Punktkeevitusmasina põhimõtteanalüüs ja rakendusjuhend, erialased teadmised

Erialased teadmised punktkeevitusmasinate põhimõttelise analüüsi ja rakendusjuhendist. Meie tehas on spetsialiseerunud põkkkeevitusmasinate, punktkeevitusmasinate, õmbluskeevitusmasinate, erikujuliste keevitusmasinate jne tootmisele.
Punktkeevitus on keevitatud komponendi kontaktpinna üksikute punktide keevitamise protsess ühenduskohas. Punktkeevitus nõuab metallide head plastilisust. Keevitamisel puhastage esmalt keevitatud detaili pind, seejärel pange kokku keevitatud lehtmetall kattudes ja surudes kahe silindrilise vaskelektroodi vahele ning rakendage jõudu, et seda tihedalt suruda. Piisavalt suure voolu läbimisel tekib plaadi kokkupuutel suur kogus takistussoojust, mis kuumendab metalli kuumimas keskosas kiiresti kõrge plastilise või sula olekusse, moodustades läätsekujulise vedela sulatise. Jätkake rõhu säilitamist, ühendage vool lahti ja pärast metalli jahtumist moodustub jootekoht.
Punktkeevitust kasutatakse ainult õhukeste plaatkonstruktsioonide, metallvõrgu, ristterasest konstruktsioonikomponentide jms keevitamiseks ilma tihendusnõueteta, kuna keevituspunktide vahel on teatud vahekaugus. Kui sammaselektrood asendatakse kettakujulise elektroodiga, surutakse elektrood tihedalt vastu keevitusdetaili ja pööratakse ning keevitusdetail söödetakse pidevalt kettakujuliste elektroodide vahele ja seejärel impulsseeritakse elektriga. See võib moodustada pideva ja kattuva keevituspunkti, moodustades keevisõmbluse, mida nimetatakse õmbluskeevituseks. Seda kasutatakse peamiselt õhukeste plaatide kattuvate konstruktsioonikomponentide keevitamiseks, millel on tihendusnõuded või kõrged liitetugevuse nõuded, näiteks õlimahutid, veepaagid jne.
Punktkeevitusmasinad võib vastavalt nende otstarbele liigitada universaalseteks (universaalseteks) ja spetsiaalseteks tüüpideks. Samaaegselt keevitatud jooteühenduste arvu järgi eristatakse ühe-, kahe- ja mitmepunktilisi tüüpe. Vastavalt survemehhanismi ülekanderežiimile on pedaalitüüp, elektrimootori nukitüüp, pneumaatiline tüüp, hüdrauliline tüüp, komposiittüüp (gaasi-vedeliku kompressioonitüüp) jne.
Punktkeevitusmasina põhimõte
Keevitusmeetodit, mille käigus rakendatakse survet läbi elektroodide ja kasutatakse pärast keevitamist kontaktpinda ja ühenduskoha külgnevaid alasid läbiva voolu tekitatud takistussoojust, nimetatakse takistuskeevituseks. Takistuskeevitusel on kõrge tootmistõhusus, madal hind, materjalisääst ja lihtne automatiseerimine. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt erinevates tööstussektorites, nagu lennundus, kosmosetööstus, energeetika, elektroonika, autod ja kergetööstus, ning see on üks olulisi keevitusprotsesse.
1, Keevitussoojuse tootmine ja mõjutegurid
Punktkeevitamisel tekkiv soojus määratakse järgmise võrrandiga: Q=IIRt (J) -- (1)
Valemis: Q - tekkiv soojus (J), I - keevitusvool (A), R - elektroodi takistus (oomid), t - keevitusaeg (s)
1. Resistentsus R ja R-i mõjutavad tegurid
Elektroodidevaheline takistus hõlmab tooriku enda takistust Rw, kahe tooriku vahelist kontakttakistust Rc ning elektroodi ja tooriku vahelist kontakttakistust Rew. See tähendab, R=2Rw+Rc+2Rew – (2), nagu on näidatud joonisel
Kui toorik ja elektrood on konstantsed, sõltub tooriku takistus selle takistusest. Seetõttu on vastupidavus keevitatud materjali oluline näitaja. Suure eritakistusega metallidel on halb juhtivus (näiteks roostevaba teras), madala eritakistusega metallidel aga hea juhtivus (näiteks alumiiniumisulam). Seetõttu on roostevaba terase punktkeevitamisel soojuse teke lihtne, kuid soojuse hajumine keeruline, ja alumiiniumsulami punktkeevitamisel on soojuse teke keeruline, kuid soojuse hajumine on lihtne. Punktkeevitamisel võib esimene kasutada väikest voolu (mitu tuhat amprit), teine ​​aga suurt voolu (kümneid tuhandeid ampreid). Takistus ei sõltu mitte ainult metalli tüübist, vaid ka metalli kuumtöötluse olekust, töötlemismeetodist ja temperatuurist.
Kontakttakistuse kestus on lühike ja esineb tavaliselt keevitamise algfaasis kahel põhjusel:
(1) Suure takistusega oksiidi- või mustusekihtide olemasolu töödeldavate detailide ja elektroodide pinnal võib oluliselt takistada voolu liikumist. Liigne oksiidi- ja mustusekiht võib isegi takistada voolu juhtimist.
(2) Väga puhta pinna tingimustes, tänu mikro
Täheldatakse ebatasasusi, mille tõttu toorik moodustab kontaktpunkte ainult lokaalselt karedatel pindadel. Vooluliinide lähenemine kontaktpunktis. Voolutee vähenemise tõttu on kontaktpunktis suurenenud takistus.
Võrreldes Rc ja Rw-ga on vasesulamite puhul elektroodi ja tooriku vaheline takistus Rew üldiselt madalam tänu nende väiksemale takistusele ja kõvadusele, millel on väiksem mõju fusioonituumade tekkele. Seetõttu peame selle mõju väiksemaks.
2. Keevitusvoolu mõju
Valemist (1) on näha, et voolul on soojuse tekkele suurem mõju kui takistusel ja ajal. Seetõttu on keevitusprotsessi ajal see parameeter, mida tuleb rangelt kontrollida. Voolu muutuste peamised põhjused on pinge kõikumised elektrivõrgus ja impedantsi muutused vahelduvvoolu keevitusmasina sekundaarahelas. Impedantsi muutused on tingitud ahela geomeetrilise kuju muutumisest või erineva koguse magnetilise metalli sissetoomisest sekundaarahelasse. Alalisvoolu keevitusmasinate puhul ei mõjuta sekundaarahela impedantsi muutused voolu oluliselt.
3. Keevitusaja mõju
Sulamissüdamiku suuruse ja keevituspunkti tugevuse tagamiseks võivad keevitusaeg ja keevitusvool üksteist teatud vahemikus täiendada. Jooteühenduste teatud tugevuse saavutamiseks võib kasutada suurt voolu ja lühikest aega (tugevad tingimused, tuntud ka kui kõvad spetsifikatsioonid) või madalat voolu ja pikka aega (nõrgad tingimused, tuntud ka kui pehmed spetsifikatsioonid). Kõvade ja pehmete spetsifikatsioonide valik sõltub metalli jaoks kasutatava keevitusmasina jõudlusest, paksusest ja võimsusest. Erinevate omaduste ja paksusega metallide jaoks on voolu ja ajakulu ülem- ja alumine piir, mida tuleks kasutada standardina.
4. Elektroodi rõhu mõju
Elektroodi rõhk mõjutab oluliselt kahe elektroodi vahelist kogutakistust R. Elektroodi rõhu suurenedes väheneb R oluliselt, samas kui keevitusvoolu suurenemine ei ole märkimisväärne ega saa mõjutada R vähenemisest põhjustatud soojuse tekke vähenemist. Seetõttu väheneb jootekoha tugevus alati koos keevitusrõhu suurenemisega. . Lahenduseks on keevitusvoolu suurendamine, suurendades samal ajal keevitusrõhku.
5. Elektroodi kuju ja materjali omaduste mõju
Tulenevalt asjaolust, et elektroodi kontaktpind määrab voolutiheduse, on elektroodi materjali elektritakistus ja soojusjuhtivus seotud soojuse tekke ja hajutamisega. Seetõttu mõjutavad elektroodi kuju ja materjal fusioonituumade moodustumist märkimisväärselt. Elektroodi otsa deformeerumisel ja kulumisel kontaktpind suureneb ja jootekoha tugevus väheneb.
6. Tooriku pinnaseisundi mõju
Tooriku pinnal olevad oksiidid, mustus, õli ja muud lisandid suurendavad kontakttakistust. Liiga paks oksiidikiht võib isegi takistada voolu läbimist. Lokaalne juhtivus võib liigse voolutiheduse tõttu põhjustada pritsmeid ja pinna põlemist. Oksiidkihi olemasolu võib mõjutada ka erinevate jooteühenduste ebaühtlast kuumenemist, põhjustades keevituskvaliteedi kõikumisi. Seetõttu on töödeldava detaili pinna põhjalik puhastamine vajalik tingimus kvaliteetsete vuukide saamiseks.
2, termiline tasakaal ja soojuse hajumine
Punktkeevitamise ajal kasutatakse keevisõmbluse moodustamiseks vaid väike osa tekkivast soojusest ja suurem osa läheb kaduma külgnevate materjalide juhtivuse või kiirguse tõttu. Termilise tasakaalu võrrand on järgmine:
Q=Q1+Q2- (3) kus: Q1- tuuma moodustumise soojus, Q2- soojuskadu
Efektiivne soojus Q1 sõltub metalli termofüüsikalistest omadustest ja sulametalli kogusest ning ei sõltu kasutatud keevitustingimustest. Q1=10%-30%Q, alampiir hea soojusjuhtivusega metallidele (nagu alumiinium, vasesulamid jne); Suure elektritakistuse ja halva soojusjuhtivusega metallidele (nt roostevaba teras, kõrge temperatuuriga sulamid jne) kehtib ülempiir. Soojuskadu Q2 hõlmab peamiselt läbi elektroodi juhitavat soojust (30% -50% Q) ja läbi töödeldava detaili juhitavat soojust (umbes 20% Q). Umbes 5% soojusest kiirgas atmosfääri.
3, keevitustsükkel
Punktkeevituse ja eenduva keevitamise keevitustsükkel koosneb neljast põhietapist (nagu on näidatud punktkeevitusprotsessis):
1) Eelpressimise etapp – elektrood langetatakse praegusesse ühendusastmesse, et elektrood suruks töödeldava detaili tihedalt kokku, nii et toorikute vahel oleks sobiv rõhk.
2) Keevitusaeg – keevitusvool läbib töödeldavat detaili, tekitades soojust keevisõmbluse moodustamiseks.
3) Hooldusaeg – katkestage keevitusvool ja jätkake elektroodi rõhu säilitamist, kuni sulasüdamik tahkub piisavalt tugevaks.
4) Puhkeaeg – elektroodide tõstmise algusest kuni uuesti elektroodi laskumise alguseni algab järgmine keevitustsükkel.
Keevisliidete jõudluse parandamiseks on mõnikord vaja põhitsüklisse lisada üks või mitu järgmistest:
1) Suurendage eelrõhku, et kõrvaldada lüngad paksude toorikute vahel ja tagada tihe sobivus.
2) Eelsoojendusimpulsside kasutamine metallide plastilisuse parandamiseks, hõlbustades töödeldavate detailide tihedat sobitamist ja vältides pritsimist; Kumerkeevitamisel võib see tagada, et mitu kumerat punkti puutuvad enne keevitamist ühtlaselt kokku tasapinnalise plaadiga, et tagada igas punktis ühtlane kuumenemine.
3) Suurendage sepistamissurvet, et tihendada sulatuuma ja vältida pragunemist või kokkutõmbumist.
4) Karastavate või aeglaste jahutusimpulsside kasutamine legeerterase karastatud struktuuri kõrvaldamiseks, liigeste mehaaniliste omaduste parandamiseks või pragude ja kokkutõmbumise vältimiseks ilma sepistamissurvet suurendamata.
4, Keevitusvoolu tüübid ja kohaldatav vahemik
1. Vahelduvvoolu saab moduleerida, et voolu järk-järgult suurendada ja vähendada, saavutades eelsoojenduse ja jahutamise eesmärgi, mis on alumiiniumisulamite keevitamisel väga kasulik. Vahelduvvoolu saab kasutada ka mitme impulsi punktkeevitamiseks, mis jätab kahe või enama impulsi vahele jahutusaja küttekiiruse reguleerimiseks. Seda meetodit kasutatakse peamiselt paksude terasplaatide keevitamiseks.
2. Alalisvoolu kasutatakse peamiselt olukordades, mis nõuavad suurt voolu. Kuna enamik alalisvoolu keevitusseadmeid saavad toite kolmefaasilistest toiteallikatest, väldib see kolmefaasilise koormuse tasakaalustamatust, kui toide on ühefaasiline.
5, keevitatavus metalli takistuskeevituse ajal
Allpool on toodud peamised näitajad takistuskeevituse keevitatavuse hindamiseks:
1. Madala elektri- ja soojusjuhtivuse ning kõrge soojusjuhtivusega materjalid nõuavad suure võimsusega keevitusmasinaid, millel on halb keevitatavus.
2. Materjalide kõrge temperatuuri tugevus. Metallid, millel on kõrge voolavuspiir kõrgetel temperatuuridel (0.5-0,7 Tm), on punktkeevitamise ajal altid sellistele defektidele nagu pritsmed, kokkutõmbumine ja praod, mis nõuavad kõrge elektroodi surve kasutamist. Vajadusel on pärast elektrikatkestust vaja rakendada suurt sepistamissurvet, mille tulemuseks on halb keevitatavus.
3. Materjalide plastiline temperatuurivahemik on väga tundlik kitsa plastilise temperatuurivahemikuga metallide (nt alumiiniumisulamite) keevitusprotsessi parameetrite kõikumiste suhtes, mistõttu on vaja kasutada keevitusmasinaid, mis suudavad täpselt juhtida protsessi parameetreid ja head elektroodide jälgimist. Kehv keevitatavus.
4. Materjalide tundlikkus termilise tsükli suhtes. Keevitamise termilise tsükli mõjul on karastusele kalduvatel metallidel kivistunud konstruktsioonid ja külmad praod; Madala sulamistemperatuuriga sulamid, mis on altid lisandite sulamisele, on altid termilisele pragunemisele; Jahutusega tugevdatud metallid kalduvad pehmenema. Nende defektide vältimiseks tuleks võtta vastavaid protsessimeetmeid. Seetõttu on kõrge termilise tsüklitundlikkusega metallidel ka halb keevitatavus.