Ellenálláshegesztő gépek és berendezések
Nyomáshegesztés
A nyomáshegesztés különféle hegesztési eljárásokat foglal magában, amelyek során az összeillesztendő részeket mechanikai erő hatására összenyomják, aminek köszönhetően a kötés folytonossága és szilárdsága érhető el.
A nyomásos hegesztés az esetek többségében a hegesztendő alkatrészek ilyen vagy olyan módon történő felmelegítésével történik, és csak néhány speciális esetben valósul meg hegesztés melegítés nélkül (például hideghegesztés, robbanékony hegesztés). Az összes nyomásos hegesztési módszer közül az elektromos ellenálláshegesztés a leggyakoribb.
Az érintkező- vagy ellenálláshegesztésnek nevezzük az elektromos hegesztés módszerét, amelynél a hegesztendő alkatrészek érintkezési pontjain túlnyomó hőleadás következtében felmelegedés következik be, amikor elektromos áram folyik át rajtuk (1. ábra).
Rizs. 1. Az ellenálláshegesztés főbb típusai: a — frontális, 6 — pontszerű, b — görgős, I — a hegesztőáram iránya.
A hegesztési ellenállást a hőteljesítmény helyi koncentrációja, és ezért a hegesztendő alkatrészek csatlakozásának tartományában magas hőmérséklet jellemzi, ami a csatlakozás jelentős ellenállásának köszönhető, összehasonlítva az alkatrészek ellenállásával. . Ebből a szempontból az ellenálláshegesztés egy nagyon gazdaságos és célszerű hegesztési mód.
Az ellenálláshegesztés egyen- és váltakozó árammal is végezhető, de a gyakorlatban szinte kizárólag váltóáramot alkalmaznak, hiszen a hegesztéshez szükséges áramok ezres, de akár több tízezer amperes nagyságrendűek is lehetnek néhány voltos feszültségen. könnyen beszerezhető transzformátorok segítségével. Az erre a célra szolgáló dedikált egyenáramú források túl drágák, nehezen gyárthatók és kevésbé megbízhatóak lennének.
Tompahegesztés
A tompahegesztésnél az összekötendő részek végei összeérnek, ezután jelentős áram halad át az alkatrészeken, felmelegítve a kötést a hegesztéshez szükséges hőmérsékletre. A hosszanti nyomóerő ekkor közvetlen csatlakozási folytonosságot ér el.
A tompahegesztésnek két típusa van: a nem reflexes hegesztés (ellenállás-hegesztés) és az újrahegesztés.
Az ellenálláshegesztésnél a megmunkált végű alkatrészeket jelentős erővel érintkezik és összenyomják, majd az alkatrészeken áram halad át és a csomópont érintkezési ellenállása miatt koncentrált hőleadás következik be.
A frontális zónában a hegesztéshez szükséges hőmérséklet elérése után a préserő hatására az összeillesztendő részek képlékeny hegesztése történik.A hegesztési ciklus végén az áramot kikapcsolják, majd a nyomóerőt felszabadítják.
Az ellenállás-hegesztést általában 5-10 kA áramsűrűséggel és 10-15 kVA fajlagos teljesítménnyel végzik a hegesztett részek keresztmetszetének 1 cm2-én. Ezt a fajta hegesztést általában kis keresztmetszetű (kb. 300 mm2-es) alkatrészek összekötésére használják.
Az újramelegítéssel végzett tompahegesztésnél az alkatrészek melegítése három vagy két egymást követő szakaszban történik - előmelegítés, villogás és végső felborítás, vagy csak az utolsó két szakaszban.
A hegesztés kezdeti pillanatában a hegesztendő részek 5-20 MPa nyomóerővel érintkeznek, majd bekapcsolják az áramot, amely a kötéseket 600 - 800 °C-ra melegíti (acélnál), ugyanúgy, mint a tompahegesztés olvadás nélkül. Ezt követően a nyomáserő 2-5 MPa-ra csökken, aminek következtében az érintkezési ellenállás nő, és ennek megfelelően a hegesztőáram csökken.
A kompresszió felszabadulásával az alkatrészek végeinek tényleges érintkezési felülete csökken, az áram korlátozott számú érintkezési pontra zúdul, és felmelegíti azokat az olvadási hőmérsékletre, és további melegítéssel ilyen körülmények között a fém túlmelegszik. a párolgási hőmérséklet az egyes pontokon.
A túlzott nyomás hatására a fémgőz kivonódik a hegesztési érintkezési zónából, és a folyékony fémrészecskéket szikraventilátor formájában kiszorítja a levegőbe, és az olvadt fém egy része cseppekben áramlik. A megsemmisült kiemelkedések mögött egymást követő érintkező nyúlványok ütköznek egymással, új utakat hozva létre a hegesztőáram számára, hogy megismételje a beállított hatást.
Ez a folyamat az alkatrészek végeinek az elemi gerincek mentén történő egymás utáni olvasztására mindaddig folytatódik, amíg a hegesztett részek végeit egy folyamatos félfolyékony fémréteg borítja, majd a hegesztett kötés fémes folytonossága viszonylag kis megszakító erővel jön létre. . Ebben az esetben az olvadt fém fölösleges mennyisége lyuk (perem) formájában préselődik ki az érintkezésből.
A hegesztett részek kiálló végeinek felmelegítése főként a hegesztési érintkező hővezetésével történik, ahol a hőmérsékletnek van a legnagyobb jelentősége. A csatlakozó és a tápelektróda közötti részek felmelegedése az újraolvasztási folyamat során folyó áram miatt nagyon csekély.
A hegesztési folyamat körülményei által meghatározott, adott érintkezési ellenálláson leadott energia mennyiségének beállítása történhet akár a hegesztőáram változtatásával, akár az áramáramlás időtartamának változtatásával.
A tompahegesztőgép működését az ábra szemlélteti. 2.
Rizs. 2. A tompahegesztő gép rajza: 1 — ágy, 2 — vezetők, 3 — rögzített lemez, 4 — mozgatható lemez, 5 — adagolóeszköz, 6 — szorítószerkezet, 7 — határolók, 8 — transzformátor, 9 — rugalmas áramvezető , Pzazh — a termékek szorító ereje, Ros — a termékek zavaró ereje.
A tompahegesztő gépeket az alábbiak szerint osztályozzák.
1. Hegesztési módszerrel — ellenálláshegesztéshez és hegesztéshez (folyamatos villogó vagy melegítő hegesztés).
2. Előzetes regisztrációval – univerzális és speciális.
3. Az erőgép kialakításának megfelelően — rugóval, karral, csavarral (a kormánykerékről), pneumatikus, hidraulikus vagy elektromechanikus hajtással.
4.A bilincsek elrendezésével - excenterrel, emelőkaros és csavaros bilincsekkel, valamint a kar és csavaros bilincsek manuálisan vagy gépesítve pneumatikus, hidraulikus vagy elektromechanikus hajtással.
5. Az összeszerelés és beépítés módja szerint – álló és hordozható.
Ponthegesztés
A ponthegesztésnél az összeillesztendő részek általában két speciális elektródatartóban rögzített elektróda között helyezkednek el. A nyomásmechanizmus hatására az elektródák szorosan megnyomják a hegesztendő részeket, majd az áramot bekapcsolják.
Az áram áthaladása miatt a hegesztendő alkatrészek gyorsan felmelegednek a hegesztési hőmérsékletre és a legnagyobb hőleadás az összekötendő felületeken következik be, ahol a hőmérséklet meghaladhatja a hegesztendő alkatrészek olvadási hőmérsékletét.
ábrán. A 3. ábra az acélhegesztés utolsó szakaszára jellemző hőmérséklet-eloszlást mutatja a hegesztett részek keresztmetszete mentén.
Rizs. 3. Hőmérsékletmező a ponthegesztés utolsó szakaszában
A legmagasabb hőmérséklet a hegesztési hely központi árnyékolt részén - a magban - figyelhető meg.Az elektródával (általában vízhűtéssel) hegesztendő alkatrész érintkezési felületét viszonylag alacsony hőmérsékletre melegítik, de a hegesztés jelenlétében. folyékony vagy félfolyékony mag és a szomszédos műanyag fémmag, az elektródák nyomóereje bemélyedéseket okoz a hegesztő munkadarabok felületén.
A hegesztési pont maghőmérséklete általában valamivel magasabb, mint a fém olvadáspontja.Az olvadt mag átmérője határozza meg a hegesztési pont átmérőjét, általában megegyezik az elektróda érintkezési felületének átmérőjével.
Az egy helyen végzett hegesztés ideje a hegesztett alkatrészek anyagának vastagságától és fizikai tulajdonságaitól, a hegesztőgép teljesítményétől és a nyomóerőtől függ. Ez az idő ezredmásodperctől (nagyon vékony színes lapok esetén) néhány másodpercig (vastag acél alkatrészek esetén) változik. Durva becsléshez a lágyacél egy pontjának hegesztéséhez szükséges idő 1 s a hegesztett lemez 1 mm vastagságánként. A fém hegesztési hőmérsékletre való felmelegedésének sebessége jelentősen függ a hőleadás intenzitásától.
Ponthegesztő gép
Görgős hegesztés
Ennél a hegesztésnél a folytonos vagy nem folytonos varrással rendelkező részek összekapcsolása a hegesztendő alkatrészeken való átvezetéssel történik, forgó görgők segítségével táplálva (4. ábra).
Rizs. 4. A görgős hegesztés elve: 1 — hegesztő transzformátor, 2 — görgős elektródák, 3 — görgős hajtás, 4 — hegesztett alkatrészek
Az eljárás jellegét tekintve a tekercshegesztés hasonló a ponthegesztéshez. A hengeres hegesztést gyakran varrathegesztésnek nevezik, ami szigorúan véve helytelen, mivel a varrathegesztési koncepció szinte minden hegesztési típusra kiterjeszthető.
A görgős hegesztőgépeket általában két tápárammal szerelik fel, amelyek közül az egyik hajtott, a másik pedig a súrlódás miatt forog a hegesztendő alkatrészek mozgatásakor.
A hengeres hegesztést leggyakrabban vékony falú alkatrészek összekapcsolására használják, például üzemanyagtartályok és különféle anyagok szállítására szolgáló hordók gyártása során.
A görgős hegesztésnek három módja van.
1. A hegesztett részek folyamatos mozgása a görgőkhöz képest folyamatos áramellátás mellett. Ezt a módszert legfeljebb 1,5 mm-es teljes vastagságú alkatrészek hegesztésekor alkalmazzák, mivel nagy vastagság esetén a hengerek alól kilépő kötés plasztikus állapotban a rétegvesztés miatt eltörhet. Ezenkívül folyamatos áramellátás mellett a hegesztett részek jelentős torzulása következik be.
2. A hegesztett részek folyamatos mozgása a görgőkhöz képest szakaszos áramellátással. Ez a legelterjedtebb módszer csekély torzítással hoz létre varratokat az alacsonyabb energiafogyasztású termékekben.
3. A hegesztett részek szakaszos mozgása a görgőkhöz képest megszakított áramellátás mellett (lépcsős hegesztés).
A hengeres hegesztés nagyon hatékony vékonyfalú edények, hegesztett fémcsövek és számos egyéb termék gyártásában.
A görgős gépek fő elemei az ágy, a görgős elektródákkal ellátott felső és alsó kar, a kompressziós mechanizmus, a görgős hajtás és a rugalmas áramvezetékes hegesztőtranszformátor.
A görgős gépek transzformátorai intenzív üzemmódban működnek, PR = 50-60%, amihez a tekercselés fokozott hűtése szükséges.
A görgős hegesztőgépek fel vannak osztva: beépítés jellege szerint - helyhez kötött és mobil, cél szerint - univerzális és speciális, a görgők elhelyezkedése szerint a gép elejéhez képest - keresztirányú hegesztésre, hosszhegesztésre és univerzális a görgők mozgatásának lehetőségével.a görgők termékhez viszonyított elhelyezésére — kétoldalas és egyoldalas elrendezéssel, a görgők forgási módjának megfelelően — egy görgős hajtással, hajtással mindkét görgőhöz, egy felső görgővel, fix konzolon mozgó, valamint egy görgővel és egy mozgatható alsó tüskével, a kompressziós mechanizmus szerkezete szerint - emelőrugós, villanymotorral hajtott, pneumatikus és hidraulikus, a a görgők száma – egygörgős, duplagörgős és többgörgős kivitelben.
A legelterjedtebb görgős gépek teljesítménye általában 100 — 200 kVA, a vékony alkatrészek ponthegesztéséhez hasonlóan a kondenzátor kisülési áramának impulzusaival is kivitelezhető, amelyhez különböző típusú görgős gépeket gyártanak.
Rizs. 5. Ellenállás-hegesztőgép