Moduri de sudare prin puncte cu rezistență. Configurarea mașinilor de contact

V.G. Kvaciov(Institutul de Cibernetică, Academia de Științe a RSS Ucrainei)

Sudarea prin puncte cu rezistență este una dintre cele mai productive metode de îmbinare a metalelor. Datorită utilizării pe scară largă în producția de masă și lipsei unor metode avansate de testare nedistructivă, respectarea strictă a cerințelor procesului tehnologic în etapele de selectare a unui mod, pregătirea materialelor pentru sudare, asamblarea pieselor etc. este de o importanță deosebită. . În acest caz, selectarea modului optim de sudare determină reproductibilitatea calității specificate a îmbinărilor. Este usor de aratat ca, restul fiind egal si fluctuatia constanta a parametrilor principali ai regimului, functia de stabilitate a calitatiiy= f( x 1, x 2… x n) - parametrii de mod, depinde de raportul acestor parametri și are un maxim în zona modurilor optime de sudare.

La sudarea în puncte a unui material de o anumită grosime, modul este setat de dependențele de timp ale curentului de sudare eu St. (t) și forțele de compresiuneF c şi( t), precum și dimensiunea și forma suprafeței de contact a electrozilor.

O serie de cercetători au propus formule pentru calcularea curentului ca principal parametru care determină degajarea de căldură în timpul sudării. Cu toate acestea, încercările de a le folosi în practică sunt asociate cu dificultăți binecunoscute cauzate de complexitatea calculelor și de discrepanța dintre datele obținute și rezultatele practice. Recent, teoria similarității sau metoda variabilelor generalizate au fost folosite pentru a determina modurile de sudare.

Cu toate acestea, metodele analitice existente permit doar o evaluare preliminară a gamei de modificări ale parametrilor de regim, a căror alegere finală necesită o corecție experimentală semnificativă.

Rezultatele ajustării valorilor parametrilor calculate și tabulate depind aproape în totalitate de calificările tehnologului de sudare, de experiența acestuia și de metodologia utilizată în selectarea modului. Desigur, această abordare introduce un factor subiectiv, care duce adesea la pierderi de timp și materiale.

Selectarea și reglarea modurilor de sudare este o problemă tipică de optimizare, adică. găsirea celor mai bune, într-un anumit sens, valori ale parametrilor modului. Pentru un anumit criteriu de calitate (de obicei, diametrul miezului ( d i sau forța de rupere), problema de optimizare este de a determina parametrii care aparțin unui anumit interval de valori acceptabile și de a furniza extremul criteriului selectat.

Dacă există o relație analitică între parametrii de control ai modului și criteriul de calitate, rezolvarea acestei probleme nu este deosebit de dificilă. Cu toate acestea, cunoașterea insuficientă a procesului de sudare, un număr mare de parametri și natura aleatorie a perturbărilor nu ne permit să obținem o descriere analitică suficient de precisă. Prin urmare, parametrii optimi ai regimului pot fi determinați folosind metode de planificare matematică a experimentelor bazate pe prelucrarea datelor obținute direct din unitatea de operare. În acest caz, spre deosebire de cercetarea analitică, se realizează un studiu local al suprafeței de răspuns pe baza rezultatelor unui anumit set de experimente obţinute, iar experimentele sunt planificate astfel încât să minimizeze numărul de experimente şi timpul petrecut căutând extremul. De obicei, cea mai eficientă este utilizarea metodelor de planificare a factorilor, care au devenit recent răspândite în studiul proceselor tehnologice.

Pentru rezolvarea problemei a fost folosită metoda planificării simplex secvenţiale. Ideea sa principală este că suprafața de răspuns într-o anumită regiune este aproximată printr-o aproximare liniară folosind numărul minim de puncte experimentale care formează un simplex, iar mișcarea de-a lungul acestei suprafețe în căutarea valorii optime este efectuată prin eliminarea vârfului simplexului. cu un răspuns mai mic și construirea unuia nou, care este o imagine în oglindă aruncată. Acest lucru vă permite să combinați procesuldinpredarea unei suprafețe de răspuns cu mișcare de-a lungul ei. După ce a ajuns în regiunea extremului, simplexul începe să se rotească în jurul vârfului cu un răspuns maxim. Acest lucru indică faptul că toate celelalte vârfuri, determinate de raportul parametrilor inițiali, dau o ieșire mai mică în comparație cu cea dentară și sunt utilizate pentru a determina sfârșitul procesului de optimizare.

Mai mult descriere detaliată Algoritmul metodei de planificare simplex va fi discutat mai jos. Aici este necesar de remarcat principalele avantaje care au determinat alegerea acestei metode pentru a rezolva problema:

1) utilizarea sa nu necesită cunoștințe matematice speciale. Calculele sunt extrem de simple, toate tehnicile sunt formalizate, astfel încât metoda este potrivită atât pentru implementarea manuală, cât și la mașină;

2) direcția de mișcare nu este determinată de valorile cantitative exacte ale răspunsului, ci doar de relația dintre ele. Acest lucru este deosebit de important în cazul dificultăților în măsurarea indicatorului de calitate a sudurii;

3) Datorită faptului că mișcarea simplexului se bazează pe informații calitative, nu este necesar să se impună cerințe prea mari cu privire la precizia menținerii și măsurării valorilor parametrilor corespunzătoare coordonatelor vârfurilor. Acest lucru vă permite să utilizați metoda direct în conditiile de productie, unde măsurarea și menținerea valorilor parametrilor cu o precizie ridicată este dificilă.

Mai jos este un exemplu de alegere a modului optim pentru sudarea în puncte a materialului D16AMmm pe o mașină de joasă frecvență arată tehnica utilizării planificării simplex. Experimentul a fost planificat pentru două variabile de mod independente: valoarea maximă a impulsului curentului de sudare Iw max și forța de compresie a electrodului.F szh. Alți parametri (timp de sudare, diametrul electroduluida d eraza sa de ascuțireR hetc.) au fost menținute la un nivel dat.

Pe baza datelor din tabelele modurilor recomandate, a fost selectat intervalul de modificare pentru fiecare dintre variabile: 25 kA Ist max 35 kA, 280 kg aer comprimat 400 kg – interval de variație; magnitudinea kA, kg.

Diametrul miezului punctului de sudare a fost luat ca criteriu de optimizare. Variabilele de regim au fost măsurate cu echipamente specializate.

Simplex,după cum știți, se numește cea mai simplă figură geometrică convexă cu un număr minim de vârfuri n +1, unde n - numărul de variabile studiate. În cazul în cauză, cun=2 un simplex regulat este un triunghi echilateral, ale cărui coordonate ale vârfurilor în spațiul variabilelor studiate determină planul experimental.

Simplexul inițial a fost construit pentru regimI St max= 175. F szh= 120 . Datorită faptului că evaluarea preliminară a direcției de mișcare este dificilă, orientarea simplexului inițial este arbitrară. Prin urmare, să-i punem parteaA 1– O2 paralel cu axa curentului (figura,O).Ținând cont de intervalele de variație ale parametrilor selectați și folosind matricea de planificare, construim simplexul inițialO 1 O 2 O 3 . Rezultatele experimentelor la vârfurile simplexului (Tabelul 1) au arătat că valoarea minimă a diametrului miezului dă regimul determinat de punctA 2.Prin urmare, pentru a vă deplasa în direcția creșterii răspunsului, este necesar să renunțați la punctulA 2Şipe partea rămasăA 1–A 3 completează un nou simplex adăugând punctul A 4.

Coordonatele punct nou sunt determinate de următoarea relație:

A ji =2/n (A 1i + A 2i + …+ A ji + …+ A k+1.

i = 1, 2, 3,…, k.

Aici primul index indică numărul vârfului simplex, iar al doilea coordonatele acestuia: j - numărul vârfului cu răspunsul minim. Pentru cazul în cauză, coordonatele punctuluiA 4sunt calculate astfel:

A 4 (F compress )=2/2 [ A 1 (F compress )+ A 3 (F compress )] – A 2 (F compress );

A 4 (I St max )=2/2 –A 2 (I St max ).

După efectuarea experimentului la punctul A 4 se face o evaluare comparativă a diametrului miezului pentru moduri A 1 , A 3 , A 4 . Punctul simplex cu ieșirea minimă este eliminat și procedura descrisă se repetă.

Orez. Traiectoria simplexului la determinarea modului optim de sudare ( d e =20mm, Rz =75mm)

A - aliaj D16AM; b – aliaj AMg6; c – oțel inoxidabil 1Х18Н9Т

După cum se poate vedea din figură și tabel. 1, după ce simplexul a ajuns la punctul A 8, mișcarea înainte s-a oprit.

Tabelul 1

Experienta nr.	Simplex	Punctul în care se efectuează experimentul	Coordonatele vârfurilor		d i, mm
			I St max	F compresă
	A 1 A 2 A 3
	A 1 A 2 A 3
	A 1 A 2 A 3
	A 1 A 3 A 4
	A 3 A 4 A 5
	A 4 A 5 A 6
	A 5 A 6 A 7
	A 6 A 7 A 8
	A 6 A 8 A 9
	A 8 A 9 A 10	A 10
	A 8 A 10 A 11	A 11
	A 8 A 11 A 12	A 12
Nota. În experimentele nr. 10, 11 a avut loc o stropire.

La sudarea în modul determinat de punctul A 10, diametrul miezului a crescut, dar a apărut o stropire. Următorul simplex a fost construit pe latura A 8 ...A 10, iar experimentul efectuat la punctul A 11 a dus și la o stropire. Experimentul final la vârful A 12 a dat diametre semnificativ mai mici ale miezului în comparație cu regimul determinat de punctul A 8.

După finalizarea ciclului de rotație a simplexului în jurul vârfului A 8, s-a dovedit că modurile A 9 , A 10 , A 11 , A 12 da un diametru al miezului mai mic sau duc la stropire.

Pentru a clarifica coordonatele modului optim la punctul A 8, au fost efectuate o serie de experimente, care au dat o bună reproductibilitate a rezultatelor. Astfel, modul corespunzător vârfului A8 a fost determinat ca fiind optimCu coordonate eu St max=190, F szh=104.

Un experiment similar pentru a selecta modul optim de sudare a fost efectuat și pentru materialele AMg6 și 1Х18Н9Т mm . Traiectoriile de mișcare ale simplexurilor pentru ele sunt prezentate în Fig.bŞi V.În tabel 2 arată modurile optime în unități naturale.

Tabelul 2

Material de sudat	I St max, la A	F compresă, kg
D16AM	31,2
AMg6	17,6
1Х18Н9Т

Literatură

1. CA. Gelman,Tehnologia și echipamentul sudării prin rezistență, Mashgiz, M., 1960.

2. K.A. Kochergin, Întrebări de teorie sudura prin rezistenta, Mashgiz, M, - L., 1950.

2. G.F. Cal,A.A. Chakalaev, Cu privire la problema calculării unor parametri ai modului de sudare în puncte a aliajelor ușoare, colecția de articole. „Fiabilitatea îmbinărilor și structurilor sudate”, „Inginerie mecanică”, M, 1967.

3. V.K. Lebedev, Yu.D. Yavorsky,Aplicarea criteriilor de similaritate pentru determinarea modurilor de sudare, „Sudura automată”, nr. 8, 1960.

4. V.V. Nalimov, N.A. Chernova,Metode statistice pentru planificarea experimentelor extreme, „Nauka”, M., 1965.

5. B.E. Paton și colab., Automatizarea studiilor experimentale ale proceselor de sudare, „Sudura automată”, nr. 6, 1970.

6. P.V. Ermuratsky, Metoda de optimizare Simplex, „Proceedings of MPEI”, voi. 67, 1966.

Însuși numele sudare prin puncte cu rezistență indică faptul că piesele sunt ferm conectate între ele printr-un punct sau puncte ca urmare a impactului curent electricși forța de compresie corespunzătoare.

In acest fel, se pot conecta atat piese mai subtiri, avand o grosime de pana la 0,02 microni, cat si piese cu o grosime de pana la 20 mm, realizate din diverse metale si aliaje, precum si combinatiile acestora. Acest tip de sudare este utilizat pentru a suda sârmă, tije rotunde, tije cu secțiune transversală și alte profile. Cel mai adesea, structurile din oțel moale și rezistent la coroziune sunt sudate, precum și toate aliajele ușoare și alamă.

Sudarea prin puncte este utilizată pe scară largă în fabricarea de structuri în industria electronică, construcții navale, aeronave, automobile, agricultură, alte industrii și gospodării. Sudarea este utilizată la îndreptarea și sudarea caroserii auto, la fabricarea dulapurilor și a carcasei care sunt utilizate în industria electrică, producția de produse în formă de cadru și fabricarea de veselă.

Nici o singură stație întreţinere iar magazinele mici de service auto nu pot exista fără un aparat de sudură în puncte în arsenalul lor.

Etapele sudării în puncte

Acestea includ:

• Pregatirea marginilor de produs pentru sudare;
• combinarea pieselor în poziția dorită și plasarea lor între electrozi;
• încălzirea produsului la o stare de plasticitate;
• deformare

Pregătirea marginilor pentru sudare presupune curățarea lor până la o strălucire metalică și degresarea lor. Piesele trebuie să se potrivească strâns unele pe altele în timpul procesului de sudare. Pentru a face acest lucru, utilizați un menghină de mână sau cleme.

Beneficiile includ:

• viteză mare (unele dispozitive vă permit să faceți 600 de conexiuni pe minut);
• fără deformare sau deformare;
• nu este nevoie să folosiți un sudor înalt calificat;
• eficienţă;
• posibilitatea de automatizare a procesului de sudare.

Dezavantajele includ intensitatea mare de muncă a sudării, incapacitatea de a obține o legătură etanșă și incapacitatea de a utiliza acest tip de sudare pentru produse încărcate și purtătoare.

Design aparat de sudura

Principalele părți ale oricărei mașini de sudură în puncte sunt:

• transformator de curent (înfășurarea sa secundară este conectată la electrozi);
• un mecanism special conceput pentru a comprima electrozii;
• clemă de sudură;
• un dispozitiv care vă permite să porniți și să opriți curentul de sudare;
• dulap de comandă (reglează puterea curentului și timpul curgerii acestuia).

Pentru mașinile de sudură cu putere redusă, este posibil să nu existe dulap de comandă, atunci timpul de curgere a curentului și forța de compresie necesară a electrozilor sunt reglate de către sudor însuși, bazându-se pe experiența și abilitățile sale.

De obicei, mașinile de sudură au următorii parametri de bază ajustați:

• puterea curentului;
• timpul de trecere curent;
• forța de compresie a electrodului.

În timpul lucrului la orice aparat de sudură, este necesar să se monitorizeze starea electrozilor. Diametrul electrodului nu trebuie să crească. Acest lucru duce la o scădere a concentrației de căldură la joncțiunea pieselor. Diametrul electrodului trebuie să fie același cu punctul de sudare obținut ulterior. Planul de contact dintre electrod și metal este curățat cu o pilă plată sau șmirghel.

Trebuie amintit că electrozii sunt fabricați din materiale speciale - cupru și bronzuri rezistente la căldură, care își pot menține dimensiunile și forma în timpul temperaturi ridicate(până la 600 0C), cu toate acestea, în timpul funcționării se uzează rapid și își pierd forma. Prin urmare, este necesar nu numai să se monitorizeze starea formei electrozilor, ci și să le înlocuiască în timp util.

Toate dispozitivele pot fi clasificate în funcție de următoarele caracteristici principale:

• scop;
• amplasarea electrozilor;
• circulaţie;
• metoda de automatizare.

După scopul lor, aparatele sunt împărțite în mașini de uz general și cele destinate unor lucrări specifice (de specialitate). Dispozitivele de uz general sunt utilizate în uz casnic și scopuri de producție atunci când efectuează o muncă unică. Se caracterizează prin dimensiunea și greutatea lor redusă, sunt ușor de transportat și de operat, de regulă, de la o rețea electrică casnică.

Dispozitivele specializate sunt utilizate în scopuri de producție în producția pe scară largă și în masă de produse similare. Acest lucru vă permite să maximizați productivitatea. Acestea se caracterizează prin dimensiuni mari și sunt adesea alimentate de la o rețea electrică de 380 V Acestea includ spotter și mașini special concepute pentru lucrul la caroserie.

Electrozii de pe mașini pot fi amplasați după cum urmează:

• opus unul altuia;
• unul lângă altul (paralel).

În primul caz, electrozii de pe ambele părți comprimă simultan piesele care sunt sudate, iar în al doilea, electrozii se sprijină pe o parte a pieselor. Un astfel de clește se numește clește cu două puncte.

În funcție de metoda de mișcare, dispozitivele pot fi de 3 tipuri:

• staţionar;
• agăţat;
• mobil.

La mașinile de sudură în puncte staționare, piesele sunt mutate sub mașină, în timp ce la mașinile suspendate și mobile, mașina este instalată în poziția de sudare. În mod obișnuit, cleștii de sudură sunt utilizați pentru reparații. Au dimensiuni mici și permit efectuarea sudării în puncte la locul lucrărilor de reparații.

Conform metodei de automatizare, echipamentul poate fi:

• manual;
• automat.

Parametrii principali la alegerea mașinii necesare în anumite scopuri sunt rezistența curentului de sudare și lungimea brațelor cu electrozi. Acesta este ceea ce determină ce grosime a pieselor pot fi sudate, ce metal și cu ce dimensiuni. De obicei, producătorul indică acest lucru în pașaport pentru un anumit model de mașină de sudură în puncte. Cea mai simplă mașină pentru sudarea de precizie este destul de posibilă.

Procedura de operare a mașinilor de sudat în puncte

Părțile de îmbinat sunt suprapuse. Apoi sunt instalați între electrozi și fixați. În continuare, trece un curent mare (aproximativ 5000 A) și o tensiune joasă (4V). Aceste valori depind de grosimea pieselor sudate. Acest lucru va provoca încălzirea rapidă a metalului la punctul de contact pe toată grosimea pieselor. Se va topi.

Încălzirea se realizează prin furnizarea unui impuls de curent de sudare. Durata acestuia nu este mai mare de 0,1 secunde, sau chiar mai mică, în funcție de condițiile de sudare. În acest timp, va topi metalul în zona îmbinării și va forma metal lichid. După îndepărtarea acestuia, piesele sunt ținute sub presiune pentru un timp. Acest lucru se face astfel încât metalul să se răcească și să se cristalizeze. Piesele sunt presate in momentul actionarii pulsului de sudare. Acest lucru previne stropirea metalului din zona de formare a punctelor.

Defecte la sudarea prin puncte cu rezistență

Toate defectele care pot apărea în timpul sudării prin puncte cu rezistență pot fi împărțite în vizibile și invizibile (interne). Defectele vizibile includ:

• fisuri;
• arsuri;
• rupturi de metal;
• puncte de erupție;
• suprafața întunecată a punctelor;
• urme;
• formă neregulată a punctelor.

Defectele invizibile includ:

• lipsa de penetrare:
• fisuri interne, stropi, cavități și pori.

Acest lucru este facilitat de tehnologia de sudare selectată incorect, pregătirea necorespunzătoare a metalului pentru sudare, răcirea insuficientă a electrozilor în timpul procesului de sudare, uzura suprafeței electrozilor și alți factori care afectează negativ calitatea produsului. Defectele externe pot fi identificate imediat, dar cele interne numai folosind metode speciale de testare nedistructivă, care sunt utilizate în fabricile producătoare de produse critice.

În magazine, inclusiv în magazinele online, puteți achiziționa dispozitive de la producători mondiali și interni de top de echipamente de sudură.

Deosebit de populare și la mare căutare sunt dispozitivele de la G.I.Kraft din Germania, aparatele de sudură BlueWeld produse în Italia, Forsage din Ucraina, dispozitivele mobile „CRAB” de la un producător din Ucraina și altele. Toate au caracteristici de calitate excelente, tehnologii inovatoare producție și productivitate ridicată. O gamă vastă de produse vă permite să alegeți un dispozitiv pentru nevoi specifice, cu caracteristici excelente, care va dura mult timp.

Sudarea în puncte este un tip de sudare prin rezistență. Cu această metodă, încălzirea metalului la temperatura sa de topire se realizează prin căldură, care este generată 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, rezultând pătrunderea și fuziunea reciprocă a zonelor 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 locului de sudare (de la câteva zeci la sute de kg), nu suprafata mare topire.

Sudarea în puncte este folosită cel mai adesea pentru suprapunerea pieselor din tablă și mai rar pentru materialele tijelor de sudură. Gama de grosimi sudate de acesta variază de la câțiva micrometri până la 2-3 cm, dar cel mai adesea grosimea metalului sudat variază de la zecimi la 5-6 mm.

Pe lângă sudarea în puncte, există și alte tipuri de sudare prin rezistență (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 avioanelor moderne, în special, sunt produse câteva milioane de puncte de sudură.

Popularitate binemeritată

Cererea mare pentru sudarea în puncte se datorează unui număr de avantaje pe care le are. Acestea includ: nu este nevoie de materiale de sudură (electrozi, materiale de umplutură, fluxuri etc.), deformații reziduale minore, simplitatea și comoditatea lucrului cu mașini de sudură, conexiuni ordonate (practic nu sudură), prietenos cu mediul, eficiență, susceptibilitate la mecanizare și automatizare ușoară, productivitate ridicată. Sudorele automate prin puncte sunt capabile să efectueze până la câteva sute de cicluri de sudare (puncte sudate) pe minut.

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

Secvența proceselor pentru sudarea prin puncte cu rezistență

Întregul proces de sudare în puncte poate fi împărțit în 3 etape.

• Comprimarea pieselor care provoacă deformarea plastică a microrugozităților din lanțul electrod-parte-parte-electrod.
• Pornirea unui impuls de curent electric, care duce la încălzirea metalului, topirea acestuia în zona articulației și formarea unui miez lichid. Pe măsură ce trece curentul, miezul crește în înălțime și diametru până la dimensiunea maximă. Legăturile se formează în faza lichidă a metalului. În acest caz, așezarea plastică a zonei de contact continuă până la dimensiunea sa finală. Comprimarea pieselor asigură formarea unei curele de etanșare în jurul miezului topit, care împiedică stropirea metalului din zona 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 este combatet în diverse moduri. Forța care comprimă electrozii este eliberată 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, eliminând neomogenitățile din cusătură și ameliorând stresul.

La următorul ciclu totul se repetă din nou.

Parametrii de bază ai sudării prin puncte cu rezistență

Principalii parametri ai sudării prin puncte cu rezistență includ: puterea curentului de sudare (I SV), durata pulsului acestuia (t SV), forța de compresie a electrozilor (F SV), dimensiunile și forma suprafețelor de lucru ale electrozii (R - pentru o formă sferică, d E - pentru o formă plată). Pentru o mai bună claritate a procesului, acești parametri sunt prezentați sub forma unei ciclograme care reflectă schimbarea lor în timp.

Există moduri de sudare tare și moale. Primul se caracterizează prin curent ridicat, durata 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 scăzut. Durata impulsului de sudare variază 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 acasă, deoarece puterea dispozitivelor în acest caz poate fi mai mică decât pentru sudarea dură.

Dimensiunile și forma electrozilor. Cu ajutorul electrozilor se realizează contactul direct al aparatului de sudură cu piesele sudate. Ele nu numai că furnizează curent în zona de sudare, dar transmit și forța de compresie și elimină căldura. Forma, dimensiunea 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 formați. Primele sunt cele mai frecvente sunt folosite pentru sudarea pieselor care permit accesul liber al electrozilor in 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 prin valori ale diametrului (d) și respectiv razei (R). Zona de contact a electrodului cu piesa de prelucrat depinde de valorile lui d și R, care afectează densitatea curentului, presiunea și dimensiunea miezului. Electrozii cu suprafață sferică au o durabilitate mai mare (pot face mai multe puncte înainte de ascuțire) și sunt mai puțin sensibili la distorsiuni în timpul instalării decât electrozii cu suprafață plană. Prin urmare, se recomandă fabricarea electrozilor utilizați în clemele cu suprafață sferică, precum și electrozi formați care funcționează cu deflexiuni mari. La sudarea aliajelor ușoare (de exemplu, aluminiu, magneziu), se folosesc numai electrozi cu suprafață sferică. Utilizarea electrozilor cu suprafață plană în acest scop are ca rezultat adâncituri și decupări excesive pe suprafața punctelor și spații mari 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.

* - în noul GOST, în loc de diametrul de 12 mm, au fost introduse 10 și 13 mm.

Părțile de aterizare ale electrozilor (locuri conectate la suportul electric) trebuie să asigure transmiterea fiabilă a impulsului electric și a forței de strângere. Ele sunt adesea realizate sub formă de con, deși există și alte tipuri de conexiuni - de-a lungul unei suprafețe cilindrice sau filet.

Materialul electrozilor este foarte important, determinându-le rezistenta electrica, conductivitate termică, rezistență la căldură și rezistență 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 conexiunilor. Pentru a se asigura că electrozii sunt capabili să reziste la condiții dure de lucru, aceștia sunt fabricați din special aliaje de cupru, având rezistență la căldură și conductivitate electrică și termică ridicată. Cuprul pur este, de asemenea, capabil să funcționeze ca electrozi, dar are o durabilitate scăzută și necesită re-șlefuire frecventă a piesei de lucru.

Rezistența curentului de sudare. Rezistența curentului de sudare (I SV) este unul dintre principalii parametri ai sudării în puncte. Nu numai cantitatea de căldură eliberată în zona de sudare depinde de aceasta, ci și gradientul creșterii acesteia în timp, adică. rata de incalzire. Dimensiunile miezului sudat (d, h și h 1) depind și ele direct de I SV, crescând proporțional cu creșterea I SV.

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

I 2 = I NE + I w

Pentru a determina puterea curentului de sudare, puteți utiliza diferite formule care conțin diverși coeficienți empilici obținuți experimental. În cazurile în care nu este necesară determinarea exactă a curentului de sudare (ceea ce este cel mai adesea cazul), 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.

Timp de sudare. Timpul de sudare (tSW) se referă la durata impulsului de curent atunci când se realizează un 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.

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

La calcularea cu precizie a duratei unui impuls de sudură, 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 calcule.

În practică, cel mai adesea timpul de sudare este preluat din tabele, ajustând valorile acceptate într-o direcție sau alta, dacă este necesar, în funcție de rezultatele obținute.

Forța de compresie. Forța de compresiune (F SV) influențează multe procese de sudare prin puncte de rezistență: deformațiile plastice care apar în îmbinare, degajarea și redistribuirea căldurii, răcirea metalului și cristalizarea acestuia în miez. Odată cu creșterea FSW, deformarea metalului în zona de sudură 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 sudate crește odată cu creșterea forței de compresie.

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

După cum s-a menționat deja, pentru a forja punctul de sudură pentru a elibera stresul și pentru a crește densitatea miezului, tehnologia de sudare prin puncte cu rezistență prevede în unele cazuri o creștere pe termen scurt a forței de compresie după oprirea impulsului electric. . Ciclograma în acest caz arată așa.

Atunci când se produc cele mai simple mașini de sudură prin rezistență pentru uz casnic, există puține motive pentru a face calcule precise ale parametrilor. Valorile aproximative pentru diametrul electrodului, curentul de sudare, timpul de sudare și forța de compresie pot fi luate din tabelele disponibile în multe surse. Trebuie doar să înțelegeți că datele din tabele sunt oarecum supraevaluate (sau subestimate, dacă țineți cont de timpul de sudare) în comparație cu cele care sunt potrivite pentru dispozitivele de acasă, unde se folosesc de obicei modurile soft.

Pregătirea pieselor pentru sudare

Suprafața pieselor din zona de contact dintre părți și din punctul de contact cu electrozii este curățată de oxizi și alți contaminanți. Dacă curățarea este slabă, pierderile de putere cresc, calitatea conexiunilor se deteriorează și uzura electrozilor crește. În tehnologia de sudare prin puncte prin rezistență, pentru curățarea suprafeței se folosesc sablare, roți de smirghel și perii metalice, precum și gravarea în soluții speciale.

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

Echipamente de sudare în puncte

Diferențele între specii existente Mașinile de sudură în puncte sunt determinate în principal de tipul de curent de sudare și de forma pulsului acestuia, care sunt produse de circuitele lor electrice de putere. În funcție de acești parametri, echipamentele de sudare prin puncte cu rezistență sunt împărțite în următoarele tipuri:

• Aparate de sudat AC;
• 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 sunt aparatele de sudură AC.

Mașini de sudat prin puncte cu rezistență AC. Schema schematică a mașinilor de sudat în puncte AC este prezentată în figura de mai jos.

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

Dacă înfășurarea primară este făcută nu dintr-una, ci din mai multe înfășurări, atunci conectându-le în combinații diferite între ele, puteți modifica raportul de transformare, obținând valori diferite ale tensiunii de ieșire și curentului de sudare pe înfășurarea secundară.

Cu excepţia 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 descendente), relee, controlere logice, panouri de control etc.

Sudarea condensatorului. Esența sudării condensatorului este aceea mai întâi energie electrica se acumulează relativ lent în condensator la încărcare, iar apoi se consumă foarte repede, generând un impuls de curent mare. Acest lucru permite sudarea să fie efectuată în timp ce se consumă mai puțină energie din rețea, în comparație cu aparatele de sudură prin puncte convenționale.

Pe lângă acest avantaj principal, sudarea cu condensator are și altele. Odată cu acesta, există o cheltuială constantă, controlată de energie (cea care s-a acumulat în condensator) per îmbinare sudată, ceea ce asigură stabilitatea rezultatului.

Sudarea are loc foarte repede timp scurt(sutimi și chiar miimi de secundă). Aceasta produce 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 termofizice puternic diferite.

Microsudarea cu condensator rigid este folosită în industria 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 este tensiunea de încărcare, V. Prin modificarea valorii rezistenței în circuitul de încărcare, se reglează timpul de încărcare, curentul de încărcare și puterea consumată din rețea.

Defecte la sudarea prin puncte cu rezistență

Când este efectuată cu o calitate înaltă, sudarea în puncte are o rezistență ridicată și poate asigura funcționarea produsului pentru o perioadă de timp. pe termen lung servicii. Atunci când structurile conectate prin sudură în puncte în mai multe puncte, pe mai multe rânduri sunt distruse, distrugerea are loc, de regulă, de-a lungul metalului de bază și nu în punctele sudate.

Calitatea sudurii depinde de experienta acumulata, care se reduce in principal la mentinerea duratei cerute a impulsului de curent pe baza observarii vizuale (dupa culoare) a punctului de sudare.

Un punct de sudură executat corect este situat în centrul îmbinării, are o dimensiune optimă a miezului turnat, nu conține pori și incluziuni, nu are stropi și fisuri externe sau 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 în raport cu 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 considerat a fi absența unei zone turnate (lipsa de penetrare sub formă de „clei”), în care produsul poate rezista la sarcină la o sarcină statică scăzută, dar este distrus sub acțiunea unui sarcină variabilă și fluctuații de temperatură.

Rezistența conexiunii este, de asemenea, redusă în cazul unor lovituri mari de la electrozi, rupturi și fisuri ale marginii de suprapunere și stropire de metal. Ca urmare a ieșirii la suprafață a zonei turnate, proprietățile anticorozive ale produselor (dacă există) sunt reduse.

Lipsa de penetrare, totală sau parțială, dimensiuni insuficiente ale miezului turnat. Motive posibile: curentul de sudare este scăzut, forța de compresie 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 sudare, ceea ce duce la un curent de șunt mare.

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

Fisuri exterioare. Motive: 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 deteriorare regim de temperatură sudare

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

Lacrimi la marginile poală. Motivul acestui defect este de obicei unul singur - punctul de sudare este situat prea aproape de marginea piesei (suprapunere insuficientă).

Se detectează prin inspecție externă - cu o lupă sau cu ochiul liber.

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

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

Determinat prin metode de testare cu ultrasunete sau radiografie sau inspecție externă (din cauza stropirii, se poate forma un spațiu între părți).

Stropire externă (metal care iese pe suprafața piesei). Motive posibile: pornirea impulsului de curent atunci când electrozii nu sunt comprimați mare valoare Curentul de sudare sau durata impulsului, forța de compresie insuficientă, alinierea greșită a electrozilor în raport cu piesele, contaminarea suprafeței metalice. Ultimele două motive duc la o densitate neuniformă a curentului și la topirea suprafeței piesei.

Determinat prin inspecție externă.

Fisuri și cavități interne. Cauze: Durata curentului sau a impulsului este prea mare. Suprafața electrozilor sau a pieselor este murdară. Forță de compresie scăzută. 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 folosind metode de testare radiografică sau ultrasonică.

Miezul turnat este nealiniat sau are o formă neregulată. Motive posibile: electrozii sunt instalați incorect, suprafața pieselor nu este curățată.

Defectele sunt detectate folosind metode de testare radiografică sau ultrasonică.

Burn-through. Motive: prezența unui gol în piesele asamblate, contaminarea suprafeței pieselor sau electrozilor, absența sau forța de compresie scăzută a electrozilor în timpul impulsului de curent. Pentru a evita arderea, curentul trebuie aplicat numai după ce a fost aplicată forța de compresie completă. Determinat prin inspecție 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 zonei defecte.

Dacă sudarea este imposibilă (din cauza indezirabilității sau inadmisibilității încălzirii piesei), în loc de punctul de sudare defect, puteți pune un nit prin găurirea locului de sudare. 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 muncii: a studia proces sudare prin puncte de contact electric; determinați diferențele sale; familiarizați-vă cu structura mașinii MT-1606; efectuați sudarea probelor pentru a determina modul optim.

Schema generală de formare a compusului

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

La sudarea în puncte, piesele 1 sunt asamblate suprapuse sau cu flanșe, strâns strâns între electrozii 2 ai aparatului de sudură, încălzite cu un impuls de scurtă durată (0,01...0,5 s) de curent electric de mare putere (până la zeci de kiloamperi). ) la joasă tensiune (3 ...12 V), în urma căreia se creează o conexiune la zonele individuale de contact, care se numesc puncte. Conexiunea se realizează conform schemei, care constă din etapele I-III.

Prima etapăîncepe din momentul în care piesele sunt comprimate de forța Fsv, care provoacă deformarea plastică a microreliefului în contactele electrod-parte și parțial.

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

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

Expansiunea termică a metalului în zona de contact cu piesă determină formarea 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 pe suprafața internă. contact - 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 scăzute și a temperaturii scăzute a zonei de sudare.

Etapa a doua caracterizat prin topirea metalului și formarea unui miez 5. Pe măsură ce curentul trece, miezul crește la dimensiuni maxime - în înălțime h și diametru d (dimensiunile miezului sau sudurii sunt reglementate de GOST 15878-79, GOST 14098-85 şi se determină din condiţiile de asigurare a nivelului de rezistenţă cerut al structurilor care se sudează) . În acest caz, metalul 6 este amestecat, peliculele de suprafață sunt îndepărtate și se formează legături metalice în faza lichidă. Miezul apare 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 generală a σd sunt compensate prin răspândirea în continuare a electrozilor și deplasarea metalului deformat în spațiu. Acest lucru ajută nu numai la crearea unui relief care limitează răspândirea curentului, ci și etanșează miezul turnat, prevenind stropirea metalului și contactul acestuia cu atmosfera.

Limita interioară a metalului centurii are o temperatură apropiată de punctul de topire și o valoare scăzută a σd; În consecință, temperatura limitei exterioare este mai mică și σd este mai mare. Metalul curelei este într-o stare solicitată volumetric, iar tensiunile tind să crească distanța dintre părți. Acest tip de deformare a zonei de contact a pieselor provoacă „așezarea” metalului și apariția de adâncituri 8 (dimensiunea c) pe suprafața electrozilor.

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

A treia etapăîncepe după oprirea curentului de sudare - are loc o cristalizare intensă a miezului (hя, dя), care încheie crearea unei conexiuni permanente a pieselor la punctul de contact. Metalul punctelor are o structură dendritică.

În timpul cristalizării, transferul de căldură în zona afectată de căldură continuă și structura metalului din acesta se modifică, are loc contracția metalului, ca urmare a căreia se creează cavități și cavități de contracție în el; În miez apar tensiuni de tracțiune, care provoacă apariția fisurilor și sub influența cărora punctul fragil poate fi distrus.

Pentru a reduce nivelul tensiunilor reziduale și pentru a preveni fisurile și cavitățile de contracție, sunt necesare forțe semnificative Fforge. 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 conexiunilor depinde și de tehnica de sudare, forma electrozilor, calitatea asamblarii și pregătirea suprafeței, echipamentul de sudare, sistemul de control și alți factori de proiectare și tehnologia.

Parametrii modului 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 compresie 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 sudate.

Modurile pot fi stabilite prin metoda calcul-experimentala sau experimental. În funcție de proprietățile materialelor, pentru sudarea în puncte sunt recomandate așa-numitele moduri soft sau hard. Moduri soft - curent de sudare redus și timp lung de sudare; modul hard - curent mare de sudare, timp scurt de sudare.

Există multe recomandări cu privire la 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.

Corecția se efectuează pe eșantioane martor utilizând dependența parametrilor miezului turnat de parametrii modului. De exemplu, dacă diametrul este insuficient, măriți curentul de sudare Ist.

Pentru a evita stropii, creșteți Fpr, de, Re. Dacă miezul are fisuri, creșteți Fpr, apropiindu-și creșterea în timp de momentul în care curentul este oprit și, de asemenea, încetiniți cristalizarea, modulând marginea de fugă a curentului. Se depun eforturi înainte ca aliajul să treacă prin TEC; tpr crește odată cu creșterea grosimii și scăderea conductibilității termice a metalelor sudate (în condiții dure și viteze mari cristalizarea o reduce).

Calitatea și, în special, rezistența îmbinării de sudură depind de dimensiunile miezului turnat (hа, dа), precum și de starea metalului, de gradul de reducere a rezistenței sale în sudură și de căldura. zona afectată, tipul de încărcări și nivelul defectelor.

Parametrii modului au efecte diferite asupra diametrului miezului și, în consecință, asupra rezistenței. Cu o creștere a Ist sau tst, când alți parametri sunt constanți, rezistența crește mai întâi rapid, apoi mai lent, odată cu formarea unui miez. Dar cu Ist și tst excesiv, dimensiunile miezului încep să scadă din cauza stropilor interne crescute și apariției diferitelor defecte. Odată cu o creștere a Fst și de, rezistența crește mai întâi datorită creșterii diametrului miezului și apoi începe să scadă din cauza unei creșteri accentuate a zonei de contact și a unei scăderi a densității curentului.

Pe măsură ce grosimea pieselor scade, 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 (cu un raport de grosime >1:3) este dificilă (Fig. a) din cauza lipsei de penetrare sigură a unei piese mai subțiri (s1).

Pentru a evita acest lucru, se recomandă utilizarea unor moduri de sudare dure sau a electrozilor cu o secțiune transversală mai mică pe partea subțire sau acești electrozi sunt fabricați din metal cu conductivitate termică mai mică decât pe partea groasă.

La sudarea pieselor din diferite materiale, din cauza generării inegale 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 se deplasează la electrodul 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, în consecință, dimensiunea și rezistența punctelor.

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

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

Pentru sudarea în puncte sunt utilizate diferite tipuri de mașini: curent alternativ, frecvență joasă, curent continuu, condensator. Puterea mașinii este de la 5 la 1000 kW.

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

Structura mașinii MT-1606

Mașina MT-1606 AC este proiectată pentru sudarea în puncte a oțelurilor structurale și înalt aliate, a 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.) cu o grosime de până la 1,2 mm. 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 tot parcursul ciclului de sudare.

Aer din rețea prin filtru de aer 13, regulatorul de presiune 12, pulverizatorul de ulei 11 și supapa pneumatică electromagnetică 10, în funcție de poziția bobinei supapei, trec prin accelerație (10-6,10-4), care reglează viteza 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 și controlată cu ajutorul unui manometru.

Pistonul superior este folosit pentru a regla cursa celui inferior. Cursa este reglată folosind piulița de reglare 9 de pe tija superioară a pistonului. Pentru a seta cursa de lucru a electrodului superior, aerul trebuie alimentat către cilindrul pneumatic (deasupra electrodului superior) prin deschiderea supapei de control 14. Pistonul superior va coborî până la capacul superior al cilindrului 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 când atinge capacul cilindrului și electrozii se răspândesc la distanța maximă.

Suportul de electrod superior 2 este conectat la pistonul inferior printr-o tijă, pe care este fixat electrodul superior 2. Suportul de electrod inferior și electrodul sunt nemișcați.

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

Schema electrică a mașinii. Sursa de alimentare a MT-1606 este un transformator TR, care constă dintr-un circuit magnetic de tip blindat, înfășurări primare și secundare. Înfășurarea secundară are o tură de bară groasă de cupru. Prin schimbarea comutatorului de treaptă PS numărul de secțiuni ale bobinelor primare incluse în reteaua electrica, reglați treptat puterea mașinii.

Întrerupătorul AB oprește mașina dacă există scurt-circuit sau se va supraîncălzi.

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

Pe mașinile de acest tip, este posibilă reglarea fără probleme a puterii mașinii datorită defazajului sincron al impulsurilor de control în raport cu undele semiciclurilor de curent alternativ.

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

În mașina MT-1606, suporturile pentru electrozi, electrozii și un contactor cu 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 tiristoarelor și curentul de sudare nu pornește.

Cum funcționează mașina

Ciclul general de sudare a unui punct tс constă în comprimarea pieselor tсж, sudarea tсв, forjare tпр și pauză tп.

Piesele sunt comprimate atunci când apăsați butonul pedalei cutiei de viteze. Aerul comprimat este furnizat printr-o supapă pneumatică electromagnetică în cavitatea mijlocie a cilindrului, coborând în jos pistonul inferior conectat la suportul electrodului superior și la electrod.

După ce forța de compresie s-a stabilizat (o anumită perioadă de timp tcom), regulatorul ciclului trimite un semnal către electrozii de control ai tiristoarelor, curentul de sudare este pornit, iar circuitul este închis printr-o coloană de metal intercalată între electrozi. . La sfârșitul testului, curentul este oprit.

După aceasta, pentru a cristaliza metalul topit al punctului de sudură (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. În timpul pauzei necesare înlocuirii pieselor, electrozii vor fi separați, iar apoi ciclul de sudare se va repeta.

Pentru a efectua sudarea într-un singur punct, trebuie să: setați tipul de comutator de lucru în poziția „Cicl unic”, apăsați și eliberați pedala o dată.

Pentru a efectua un număr mare de puncte, puteți lucra în modul „Lucrare automată”. Pedala de control trebuie ținută apăsată tot timpul.

Pregătirea pentru muncă

1. Furnizați aer mașinii pornind compresorul, ridicând presiunea din recipient la 5 atm și deschizând supapa de admisie a mașinii.
2. Setați mașina la modul de sudare dorit:
   1. cursa electrodului superior - este selectată în funcție de configurația unităților și pieselor care sunt sudate și se instalează folosind o piuliță înșurubată pe tija superioară a pistonului (la reglarea cursei, utilizați o supapă de control, care după reglare trebuie setată la poziția corectă);
   2. forța de compresiune a pieselor este selectată în funcție de grosimea și tipul materialului de sudat, reglată cu șurubul de reglare a aerului și controlată de un manometru. Ar trebui să fie astfel încât să asigure contact bunîntre piese și electrozi (dependența forței de compresie de pe electrozi de presiunea de pe manometru este prezentată în tabelul de pe mașină);
   3. nivelul de putere (determină valoarea curentă) - selectat în funcție de grosimea și tipul materialului de sudat. Este instalat folosind trei întrerupătoare cu cuțit, care sunt situate în interiorul mașinii - în partea dreaptă (dependența nivelului de putere de poziția întrerupătoarelor este indicată în tabelul mașinii);
   4. timpii de comprimare, sudare, forjare, pauză sunt setati folosind comutatoarele regulatoare de ciclu situate în partea de jos a mașinii. Timpul fiecărei operațiuni este reglabil în 1-198 perioade, adică în interval de 0,02-3,96 s, după 0,02 s (perioada de curent alternativ cu frecvența de 50 Hz), unitățile de perioade sunt setate pe comutatoarele situate în stânga - zeci.
      Nivelul de putere și forța de compresie sunt selectate în funcție de grosimea și tipul de material care este sudat.
3. Porniți întrerupătorul de alimentare și întrerupătorul de circuit.
4. Testați funcționarea mașinii fără curent de sudură, 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. Stabiliți caracteristicile formării miezului punctului de sudare.
3. Setați influența parametrilor modului asupra parametrilor îmbinare sudata.
4. Familiarizați-vă cu structura mașinii MT-1606.
5. Efectuați sudura de instruire în conformitate cu „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 obținute.

Tabelul 1 - Protocolul modului de sudare și testarea probelor

Echipamente și materiale

1. Stâlp pentru sudare prin rezistență.
2. Mașină pentru sudarea prin puncte prin rezistență MT-1606.
3. Mașină explozivă.
4. Materiale de sudare: eșantioane de tablă din oțel carbon și slab aliat cu grosimea de 0,5...1,2 mm.

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

Întrebări de securitate

1. Unde este generată căldura în timpul sudării în puncte?
2. Descrieți ciclul de sudare cu un singur punct și 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 sudate: -crește, -screște?
7. De ce este nevoie de forjare?
8. Spune-ne scopul componentelor circuitului electric, circuitului pneumatic?
9. Cum se configurează mașină de puncte la curentul maxim de sudare (se poate face acest lucru practic)?

Configurarea mașinilor de contact constă în pregătirea mașinii pentru lucru, selectarea unui mod de sudare și setarea mașinii în acest mod, menținerea modului prin menținerea parametrilor de sudare constant.
Parametrii principali pentru sudarea în puncte și în relief sunt curentul de sudare, timpul de curgere a curentului și forța asupra electrozilor. Când mașina funcționează automat, timpul necesar pentru a coborî electrodul superior și a comprima piesa de prelucrat care este sudată de electrozi, timpul de forjare a metalului punctului de sudură după oprirea curentului și timpul de pauză necesar pentru a ridica electrodul superior. , eliberați piesa de prelucrat și îndepărtați-o sau mutați-o, sunt luate în considerare.
La sudarea cusăturii, se ia în considerare timpul de sudare și pauzele dintre impulsurile de curent și viteza produsului.
La sudarea pe mașini cap la cap, parametrii principali includ și lungimea instalării, cantitatea totală de supărare, cantitatea de deranjare cu și fără curent, viteza de topire și deranjare.
La sudarea prin puncte și cusături, curentul de sudare este selectat în funcție de grosimea pieselor sudate. Curentul de sudare este modificat prin comutatoarele treptelor transformatorului de sudare. Când se lucrează la mașini echipate cu întrerupătoare de curent, un control mai fin al curentului se realizează prin modificarea unghiului de aprindere al aprinderilor.
În funcție de materialul și configurația pieselor care sunt sudate, sudarea poate fi efectuată în moduri tare și moi. Modurile de sudare severe sunt caracterizate de curenți și forțe mari asupra electrozilor și durată scurtă de sudare. Utilizarea modurilor dure permite, în comparație cu modurile soft, creșterea ratei de funcționare a mașinii și obținerea îmbinărilor sudate de calitate superioară.
Timpul de sudare în mașinile moderne este reglementat într-o gamă largă de controlere electronice de timp și alte dispozitive de comutare.
La mașinile cu cap, forța de răsturnare este de mare importanță. Dacă forța de răsturnare este insuficientă pentru secțiunea transversală selectată a pieselor, nu se pot obține rezultate stabile de sudare.
Când instalați mașina de înghețare, ar trebui să acordați atenție, astfel încât curentul să nu se oprească înainte de a începe deranjarea. Pentru a face acest lucru, este necesar să se prevadă suma de decontare a pieselor sub curent.
Lungimea de instalare poate fi reglată prin poziția plăcii mobile față de cea fixă. Modificarea lungimii de instalare duce la o încălcare a modului de sudare.
În sudarea cap la cap, curentul este selectat în funcție de secțiunea transversală a pieselor care sunt sudate.

Articole populare

Blocuri de sticlă - material de elită