea în puncte este o metodă prin care piesele sunt suprapuse în unul sau mai multe puncte. Când se aplică un curent electric, are loc încălzirea locală, în urma căreia metalul este topit și prins. Spre deosebire de sudarea cu arc sau gaz, nu este necesar niciun material de umplutură: nu electrozii se topesc, ci piesele în sine. Învelirea cu un gaz inert nu este, de asemenea, necesară: bazinul de sudură este suficient de localizat și protejat de pătrunderea oxigenului atmosferic. Sudorul lucrează fără mască și mănuși. Acest lucru permite o mai bună vizualizare și control al procesului. Sudarea prin puncte oferă o productivitate ridicată (până la 600 puncte/min) la costuri reduse. Este utilizat pe scară largă în diverse sectoare ale economiei: de la fabricarea de instrumente până la construcția de aeronave, precum și în scopuri interne. Niciun atelier de reparații auto nu poate face fără sudarea în puncte.

Echipamente de sudare în puncte

Lucrarea este efectuată pe o mașină de sudură specială numită spotter (din engleză Spot - un punct). Spotterele sunt staționare (pentru lucrul în ateliere) și portabile. Unitatea funcționează de la o sursă de alimentare de 380 sau 220 V și generează încărcări de curent de câteva mii de amperi, ceea ce este mult mai mult decât cea a invertoarelor și dispozitivelor semi-automate. Curentul este aplicat unui electrod de cupru sau carbon, care este presat pe suprafețele care urmează să fie sudate prin pneumatică sau o pârghie manuală. Există un efect termic care durează câteva milisecunde. Cu toate acestea, acest lucru este suficient pentru andocare fiabilă a suprafețelor. Deoarece timpul de expunere este minim, căldura nu se răspândește mai mult prin metal, iar punctul de sudură se răcește rapid. Detaliile din oțeluri obișnuite, fier zincat, oțel inoxidabil, cupru, aluminiu sunt supuse sudării. Grosimea suprafetelor poate fi diferita: de la cele mai subtiri piese pentru instrumentare pana la table cu grosimea de 20 mm.

Sudarea prin puncte de contact poate fi efectuată cu un electrod sau doi din părți diferite. Prima metodă este utilizată pentru sudarea suprafețelor subțiri sau în cazurile în care este imposibil să apăsați pe ambele părți. Pentru a doua metodă, se folosesc clești speciali pentru a fixa piesele. Această opțiune oferă o prindere mai sigură și este folosită mai frecvent pentru piesele de prelucrat cu pereți groși.

În funcție de tipul de curent, mașinile de sudură în puncte sunt împărțite în:

• lucru pe curent alternativ;
• functioneaza pe curent continuu;
• dispozitive de joasă frecvență;
• dispozitive de tip condensator.

Alegerea echipamentului depinde de caracteristicile procesului tehnologic. Cele mai comune dispozitive sunt curentul alternativ.

Înapoi la index

Electrozi de sudare în puncte

Electrozii de sudare în puncte sunt diferiți de electrozii de sudare cu arc. Ele nu numai că furnizează curent suprafețelor care urmează să fie sudate, ci îndeplinesc și o funcție de prindere și sunt implicate și în îndepărtarea căldurii.

Intensitatea ridicată a procesului de lucru necesită utilizarea unui material rezistent la influențele mecanice și chimice. Cel mai mult, cerințele sunt îndeplinite de cupru cu adaos de crom și zinc (0,7 și, respectiv, 0,4%).

Calitatea punctului de sudare este determinată în mare măsură de diametrul electrodului. Ar trebui să fie de cel puțin 2 ori grosimea pieselor de îmbinat. Dimensiunile tijelor sunt reglementate de GOST și sunt de la 10 la 40 mm în diametru. Dimensiunile recomandate ale electrozilor sunt prezentate în tabel. (Imaginea 1)

Pentru sudarea oțelurilor obișnuite, este recomandabil să folosiți electrozi cu suprafață de lucru plană, pentru sudarea oțelurilor cu conținut ridicat de carbon și aliate, cuprului, aluminiului - cu unul sferic.

Electrozii cu vârf sferic sunt mai durabili: capabili să producă mai multe puncte înainte de reascuțire.

În plus, sunt universale și potrivite pentru sudarea oricărui metal, dar folosirea celor plate pentru sudarea aluminiului sau magneziului va duce la formarea de adâncituri.

Sudarea în puncte în locuri greu accesibile se realizează cu electrozi curbați. Un sudor care se confruntă cu astfel de condiții de lucru are întotdeauna un set de electrozi diferiți.

Pentru a asigura un transfer de curent și o fixare fiabilă, electrozii trebuie să fie strâns conectați la suportul electrodului. Pentru a face acest lucru, părțile lor de aterizare primesc forma unui con.

Unele tipuri de electrozi sunt filetate sau montate pe o suprafață cilindrică.

Înapoi la index

Parametrii de sudare în puncte

Parametrii principali ai procesului sunt puterea curentului, durata pulsului, forța de compresie.

Cantitatea de căldură generată, viteza de încălzire și dimensiunea miezului sudat depind de puterea curentului de sudare.

Împreună cu puterea curentului, cantitatea de căldură și dimensiunea nucleului sunt afectate de durata pulsului. Totuși, când se ajunge la un anumit moment, se instalează o stare de echilibru, când toată căldura este îndepărtată din zona de sudare și nu mai afectează topirea metalului și dimensiunea miezului. Prin urmare, creșterea duratei aprovizionării curente dincolo de aceasta este nepractică.

Forța de compresie afectează deformarea plastică a suprafețelor sudate, redistribuirea căldurii peste acestea și cristalizarea miezului. O forță mare de strângere reduce rezistența curentului electric care curge de la electrod către piesele care trebuie sudate și invers. Astfel, puterea curentului crește, procesul de topire se accelerează. O conexiune realizată cu o forță de compresiune mare se caracterizează prin rezistență ridicată. La sarcini de curent ridicate, compresia previne stropirea metalului topit. Pentru a elibera stresul și pentru a crește densitatea miezului, în unele cazuri, se realizează o creștere suplimentară pe termen scurt a forței de compresie după ce curentul este oprit.

Distinge între moale și tare. În modul soft, puterea curentului este mai mică (densitatea curentului este de 70-160 A / mm²), iar durata pulsului poate fi de până la câteva secunde. O astfel de sudare este utilizată pentru conectarea oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și este mai frecventă acasă, atunci când se lucrează pe dispozitive cu putere redusă. În modul hard, durata unui impuls puternic (160-300 A / mm²) este de la 0,08 la 0,5 secunde. Detaliile asigură compresia maximă posibilă. Încălzirea rapidă și răcirea rapidă permit miezului sudat să mențină rezistența la coroziune. Modul dur este utilizat atunci când se lucrează cu cupru, aluminiu, oțeluri înalt aliate.

Alegerea parametrilor optimi necesită luarea în considerare a multor factori și testarea după calcule. Dacă efectuarea lucrărilor de probă este imposibilă sau nepractică (de exemplu, cu sudarea o singură dată acasă), atunci ar trebui să respectați modurile descrise în cărțile de referință. Parametrii recomandați pentru rezistența curentului, durata impulsului și compresia pentru sudarea oțelurilor obișnuite sunt dați în tabel. (Imaginea 2)

Înapoi la index

Posibile defecte și cauzele acestora

Un punct bine realizat oferă o conexiune fiabilă, a cărei durată de viață, de regulă, depășește durata de viață a produsului în sine. Cu toate acestea, o încălcare a tehnologiei poate duce la defecte care pot fi împărțite în 3 grupuri principale:

• dimensiuni insuficiente ale miezului sudat și abaterea poziției acestuia față de îmbinarea pieselor;
• deteriorări mecanice: fisuri, lovituri, coji;
• încălcarea proprietăților mecanice și anticorozive ale metalului în zona adiacentă punctului de sudare.

Luați în considerare tipuri specifice de defecte și cauzele acestora:

1. Lipsa de penetrare poate fi cauzată de puterea curentului insuficientă, compresia excesivă, uzura electrodului.
2. Crăpăturile exterioare apar cu prea mult curent, compresie insuficientă, suprafețe murdare.
3. Rupele la margini se datorează locației apropiate a miezului de acestea.
4. Goliturile electrozilor apar atunci când electrozii sunt prea mici, instalați incorect, supracomprimați, curent prea mare și prea lungi.
5. Stropirea metalului topit și umplerea acestuia a spațiului dintre părți (stropire internă) se produce din cauza compresiei insuficiente, formării unei cavități de aer în miez și electrozilor nealiniați.
6. O stropire externă de metal topit pe suprafața pieselor poate fi cauzată de o compresie insuficientă, moduri prea mari de curent și timp, contaminarea suprafețelor și electrozi înclinați. Ultimii doi factori au un impact negativ asupra uniformității distribuției curentului și a topirii metalului.
7. Fisurile și cavitățile interne apar din cauza regimurilor excesive de curent și de timp, a compresiei de forjare insuficiente sau întârziate și a contaminării suprafețelor. Cavitățile de contracție apar în momentul răcirii miezului. Pentru a le preveni, compresia forjată este utilizată după oprirea alimentării cu curent.
8. Motivul pentru forma neregulată a miezului sau deplasarea acestuia este deformarea sau dezalinierea electrozilor, contaminarea suprafeței pieselor.
9. Arderea este rezultatul suprafețelor contaminate sau a unei compresii insuficiente. Pentru a evita acest defect, curentul trebuie aplicat numai după ce compresia este complet asigurată.