Màquines i aparells de soldadura per resistència
Soldadura per pressió
La soldadura per pressió inclou diversos mètodes de soldadura en què les peces a unir es comprimeixen per força mecànica, de manera que s'aconsegueix la continuïtat i la resistència de la unió.
En la majoria dels casos, la soldadura per pressió es realitza escalfant les peces a soldar d'una manera o altra, i només en alguns casos especials la soldadura s'aconsegueix sense escalfar (per exemple, soldadura en fred, soldadura explosiva). De tots els mètodes de soldadura per pressió, la soldadura per resistència elèctrica és la més comuna.
La soldadura per contacte o per resistència s'anomena mètode de soldadura elèctrica, en què l'escalfament es produeix per l'alliberament de calor predominant als punts de contacte de les peces a soldar quan hi circula un corrent elèctric (Fig. 1).
Arròs. 1. Els principals tipus de soldadura per resistència: a — frontal, 6 — punt, b — corró, I — direcció del corrent de soldadura.
La resistència a la soldadura es caracteritza per una concentració local de potència tèrmica i, per tant, una temperatura elevada a la regió de la unió de les peces a soldar, que es deu a la resistència important del contacte de la unió en comparació amb la resistència de les peces en si. . En aquest sentit, la soldadura per resistència és un tipus de soldadura molt econòmic i convenient.
La soldadura per resistència es pot dur a terme tant amb corrent continu com amb corrent altern, però a la pràctica s'utilitza gairebé exclusivament corrent altern, ja que els corrents necessaris per a la soldadura de l'ordre de milers i fins i tot desenes de milers d'amperes a tensions d'uns pocs volts poden ser més grans. fàcil d'obtenir amb l'ajuda de transformadors. fonts de corrent continu dedicades per a aquest propòsit serien massa cares, difícils de fabricar i menys fiables en el funcionament.
Soldadura a tope
En la soldadura a tope, els extrems de les peces a unir es toquen, després de la qual cosa passa un corrent important per les peces, escalfant la unió a la temperatura necessària per a la soldadura. La força de compressió longitudinal aconsegueix llavors la continuïtat de la connexió directa.
Hi ha dos tipus de soldadura a tope: la soldadura no reflex (soldadura per resistència) i la re-soldadura.
En la soldadura per resistència, les peces amb extrems mecanitzats es posen en contacte i es comprimeixen amb una força considerable, després un corrent passa per les peces i, a causa de la resistència de contacte de la unió, es produeix una alliberació concentrada de calor.
Després d'arribar a la temperatura necessària per a la soldadura a la zona frontal, la soldadura plàstica de les peces a unir es realitza sota la influència de la força de premsat.Al final del cicle de soldadura, s'apaga el corrent i després s'allibera la força de compressió.
La soldadura per resistència es realitza normalment a una densitat de corrent de 5-10 kA i una potència específica de 10-15 kVA per 1 cm2 de secció transversal de les peces soldades. Aquest tipus de soldadura s'acostuma a fer servir per connectar peces amb seccions transversals petites (fins a uns 300 mm2).
En la soldadura a tope amb reescalfament, l'escalfament de les peces es duu a terme en tres o dues etapes consecutives: preescalfament, intermitent i alteració final, o només en les dues últimes etapes.
En el moment inicial de la soldadura, les peces a soldar estan en contacte amb una força de compressió de 5 - 20 MPa. A continuació, s'activa el corrent, que escalfa les juntes a 600 - 800 ° C (per a acer), igual que en soldadura a tope sense fusió. Després d'això, la força de pressió es redueix a 2 - 5 MPa, com a resultat de la qual cosa augmenta la resistència de contacte i, en conseqüència, disminueix el corrent de soldadura.
Amb l'alliberament de la compressió, l'àrea de contacte real dels extrems de les peces disminueix, el corrent s'escalfa a un nombre limitat de punts de contacte i els escalfa a la temperatura de fusió, i amb un escalfament addicional en aquestes condicions, el metall es sobreescalfa per la temperatura de vaporització en punts individuals.
Sota la influència d'una pressió excessiva, el vapor de metall es retira de la zona de contacte de la soldadura i desplaça partícules de metall líquid a l'aire en forma d'un ventilador d'espurnes, i part del metall fos flueix en gotes. Darrere de les protuberàncies destruïdes, les successives protuberàncies de contacte s'ajunten, creant nous camins perquè el corrent de soldadura repeteixi l'efecte establert.
Aquest procés de fusió seqüencial dels extrems de les peces al llarg de les crestes elementals continua fins que els extrems de les peces soldades es cobreixen amb una pel·lícula contínua de metall semi-líquid, després de la qual es crea una continuïtat metàl·lica de la unió soldada amb relativament poca força disruptiva. . En aquest cas, l'excés de metall fos s'extreu del contacte en forma de forat (borda).
L'escalfament dels extrems sobresortints de les peces soldades es realitza principalment per conducció de calor del contacte de soldadura, on la temperatura és de màxima importància. L'escalfament de les peces entre els elèctrodes de connexió i d'alimentació a causa del corrent que flueix durant el procés de refusió és molt menor.
L'ajust de la quantitat d'energia lliurada a una resistència de contacte determinada determinada per les condicions del procés de soldadura es pot fer canviant el corrent de soldadura o canviant la durada del flux de corrent.
A la fig. 2.
Arròs. 2. Esquema d'una màquina de soldadura a tope: 1 — llit, 2 — guies, 3 — placa fixa, 4 — placa mòbil, 5 — dispositiu d'alimentació, 6 — dispositiu de subjecció, 7 — limitadors, 8 — transformador, 9 — conductor de corrent flexible , Pzazh - força de tensió dels productes, Ros - força pertorbadora dels productes.
Les màquines de soldadura a tope es classifiquen de la següent manera.
1. Mitjançant el mètode de soldadura: per a la soldadura per resistència i l'intermitent (intermitent continu o escalfament).
2. Amb preinscripció — universal i especialitzada.
3. Segons el disseny del mecanisme de potència: amb molla, palanca, cargol (des del volant), accionament pneumàtic, hidràulic o electromecànic.
4.Mitjançant la disposició de les pinces — amb pinces excèntriques, de palanca i cargol, i les pinces de palanca i cargol es poden realitzar manualment o mecanitzades amb accionament pneumàtic, hidràulic o electromecànic.
5. Segons el mètode de muntatge i instal·lació: estacionari i portàtil.
Soldadura per punts
En la soldadura per punts, les peces a unir se solen situar entre dos elèctrodes fixats en portaelèctrodes especials. Sota l'acció del mecanisme de pressió, els elèctrodes pressionen fortament les peces a soldar, després de la qual cosa s'activa el corrent.
A causa del pas del corrent, les peces a soldar s'escalfen ràpidament a la temperatura de soldadura i la major alliberació de calor es produeix a les superfícies a unir, on la temperatura pot superar la temperatura de fusió de les peces a soldar.
A la fig. La figura 3 mostra la distribució de la temperatura al llarg de la secció transversal de les peces soldades, característica de l'etapa final de la soldadura d'acer.
Arròs. 3. Camp de temperatura en l'última etapa de la soldadura per punts
La temperatura més alta s'observa a la part central ombrejada del lloc de soldadura: el nucli.La superfície de contacte de la peça que es soldarà amb un elèctrode (generalment amb refrigeració per aigua) s'escalfa a una temperatura relativament baixa, però en presència de un nucli líquid o semi-líquid i un nucli metàl·lic de plàstic adjacent, la força de compressió dels elèctrodes provoca sagnats a la superfície de les peces de soldadura.
La temperatura central al punt de soldadura sol ser lleugerament superior al punt de fusió del metall.El diàmetre del nucli fos determina el diàmetre del punt de soldadura, normalment igual al diàmetre de la superfície de contacte de l'elèctrode.
El temps per soldar en un sol lloc depèn del gruix i les propietats físiques del material de les peces soldades, la potència de la màquina de soldadura i la força de pressió. Aquest temps varia des de mil·lèsimes de segon (per a làmines de color molt fines) fins a diversos segons (per a peces d'acer gruixudes). Per a una estimació aproximada, el temps per soldar un punt d'acer suau es pot prendre com 1 s per 1 mm de gruix de la làmina soldada. La velocitat d'escalfament del metall a la temperatura de soldadura depèn significativament de la intensitat de l'alliberament de calor.
Màquina de soldadura per punts
Soldadura de rotllos
En aquest tipus de soldadura, la unió de peces amb una costura continua o discontínua es realitza passant per les peces a soldar, alimentades per mitjà de corrons giratoris (Fig. 4).
Arròs. 4. El principi de la soldadura de rodets: 1 - transformador de soldadura, 2 - elèctrodes de rodets, 3 - accionament de rodets, 4 - peces soldades
Per la naturalesa del procés, la soldadura per rotllos és similar a la soldadura per punts. La soldadura de bobines sovint es coneix com a soldadura de costura, cosa que és estrictament incorrecta, ja que el concepte de soldadura de costura es pot estendre a gairebé tots els tipus de soldadura.
Les màquines de soldadura de rodets solen estar equipades amb dos corrents d'alimentació, un dels quals és accionat i l'altre gira per fricció quan es mouen les peces a soldar.
La soldadura de rotllos s'utilitza més sovint per connectar peces de parets primes, per exemple, en la fabricació de dipòsits de combustible i barrils per transportar diversos materials.
Hi ha tres modes de soldadura de rodets.
1. Moviment continu de les peces soldades respecte dels corrons amb un subministrament continu de corrent. Aquest mètode s'utilitza quan es solden peces amb un gruix total no superior a 1,5 mm, ja que amb grans gruixos, la junta que surt per sota dels corrons, en estar en estat plàstic, es pot trencar per delaminació. A més, amb un subministrament continu de corrent, es produeix una distorsió important de les peces soldades.
2. Moviment continu de les peces soldades respecte als corrons amb subministrament de corrent intermitent. Aquest mètode més comú produeix costures amb poca distorsió en productes amb menor consum energètic.
3. Moviment intermitent de les peces soldades respecte dels corrons amb subministrament de corrent interromput (soldadura per pas).
La soldadura de rotllos és molt eficaç en la producció de vaixells de parets primes, en la producció de canonades metàl·liques soldades i en una sèrie d'altres productes.
Els elements principals de les màquines de rodets són el llit, els braços superior i inferior amb elèctrodes de rodets, un mecanisme de compressió, un accionament de rodets i un transformador de soldadura amb un cable de corrent flexible.
Els transformadors de màquines de rodets funcionen en mode intensiu amb PR = 50 - 60%, que requereix un refredament millorat dels seus bobinatges.
Les màquines de soldadura de rodets es divideixen: segons la naturalesa de la instal·lació: estacionària i mòbil, segons la finalitat, universal i especialitzada, segons la ubicació dels corrons respecte a la part davantera de la màquina, per a soldadura transversal, per a soldadura longitudinal i universal amb la possibilitat de moure els corrons, per a la ubicació dels corrons en relació amb el producte - amb disposició a dues cares i unilaterals, segons el mètode de rotació dels corrons - amb un accionament per a un corró, amb un accionament per als dos rodets, amb un corró superior, que es mou al llarg d'un suport fix, i amb un corró i un mandril inferior mòbil, segons el dispositiu del mecanisme de compressió: palanca-molla, accionat per un motor elèctric, pneumàtic i hidràulic, segons el nombre de corrons: en rodet simple, rodet doble i rodet múltiple.
La potència de les màquines de rodets més habituals sol ser de 100 a 200 kVA, semblant a la soldadura per punts de peces primes, es pot dur a terme mitjançant polsos del corrent de descàrrega del condensador, per a la qual cosa es fabriquen diferents tipus de màquines de rodets.
Arròs. 5. Màquina de soldadura per resistència