Sudarea cap la cap

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 4 martie 2016; verificările necesită 35 de modificări .

Sudarea cap la cap  este un proces de sudare în care piesele sunt conectate de-a lungul întregului plan de contact, ca urmare a încălzirii.

Informații generale

Sudarea cap la cap este unul dintre procesele de sudare sub presiune . Este un fel de sudare prin contact , prin urmare, tehnologia sa se bazează pe efectul termic al curentului electric conform legii Joule-Lenz și pe forța de compresiune a pieselor care trebuie sudate. Un caz special de sudare cap la cap este sudarea cap la cap cu condensator .

Principalele metode de sudare cap la cap au fost dezvoltate la sfârșitul secolului al XIX-lea. În 1877, în SUA, E. Thomson a propus sudarea cap la cap cu rezistență. În 1887, inventatorul rus N.N. Benardos a brevetat metode pentru sudarea prin contact prin puncte și mai târziu între electrozii de carbon. Ulterior, aceste metode, îmbunătățite prin utilizarea electrozilor din cupru și aliajele acestuia, au devenit cele mai utilizate metode de sudare prin rezistență. Metodele moderne de sudare prin rezistență sunt foarte diverse. Principalele sunt: ​​sudura cap la punct, relief, cusătură, sudura cap la cap cu rezistență și sudarea cap la cap cu flash. Sudarea prin contact este un proces termomecanic de formare a unei îmbinări metalice permanente datorită aderenței atomilor acestora, în care încălzirea locală a pieselor care urmează a fi sudate prin curgerea curentului electric în zona de îmbinare este însoțită de deformarea plastică care se dezvoltă sub acțiune. a unei forţe de compresiune. În acest caz, legăturile interatomice apar în faza solidă sau printr-un strat intermediar lichid de metal topit și rămân după răcire și cristalizare. Sudarea cap la cap este o metodă de sudare prin rezistență, atunci când piesele sunt conectate în procesul de deformare plastică îmbinată a capetelor pieselor încălzite de un curent electric în timpul răsturnării pe întreaga suprafață a secțiunii transversale. Piesele 1 (Fig. 1) sunt instalate în clemele purtătoare de curent 2 și 3, dintre care una, de exemplu, clema 3 este mobilă și este conectată la antrenarea forței de compresie a mașinii. Sudarea constă în două etape - încălzirea capetelor pieselor și precipitarea acestora.

Încălzirea pieselor în timpul sudării cap la cap are loc datorită faptului că un curent electric Ib trece prin acestea și se degajă căldură pe rezistența electrică totală a pieselor R Q (legea Joule-Lenz): Q = Ib2R / t, (1) unde : t este timpul de sudare. Rezistența totală a pieselor este determinată de expresia: R = 2Rd + Rk, (2) unde: Rd este rezistența pieselor (plecarea pieselor de la electrozii mașinii); Rk este rezistența de contact dintre părți (la sudarea cu fulger, Rk este rezistența electrică a eclatorului). Rezistența pieselor 2Rd depinde de rezistența electrică specifică a metalului ρ, lungimea proiecțiilor acestora de la electrozii mașinii (lungimea instalației pentru sudare) Lw și aria secțiunii transversale a pieselor S: 2Rd = Kp ρLw /S , (3) se ridică la temperatura de transformare feromagnetică). Conform metodei de încălzire, se disting două metode de sudare - sudarea cap la cap cu rezistență și sudarea cap la cap cu fulger. În funcție de starea metalului din zona de sudare, ele se referă la sudarea în fază solidă, deși în unele cazuri, în special în sudarea rapidă, îmbinarea sudată se formează în stare solid-lichid.

Tehnologie

În funcție de marca metalului, aria secțiunii transversale a pieselor care trebuie îmbinate și cerințele pentru calitatea îmbinării, sudarea cap la cap poate fi efectuată în două moduri: rezistență (cu încălzirea îmbinării la o stare plastică). ) și sclipire (cu încălzire a articulației la bliț).

Sudarea prin rezistență este utilizată pentru conectarea pieselor cu o suprafață în secțiune transversală de până la 200 mm² [1] . Este utilizat în principal pentru sudarea sârmei, tijelor și țevilor din oțel cu conținut scăzut de carbon de secțiuni relativ mici [2] . Se efectuează astfel: piesele fixate în clemele mașinii de sudură sunt presate strâns una pe cealaltă de suprafețele de sudat, iar apoi trece un curent electric prin ele. După încălzirea suprafețelor de îmbinat într-o stare plastică, piesele sunt deranjate (comprimate) cu o oprire simultană a curentului.

Pentru a asigura o încălzire uniformă, capetele de contact ale pieselor de sudat trebuie pregătite cu grijă. Este necesar să se îndepărteze neregularitățile, impuritățile și oxizii, deoarece încălzirea neuniformă și oxidarea metalului la capete reduc calitatea sudării prin rezistență. Cu cât secțiunea transversală a suprafețelor sudate este mai mare, cu atât calitatea îmbinării sudate este mai scăzută, în principal datorită formării de oxizi în îmbinare [3] . Aceasta explică utilizarea limitată a sudării prin rezistență, care este utilizată pentru a conecta piese cu o suprafață în secțiune transversală de până la 200 mm² [1] . Este folosit în principal pentru sudarea sârmei, tijelor și țevilor din oțel cu conținut scăzut de carbon de secțiuni relativ mici [2] , de asemenea sudarea prin rezistență dă rezultate bune pentru metale cu sudabilitate bună în stare plastică - oțeluri de structură cu conținut scăzut de carbon și slab aliate, aliaje de aluminiu și cupru [3] .

Sudarea prin fuziune este utilizată pentru conectarea pieselor cu o suprafață în secțiune transversală de până la 100.000 mm² [1] , cum ar fi conductele, armarea produselor din beton armat, îmbinările cap la cap din oțel de profil.

În sudarea rapidă, piesele sunt mai întâi alimentate cu tensiune de la transformatorul de sudură, apoi sunt reunite la o viteză dată. Când piesele vin în contact în contactele individuale formate, datorită densității mari de curent, metalul contactelor se încălzește rapid și explodează exploziv. O parte din căldura degajată în acest caz se pierde iremediabil în atmosferă cu stropi de metal, cealaltă parte se acumulează în îmbinare din cauza conductibilității termice. Acumularea de căldură în procesul de formare continuă și distrugere a contactelor - jumperii asigură încălzirea capetelor pieselor. Până la sfârșitul procesului de încălzire, la capete se formează un strat continuu de metal lichid. În acest moment, viteza de convergență a pieselor crește brusc. Capetele sunt conectate, cea mai mare parte a metalului lichid, împreună cu peliculele de suprafață și o parte din metalul solid, este stoarsă din zona de sudură, formând o îngroșare - bavuri. Curentul de sudare este oprit în timpul răsturnării pieselor. Rolul tehnologic principal al fulgerului este de a încălzi piesele până când se formează un strat de metal topit la capete și de a obține o distribuție adecvată a temperaturii în zona apropiată de sudare pentru ulterioare răsturnarea și îndepărtarea topiturii și oxizilor.

Este utilizat pentru îmbinarea șinelor de cale ferată pe șine fără îmbinare , pentru producerea țaglelor lungi din oțeluri, aliaje și metale neferoase. În construcțiile navale , este utilizat pentru fabricarea lanțurilor de ancore, serpentine frigorifice pentru nave frigorifice. De asemenea, sudarea rapidă este utilizată în producția de scule de tăiere (de exemplu, pentru sudarea părții de lucru a unui burghiu din oțel pentru scule cu o coadă din oțel obișnuit) [1] [2] .

Sudarea cap la cap are propriile sale caracteristici asociate cu forma geometrică a secțiunii transversale (lățimea este mult mai mare decât grosimea). În sudarea prin rezistență, natura aleatorie a locației zonelor de contact în îmbinare și încălzirea neuniformă rezultată a unor astfel de secțiuni este o mare problemă. Căldura generată în zonele de contact determină o creștere rapidă a temperaturii în acestea, care persistă și după dispariția rezistenței de contact până la sfârșitul ciclului de sudare. Acest lucru duce la supraîncălzirea metalului în aceste zone cu toate consecințele care decurg - creșterea boabelor, acumularea de impurități de-a lungul granițelor de cereale etc. Proprietățile plastice și de rezistență ale metalului în această zonă scad și este imposibil să le îmbunătățească cu un nivel ridicat. revenirea folosită la mașinile de contact. În plus, densitatea mare de curent necesară pentru încălzirea cu rezistență (semnificativ mai mare decât pentru încălzirea prin reflow) duce la stropi de metal în timpul încălzirii și formarea de oxizi în zona de îmbinare.

Prin urmare, îmbinările sudate obținute prin sudarea cap la cap cu rezistență nu au o calitate ridicată și, cel mai important, stabilă. În timpul sudării cu fulger, contactele unice din zona fulgerului sunt distribuite uniform pe întreaga secțiune transversală a îmbinării, ceea ce asigură încălzirea uniformă a acesteia și obținerea unor proprietăți mai stabile ale îmbinărilor sudate.

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Sudarea cap la cap (link inaccesibil) . Consultat la 2 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 6 martie 2012. 
  2. ↑ 1 2 3 Sudarea contactului . Consultat la 2 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 2 martie 2013.
  3. ↑ 1 2 Principalele tipuri de sudare prin contact și aplicarea acestora (link inaccesibil) . Consultat la 2 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 9 ianuarie 2013. 

Link -uri