Oštrenje volframovih elektroda. Strojevi i alati za oštrenje elektroda za otporno točkasto zavarivanje Sinterleghe

Koristi se posvuda. Koriste se za zavarivanje aluminija, nehrđajućeg čelika, obojenih metala i mnogih drugih materijala. Kombinacija volframove elektrode + zaštitnog plina dobar je izbor za one koji žele postići visoku kvalitetu zavareni spojevi.

Ali svaki zavarivač će vam reći da za pristojan rezultat nije dovoljno samo poznavati tehnologiju zavarivanja. Također je potrebno zapamtiti male trikove koji će pojednostaviti, pa čak i poboljšati rezultat vašeg rada. Jedan od tih trikova je oštrenje elektrode. U ovom članku ćemo ukratko opisati zašto je to potrebno i kako možete sami izoštriti volfram elektrodu.

Volfram je jedan od najvatrostalnijih metala koji se koristi za izradu elektroda. Talište volframa je preko 3000 stupnjeva Celzijusa. U normalnim uvjetima zavarivanja ove se temperature ne koriste. Stoga se volframove elektrode nazivaju nepotrošnim. Kada se nanose, praktički se ne mijenjaju u veličini.

Ali unatoč tome, volframove elektrode još uvijek mogu postati kraće. Tijekom procesa zavarivanja (na primjer, prilikom paljenja luka ili prilikom formiranja šava), elektroda se može brusiti o metalnu površinu. U većini slučajeva nije tako loše. Ali ponekad tupa elektroda uzrokuje nedostatak fuzije.

Kako riješiti ovaj problem? Vrlo jednostavno: izoštriti. Naoštrena volframova elektroda redovito obavlja svoju funkciju, stvarajući visokokvalitetne izdržljive šavove.

Kako naoštriti elektrodu

Oštrenje volframove elektrode može se izvesti na različite načine. To može biti brusni kotač, kemijsko oštrenje, oštrenje posebnom pastom ili mehaničko oštrenje. Potonji se izvodi uz pomoć posebnih uređaja. Mogu biti i prijenosni i stacionarni.

U prijenosne spada ručni stroj za oštrenje volframovih elektroda, a u stacionarne stroj za oštrenje volframovih elektroda. Po našem mišljenju, korištenje takvih uređaja daje najbolji rezultat.

Oblik oštrenja može biti sferičan ili stožast. Kuglasti oblik je prikladniji za DC zavarivanje, a stožasti oblik je prikladniji za AC zavarivanje. Neki zavarivači napominju da ne primjećuju veliku razliku pri zavarivanju elektrodama s različitim oblicima oštrenja. Ali naše iskustvo je pokazalo da postoje razlike. A ako ste profesionalni zavarivač, razlika će biti očita.

Optimalna duljina izoštrenog dijela može se izračunati formulom Ø*2 . To jest, ako je promjer elektrode 3 mm, tada bi duljina izoštrenog dijela trebala biti 6 mm. I tako po analogiji s bilo kojim drugim promjerom. Nakon oštrenja lagano otupite kraj elektrode lupkajući je o tvrdu površinu.

Drugi važan parametar je kut oštrenja elektrode. To će ovisiti o količini struje zavarivanja koju ćete koristiti.

Dakle, kod zavarivanja pri niskoj vrijednosti struje zavarivanja, za oštrenje će biti dovoljan kut od 10-20 stupnjeva. Optimalni kut je 20 stupnjeva.

Kut oštrenja je 20-40 stupnjeva dobra opcija pri zavarivanju koristeći prosječne vrijednosti struje zavarivanja.

Ako koristite velike struje, tada kut oštrenja može biti od 40 do 120 stupnjeva. Ali ne preporučujemo oštrenje šipke više od 90 stupnjeva. U suprotnom, luk će gorjeti nestabilno i bit će vam teško formirati šav.

Elektrode (valjci) su alat koji ostvaruje izravan kontakt između stroja i dijelova koji se zavaruju. Elektrode u procesu zavarivanja obavljaju tri glavne zadaće:
- komprimirati detalje;
- dovesti struju zavarivanja;
- odvode toplinu koja se oslobađa tijekom zavarivanja u dijelu elektroda-elektroda.
Kvaliteta dobivenih zavarenih spojeva izravno ovisi o obliku radne površine elektroda u kontaktu s dijelovima. Trošenje radne površine, povezano s povećanjem kontaktne površine između elektrode i dijela, dovodi do smanjenja gustoće struje i tlaka u zoni zavarivanja, a posljedično i do promjene prethodno dobivenih parametara lijevanu zonu i kvalitetu spojeva.
Povećanje radne površine ravne elektrode tijekom njezinog trošenja smanjuje veličinu lijevane zone u većoj mjeri kod zavarivanja nodularnog metala nego kod zavarivanja metala visoke čvrstoće (slika 1a). Trošenje sferne radne površine elektrode, postavljene sa strane tankog dijela, smanjuje njezino prodiranje (sl. 1b, c).
Osnovni zahtjevi za elektrode:
- visoka električna vodljivost zavarivanja
- održavanje oblika radne površine u procesu zavarivanja određenog broja točaka ili metara valjkastog šava.
Kod točkastog i valjkastog zavarivanja elektrode se zagrijavaju na visoke temperature kao rezultat oslobađanja topline izravno u elektrodama i njezinog prijenosa s dijelova koji se zavaruju.

Riža. 1. Ovisnost dimenzija lijevane zone o promjenama radne površine elektroda:
a - debljina 1 + 1 mm: 1 - čelik Kh18N10T; 2 - čelik VNS2
b, c - kada je sferna površina elektrode istrošena sa strane tankog dijela

Stupanj zagrijavanja elektroda ovisi o načinu zavarivanja koji se koristi i debljini dijelova koji se zavaruju. Na primjer, kod točkastog zavarivanja čelika otpornog na koroziju, s povećanjem debljine dijelova od 0,8 + 0,8 do 3 + 3 mm, omjer topline oslobođene u elektrodama prema ukupnoj toplini oslobođenoj tijekom zavarivanja povećava se s 18 na 40% . Prema rezultatima izravnih mjerenja, temperatura radne površine elektroda pri zavarivanju pojedinačnih točaka uzoraka debljine 1,5–2 mm iznosi: 530 ° C za čelik ZOHGSA, 520 ° C za čelik Kh18N9T, 465 ° C za OT4 titan i 420 ° C za VZh98 leguru. Pri tempu (brzini) zavarivanja od 45 točaka u minuti temperatura je rasla i iznosila je 660, 640, 610 odnosno 580°C.

tab. jedan
Svojstva metala za elektrode i valjke

Vrsta metala elektrode i valjci	Specifično električni otpor, Ohm mm 2 /m	Maksimum električna provodljivost, % električne vodljivosti bakar	Minimalna tvrdoća prema Brinellu kgf/mm 2	Temperatura omekšavanje, o C	Materijali za zavarivanje
Karmijska bronca Br.Kd-1 (MK)	0,0219	85	110	300	mjed, bronca
Krom Karmijeva bronca Br.HKd-0,5-0,3	0,0219	85	110	370	Mjed, bronca, niskolegirani čelici, titan*
Krom bronca Br.X	0,023	80	120	370	Mjed, bronca, niskolegirani čelici, titan*
krom cirkonij bronca Br.HTsr-0,6-0,05	0,023	80	140	500	Niskolegirani čelici, titan
Legura Mts4	0,025	75	110	380	Čelici i legure otporni na koroziju, toplinu, titan*
bronca Br.NBT	0,0385	50	170	510	Čelici i legure otporni na koroziju, toplinu, titan

* Za metal debljine 0,6 mm ili manje

Za elektrode i valjke koriste se posebne legure bakra, koje imaju visoku toplinsku otpornost i električnu vodljivost (tablica 1). Najbolji metal za elektrode i valjke koji se koriste pri zavarivanju čelika i legura otpornih na koroziju, toplinu i titana je Br.NBT bronca, koja se proizvodi u obliku toplinski obrađenih valjanih ploča i lijevanih cilindričnih sirovina. Posebno je svrhovito izraditi kovrčave elektrode od Br.NBT bronce, jer kako bi se osigurala potrebna tvrdoća, nije potrebno otvrdnjavanje, što je potrebno za kadmij bakar, leguru Mts5B i broncu Br.Kh.
Ne preporuča se koristiti elektrode i valjke od bronce Br.NBT za zavarivanje niskolegiranih čelika, posebno bez vanjskog hlađenja, zbog mogućeg lijepljenja bakra na površinu dijelova na mjestu kontakta s elektrodama.
Najsvestranija legura je Mts5B; može se koristiti za elektrode i valjke pri zavarivanju svih metala koji se razmatraju. Međutim, legura Mts5B donekle je teška za proizvodnju i termomehaničku obradu, pa se stoga ne koristi široko. Osim toga, njegova otpornost pri zavarivanju čelika i legura otpornih na koroziju i toplinu mnogo je niža od one Br.NBT bronce. Kod točkastog zavarivanja čelika otpornih na koroziju debljine 1,5 + 1,5 mm, otpor elektroda od legure Br.NBT iznosi u prosjeku 7-8 tisuća točaka, od bronce Br.X - 2-3 tisuće točaka, a kod zavarivanja valjkom - odnosno 350 i 90 m šava.
Najveća primjena za točkasto zavarivanje dobio elektrode s ravnom i sfernom površinom i valjke s cilindričnom i sfernom radnom površinom. Dimenzije radne površine elektroda odabiru se ovisno o debljini dijelova koji se zavaruju; za većinu metala oblik površine može biti ravan (cilindričan za valjke) ili sferičan (tablica 2).

tab. 2
Dimenzije elektroda i valjaka

Debljina tanki lim, mm	elektrode			Valjci
	D	d elektronička pošta	R elektronička pošta	S	f	R elektronička pošta
0.3	12	3.0	15-25	6.0	3.0	15-25
0.5	12	4.0	25-50	6.0	4.0	25-30
0.8	12	5.0	50-75	10.0	5.0	50-75
1.0	12	5.0	75-100	10.0	5.0	75-100
1.2	16	6.0	75-100	12.0	6.0	75-100
1.5	16	7.0	100-150	12.0	7.0	100-150
2.0	20	8.0	100-150	15.0	8.0	100-150
2.5	20	9.0	150-200	18.0	10.0	150-200
3.0	25	10.0	150-200	20.0	10.0	150-200

Bilješka: Dimenzije D i S minimalno preporučeno

Elektrode s kuglastom radnom površinom bolje odvode toplinu, imaju veću otpornost i manje su osjetljive na izobličenja osi elektroda kada su ugrađene od elektroda s ravnom radnom površinom, stoga se koriste za zavarivanje na visećim strojevima (kliještima).
Kod zavarivanja elektrodama sa sfernom radnom površinom promjena F Sv. utječe na dimenzije lijevane zone u većoj mjeri nego kod uporabe elektroda s ravnom površinom, osobito kod zavarivanja duktilnih metala. Međutim, kada se smanjuje ja Sv. i t Sv. od postavljene vrijednosti d i ALI manje se smanjuju kod zavarivanja elektrodama s kuglastom površinom nego kod zavarivanja elektrodama s ravnom površinom.
Pri korištenju sfernih elektroda kontaktna površina elektrode i izratka na početku zavarivanja znatno je manja nego na kraju. To dovodi do činjenice da na strojevima s ravnim opterećenjem (strojevi s velikim Z m, kliješta s kabelom) gustoća struje u kontaktu elektrode i dijela može biti vrlo visoka kada je uključena, što pomaže smanjiti otpor elektroda. Stoga je preporučljivo koristiti postupno povećanje ja Sv., što osigurava gotovo konstantnu gustoću struje u kontaktu.
Kod točkastog i valjkastog zavarivanja legura bakra i titana poželjno je koristiti elektrode i valjke sa sfernom radnom površinom. U nekim slučajevima, korištenje samo sferne površine osigurava potrebnu kvalitetu spojeva, na primjer, kod zavarivanja dijelova nejednake debljine.
U većini slučajeva, elektrode su spojene na držače elektroda pomoću stožastog sjedišta. Prema GOST 14111-90 za ravne elektrode, konus podzemnog dijela uzima se 1:10 za elektrode promjera D≤25mm i 1:5 za elektrode D>25 mm. Ovisno o promjeru elektrode, praktički dopuštena sila kompresije F el=(4-5)D2 kgf.
U praksi se koriste razne elektrode i držači elektroda za zavarivanje raznih dijelova i sklopova. Da biste dobili točkaste spojeve stabilne kvalitete, bolje je koristiti držače elektroda s figurama nego elektrode s figurama. Držači kovrčavih elektroda imaju dulji vijek trajanja, a također imaju Bolji uvjeti za hlađenje elektroda, čime se povećava njihov otpor.

Riža. 2. Elektrode raznih izvedbi

Na sl. 2 prikazuje neke elektrode posebne namjene. Zavarivanje profila u obliku slova T s limom izvodi se pomoću donje elektrode s utorom ispod okomite stijenke profila (slika 2a, I). Kod zavarivanja dijelova nejednake debljine, kada je duboko udubljenje na površini tankog dijela nedopustivo, elektroda 1 se može koristiti s čeličnim prstenom 2 na radnoj površini, koji stabilizira područje kontakta elektrode i dijela (sl. 2a, II ). Prisutnost bakrene folije 3 između elektrode i obratka eliminira paljenje u kontaktnom prstenu - obratku. Za brtvljenje cijevi tankih stijenki 3 od čelika otpornog na koroziju pomoću točkastog zavarivanja koristi se elektroda 1 s izduženom radnom površinom (slika 2 a, III). Čelična mlaznica 2 koncentrira struju i omogućuje gnječenje cijevi bez opasnosti od oštećenja radne površine. Na radnu površinu elektroda 1 mogu se učvrstiti čelične cijevi 2 koje stabiliziraju kontakt između elektrode i dijela i smanjuju trošenje elektroda (sl. 2a, IV, V).
Kod točkastog zavarivanja osi elektroda moraju biti okomite na površine dijelova koji se zavaruju. Stoga, dijelove s nagibima (glatko mijenjanje debljine) treba zavariti pomoću samoporavnajuće rotacijske elektrode sa sfernim nosačem (slika 2b).
Za točkasto zavarivanje dijelova s ​​velikim omjerom debljina, ponekad se elektroda postavlja na stranu tankog dijela (slika 2c, I), čiji je radni dio izrađen od metala niske toplinske vodljivosti (volfram, molibden, itd.). Takva se elektroda sastoji od bakrenog tijela 1 i umetka 2 zalemljenog u tijelu. Radni dio elektrode 3 ponekad je zamjenjiv i fiksiran na tijelo elektrode 1 spojnom maticom 2 (slika 2c, II). Elektroda omogućuje brzu zamjenu radnog dijela kada je istrošen ili, ako je potrebno, preuređenje umetka s drugim oblikom radne površine.
Za zavarivanje valjka koriste se kompozitni valjci, u kojima je baza 1 izrađena od bakrene legure, a radni dio 2 zalemljen na njega izrađen je od volframa ili molibdena (slika 2c, III). Tijekom zavarivanja dugih šavova valjkom na dijelovima male debljine (0,2-0,5 mm), radna površina valjaka brzo se istroši, pa se kvaliteta zavarivanja pogoršava. U takvim slučajevima valjci imaju utor u koji se stavlja žica od hladno vučenog bakra (slika 3), koja se premotava kada se valjci okreću s jednog namotaja na drugi. Ova metoda osigurava stabilan oblik radne površine i višestruku upotrebu žičane elektrode pri zavarivanju tankih ili obloženih dijelova valjkom.

Kako bi se izbjegle česte izmjene elektroda, glave s više elektroda mogu se koristiti za zavarivanje dijelova različitih debljina na istom stroju. U glavu su ugrađene elektrode s radnom površinom različitih oblika. Kod točkastog zavarivanja dijelova nejednake debljine važno je osigurati stabilnu radnu površinu elektrode na strani tankog dijela. U tu svrhu koristi se glava s više elektroda 1; valjak 2 postavlja se sa strane debelog dijela (slika 4). Kada se radna površina elektrode istroši, zamjenjuje se novom okretanjem glave. Glave s više elektroda također omogućuju, bez uklanjanja elektroda iz aparata za zavarivanje, automatsko čišćenje elektrode koja ne ovaj trenutak zavarivanje.
Ponekad elektrode opskrbljuju strujom dijelove koji se zavaruju, ali nisu spojene izravno na stroj za zavarivanje. Na primjer, potrebno je zavarivati ​​cijevi tankih stijenki malog promjera (10-40 mm) s uzdužnim valjkastim šavom. Da biste to učinili, cijev 1 s bakrenim trnom 2 postavlja se između valjaka stroja za poprečno zavarivanje (slika 5a). Šavovi dovoljne duljine mogu se zavarivati ​​na ovaj način. Za zavarivanje kutijastih dijelova 1 koristi se šablonska elektroda 2, pričvršćena na os 3 kako bi se rotirala nakon zavarivanja prvog šava (slika 5b).

Riža. 5. Trnovite elektrode koje se koriste na strojevima s valjcima
poprečno zavarivanje:
a - zavarivanje cijevi s tankim stijenkama;
b - zavarivanje kućišta;
1- detalji; 2 - elektrode; 3 - os.

Otpor elektroda i valjaka ovisi o uvjetima njihovog hlađenja. Elektrode za točkasto zavarivanje moraju biti iznutra hlađene vodom. Da biste to učinili, elektrode sa strane dijela za slijetanje imaju rupu u koju je umetnuta cijev, pričvršćena u držač elektrode. Voda ulazi kroz cijev, pere dno i stijenke otvora, te prolazi kroz prostor između unutarnjih stijenki elektrode i cijevi u držač elektrode. Kraj cijevi treba imati skošenje pod kutom od 45°, čiji rub treba biti 2-4 mm od dna elektrode. S povećanjem ove udaljenosti stvaraju se mjehurići zraka i pogoršava se hlađenje radne površine elektrode.
Na otpor elektroda utječe udaljenost radne površine od dna rashladnog kanala. Smanjenjem te udaljenosti povećava se otpor elektroda (broj točaka prije ponovnog brušenja), ali se smanjuje broj njezinih mogućih ponovnih točaka do potpunog istrošenja, a time i životni vijek. Analizirajući utjecaj ova dva čimbenika na cijenu metala elektrode, a time i na cijenu elektroda, utvrđeno je da udaljenost od dna do radne površine treba biti (0,7 -0,8) D (gdje je D vanjski promjer elektrode). Kako bi se pojačao intenzitet hlađenja tijekom točkastog zavarivanja, može se koristiti dodatno vodeno hlađenje elektroda i mjesta zavarivanja. U ovom slučaju, voda se dovodi kroz rupe u elektrodama ili zasebno kroz posebnu vanjsku cijev za hlađenje. Ponekad se koristi unutarnje hlađenje tekućinama ispod 0°C ili komprimiranim zrakom.
Kod zavarivanja valjcima češće se koristi vanjsko hlađenje valjaka i mjesta zavarivanja. Međutim, ovaj način hlađenja nije prikladan za zavarivanje čelika koji otvrdnjavaju. Ako je kod točkastog zavarivanja lako izvršiti unutarnje hlađenje elektroda, tada je kod zavarivanja valjkom to dovoljno težak zadatak.
Pri radu s elektrodama i valjcima povremeno je potrebno očistiti i obnoviti njihovu radnu površinu. Elektrode s ravnom radnom površinom obično se čiste osobnom turpijom i abrazivnom krpom, elektrode s okruglom radnom površinom - gumenom podlogom debljine 15-20 mm omotanom abrazivnom krpom.
Radna površina elektroda se najčešće restaurira na strugovima. Da biste dobili radnu površinu pravilnog oblika, preporučljivo je koristiti rezače posebnog oblika.

RX rezači koje proizvodi SINTERLEGHE prema patentu EP2193003 omogućuju vam da:

Oštrite elektrode različitih oblika vrhova pomoću jednog rezača

Podijelite uklonjene strugotine između gornje i donje elektrode

Smanjite troškove potrošni materijal zbog velike čvrstoće i tvrdoće materijala oštrice

Možete koristiti razvoj SINTERLEGHE za rad s drugim proizvođačima strojeva za mljevenje (vidi sliku)

Kao rezultat testova za potvrdu patenta EP2193003 za RX rezače, postignuti su sljedeći rezultati:

Smanjenje troškova nabave elektroda za 50%

Smanjeno prskanje

Poboljšanje kvalitete i izgleda mjesta zavarivanja

Smanjenje broja zaustavljanja linije za zamjenu elektroda

Smanjenje broja korištenih modela svjetiljki

Smanjenje troškova plamenika

Smanjena potrošnja električne energije

DIMENZIJE ELETRODA NAKON OŠTRENJA

Rezač RX SINTERLEGHE (patent EP 2193003) može se koristiti kada se koriste strojevi za oštrenje drugih proizvođača:

Njemačka: Lutz - Brauer - AEG - Wedo

Italija: Sinterleghe - Gem - Mi-Ba

Francuska: AMDP-Exrod

SAD: Semtorq, Stillwater

Japan: Kyokuton-Obara

Parametar	RX SINTERLEGHE patent 2193003	Rezači s jednom oštricom
Uklanjanje materijala elektrode, sa silom kompresije elektrode od 120 daN	0,037 mm/s	0,08 mm/s
Broj ciklusa za oštrenje elektroda prije njihove zamjene
Vrijeme oštrenja
Broj točaka zavarivanja za cijeli vijek trajanja elektroda
Životni vijek rezanja za oštrenje	60.000 (12 mjeseci)	10.000 (3 mjeseca)
Vrijeme za zamjenu elektroda za 200 dana
Ušteda vremena
	RX SINTERLEGHE patent 2193003	Rezači s jednom oštricom
Cijena dvije elektrode
Trošak elektroda za zavarivanje 10.000 bodova
Troškovi godišnje za kupnju novih elektroda (2.000.000 bodova / 200 radnih dana)
Godišnji trošak držača oštrice
Godišnji trošak po oštrici		(4 komada x 50 eura) = 200 eura
Godišnji trošak po baklji
Godišnji troškovi održavanja i zamjene svjetiljki		12 eura (4 lez x 3 eura)
Ukupni trošak kupnje elektroda i zamjene oštrica ili rezača
ukupni trošak po stroju za zavarivanje tijekom 8 godina
Troškovi za 10 aparata za zavarivanje
Spremanje

Priču o držačima elektroda i elektrodama za točkasto zavarivanje odlučili smo izdvojiti u poseban članak zbog velike količine materijala na ovu temu.

Držači elektroda za aparate za točkasto zavarivanje

Držači elektroda služe za ugradnju elektroda, regulaciju razmaka između njih, dovod struje zavarivanja na elektrode i odvođenje topline koja nastaje tijekom zavarivanja. Oblik i dizajn držača elektroda određen je oblikom zavarenog sklopa. U pravilu, držač elektrode je bakrena ili mjedena cijev s konusnom rupom za ugradnju elektrode. Ova rupa može biti napravljena duž osi držača elektrode, okomito na os ili pod kutom. Često isti stroj može biti opremljen s nekoliko opcija za držače elektroda za svaku vrstu elektrode, ovisno o obliku dijelova koji se zavaruju. U nekim strojevima male snage držači elektroda možda uopće nisu uključeni, budući da njihove funkcije obavljaju debla za zavarivanje.
U standardnim strojevima najčešće se koriste ravni držači elektroda (slika 1), kao najjednostavniji. U njih se mogu ugraditi elektrode raznih oblika. U slučaju zavarivanja velikih dijelova s ​​ograničenim pristupom mjestu zavarivanja, preporučljivo je koristiti oblikovane držače elektroda s jednostavnim ravnim elektrodama. Pričvršćeni su u držače elektroda zbog konusnog nalijeganja, klinova ili vijaka. Uklanjanje elektrode iz držača izvodi se laganim lupkanjem drvenim čekićem ili posebnim ekstraktorom.

Elektrode za točkasto zavarivanje

Elektrode za točkasto zavarivanje koriste se za komprimiranje dijelova, opskrbu dijelova strujom zavarivanja i odvođenje topline koja se stvara tijekom zavarivanja. Ovo je jedan od najkritičnijih elemenata kruga zavarivanja aparata za točkasto zavarivanje, jer oblik elektrode određuje mogućnost zavarivanja pojedinog čvora, a njena trajnost određuje kvalitetu zavarivanja i trajanje besprijekornog rada aparata. operacija. Postoje ravne (slika 4) i kovrčave elektrode (slika 5). Neki primjeri upotrebe ravnih elektroda prikazani su u tablici 1. Mnoge ravne elektrode proizvode se u skladu s GOST 14111-77 ili OST 16.0.801.407-87.

Za oblikovane elektrode, os koja prolazi kroz središte radne površine značajno je pomaknuta u odnosu na os dosjedne površine (konusa). Koriste se za zavarivanje dijelova složenog oblika i sklopova na teško dostupnim mjestima.

Dizajn elektroda za točkasto zavarivanje

Elektroda za točkasto zavarivanje (slika 6) konstruktivno se sastoji od radnog dijela (1), srednjeg (cilindričnog) dijela (2) i podesnog dijela (3). Unutar tijela elektrode nalazi se unutarnji kanal u koji je umetnuta cijev za dovod vode za hlađenje držača elektrode.
Radni dio (1) elektrode ima ravnu ili sfernu površinu; promjer radne površine d el ili polumjer kugle R el bira se ovisno o materijalu i debljini dijelova koji se zavaruju. Kut konusa radnog dijela obično je 30°.
Srednji dio (2) osigurava čvrstoću elektrode i mogućnost korištenja ekstraktora ili drugog alata za demontažu elektroda. Proizvođači koriste različite metode za izračunavanje veličina elektroda. U SSSR-u, prema OST 16.0.801.407-87, uspostavljene su standardne serije:

D el = 12, 16, 20, 35, 32, 40 mm

L = 35, 45, 55, 70, 90, 110 mm

Ovisno o maksimalnoj sili kompresije stroja:

D el \u003d (0,4 - 0,6) √ F el (mm).

Gdje je: F el - najveća sila pritiska stroja (daN).

Podzemni dio (3) mora imati konus radi čvrstog prianjanja u držač elektrode i sprječavanja curenja rashladne vode. Za elektrode promjera 12-25 mm, konus je 1:10, za elektrode promjera 32-40 mm, konus je 1:5. Duljina konusnog dijela nije manja od 1,25D el. Slijetni dio obrađuje se čistoćom najmanje 7. klase (R z 1,25).

Promjer unutarnjeg rashladnog kanala određen je brzinom protoka rashladne vode i dovoljnom tlačnom čvrstoćom elektrode i iznosi:

d 0 \u003d (0,4 - 0,6) D el (mm).

Udaljenost od radne površine elektrode do dna unutarnjeg kanala uvelike utječe na radne karakteristike elektrode: trajnost, vijek trajanja. Što je ta udaljenost manja, to je bolje hlađenje elektrode, ali elektroda može izdržati manje ponovnog brušenja. Prema eksperimentalnim podacima:

h = (0,75 - 0,80) D el (mm).

Vatrostalni umeci od volframa W ili molibdena Mo (slika 4g) utisnuti su u bakrene elektrode ili zalemljeni lemovima koji sadrže srebro; takve se elektrode koriste kod zavarivanja pocinčanih ili anodiziranih čelika. Elektrode s izmjenjivim radnim dijelom (slika 4i) i s kuglastim zglobom (slika 4k) koriste se kod zavarivanja dijelova od različitih materijala ili dijelova različitih debljina. Zamjenjivi radni dio izrađen je od volframa, molibdena ili njihovih legura s bakrom i pričvršćen je na elektrodu spojnom maticom. Također se koriste čelične ili mjedene elektrode s prešanim bakrenim omotačem (slika 4h) ili bakrene elektrode s čeličnom oprugom opterećenom čahurom.

Materijali za elektrode za točkasto zavarivanje

Otpornost elektroda je njihova sposobnost da zadrže dimenzije i oblik radne površine (kraja), da se odupru međusobnom prijenosu metala elektroda i dijelova koji se zavaruju (onečišćenje radne površine elektrode). Ovisi o izvedbi i materijalu elektrode, promjeru njezina cilindričnog dijela, kutu konusa, svojstvima i debljini materijala koji se zavariva, načinu zavarivanja i uvjetima hlađenja elektrode. Istrošenost elektroda ovisi o dizajnu elektroda (materijal, promjer cilindričnog dijela, kut konusa radne površine) i parametrima načina zavarivanja. Pregrijavanje, taljenje, oksidacija tijekom rada u vlažnom ili korozivnom okruženju, deformacija elektroda s velikim silama kompresije, izobličenje ili pomicanje elektroda povećavaju njihovo trošenje.

Materijal elektrode odabire se uzimajući u obzir sljedeće zahtjeve:

• električna vodljivost usporediva s onom čistog bakra;
• dobra toplinska vodljivost;
• mehanička čvrstoća;
• obradivost pritiskom i rezanjem;
• otpornost na omekšavanje pod cikličkim zagrijavanjem.

U usporedbi s čistim bakrom, legure na njegovoj osnovi imaju 3-5 puta veću otpornost na mehanička naprezanja, stoga se legure bakra koriste za elektrode za točkasto zavarivanje sa svojim naizgled međusobno isključivim zahtjevima. Legiranje s kadmijem Cd, kromom Cr, berilijem Be, aluminijem Al, cinkom Zn, cirkonijem Zr, magnezijem Mg ne smanjuje električnu vodljivost, već povećava čvrstoću u zagrijanom stanju, dok željezo Fe, nikal Ni i silicij Si povećavaju tvrdoću i mehaničku čvrstoću . Primjeri uporabe nekih bakrenih legura za elektrode za točkasto zavarivanje prikazani su u tablici 2.

Izbor elektroda za točkasto zavarivanje

Pri izboru elektroda glavni parametri su oblik i dimenzije radne površine elektrode. U ovom slučaju potrebno je uzeti u obzir kvalitetu materijala za zavarivanje, kombinaciju debljina limova za zavarivanje, oblik zavarenog sklopa, zahtjeve za površinu nakon zavarivanja i parametre dizajna. načina zavarivanja.

Postoje sljedeće vrste oblika radne površine elektrode:

• s ravnim (karakteriziran promjerom radne površine d el);
• sa sfernim (karakteriziranim polumjerom R el) površinama.

Elektrode sa sfernom površinom manje su osjetljive na izobličenja, stoga se preporučuju za uporabu na strojevima radijalnog tipa i visećim strojevima (kliještima) i za oblikovane elektrode koje rade s velikim otklonom. Ruski proizvođači preporuča se koristiti samo elektrode s kuglastom površinom za zavarivanje lakih legura, čime se izbjegavaju udubljenja i podrezivanja duž rubova mjesta zavarivanja (vidi sliku 7). Ali možete izbjeći udubljenja i podrezivanja korištenjem ravnih elektroda s povećanim krajem. Iste zglobne elektrode izbjegavaju izobličenje i stoga mogu zamijeniti sferne elektrode (slika 8). Međutim, ove se elektrode uglavnom preporučuju za zavarivanje limova debljine ≤1,2 mm.

Prema GOST 15878-79, dimenzije radne površine elektrode odabiru se ovisno o debljini i stupnju materijala koji se zavaruju (vidi tablicu 3). Nakon ispitivanja poprečnog presjeka mjesta zavara, postaje jasno da postoji izravan odnos između promjera elektrode i promjera jezgre mjesta zavara. Promjer elektrode određuje površinu kontaktne površine, koja odgovara fiktivnom promjeru vodiča otpora r između limova koji se zavaruju. Kontaktni otpor R bit će obrnuto proporcionalan ovom promjeru i obrnuto proporcionalan preliminarnoj kompresiji elektroda za izravnavanje mikrohrapavosti površine. Istraživanje ARO (Francuska) pokazalo je da se proračun promjera radne površine elektrode može provesti prema empirijskoj formuli:

d el = 2t + 3 mm.

Gdje je t nazivna debljina limova koji se zavaruju.

Najteže je izračunati promjer elektrode kada je debljina limova koji se zavaruju nejednaka, kada se zavaruje paket od tri ili više dijelova i kada se zavaruju različiti materijali. Očito, kod zavarivanja dijelova različitih debljina, promjer elektrode mora biti odabran u odnosu na tanji lim. Koristeći formulu za izračunavanje promjera elektrode, koja je proporcionalna debljini lima koji se zavaruje, oblikujemo fiktivni vodič sa sužavajućim promjerom, koji zauzvrat pomiče točku zagrijavanja na kontaktnu točku ova dva lima (Sl. 10).

Pri istovremenom zavarivanju paketa dijelova odabir promjera radne površine elektrode vrši se prema debljini vanjskih dijelova. Kod zavarivanja različitih materijala s različitim termofizičkim karakteristikama, opaža se manja penetracija u metalu s manjim električnim otporom. U tom slučaju, na strani metalnog dijela s manjim otporom koristi se elektroda s velikim promjerom radne površine d el ili izrađena od materijala s većom toplinskom vodljivošću (na primjer, BrX krom bronca).

Valery Raisky
Časopis "Oprema: tržište, ponuda, cijene", broj 05, svibanj 2005

Književnost:

1. Knorozov B.V., Usova L.F., Tretyakov A.V. Tehnologija metala i znanost o materijalima. - M., Metalurgija, 1987.
2. Priručnik graditelja strojeva. T. 5, knj. 1. ur. Satel E.A. - M., Mashgiz, 1963.

Točkasto zavarivanje je metoda u kojoj se dijelovi preklapaju u jednoj ili više točaka. Kada se primijeni električna struja, dolazi do lokalnog zagrijavanja, uslijed čega se metal topi i hvata. Za razliku od elektrolučnog ili plinskog zavarivanja, nije potreban dodatni materijal: ne tope se elektrode, već sami dijelovi. Omotavanje inertnim plinom također nije potrebno: zavareni bazen je dovoljno lokaliziran i zaštićen od prodora atmosferskog kisika. Zavarivač radi bez maske i rukavica. To omogućuje bolju vizualizaciju i kontrolu procesa. Točkasto zavarivanje pruža visoku produktivnost (do 600 točaka/min) uz niske troškove. Široko se koristi u različitim sektorima gospodarstva: od izrade instrumenata do konstrukcije zrakoplova, kao iu domaće svrhe. Nijedna automehaničarska radionica ne može bez točkastog zavarivanja.

Oprema za točkasto zavarivanje

Rad se izvodi na posebnom Stroj za zavarivanje, nazvan spotter (od engleskog Spot - točka). Spoteri su stacionarni (za rad u radionicama) i prijenosni. Jedinica radi s napajanjem od 380 ili 220 V i stvara strujne naboje od nekoliko tisuća ampera, što je puno više od pretvarača i poluautomatskih uređaja. Struja se dovodi do bakrene ili ugljične elektrode koja se pomoću pneumatike ili ručne poluge pritišće na površine koje se zavaruju. Postoji toplinski učinak koji traje nekoliko milisekundi. Međutim, to je dovoljno za pouzdano spajanje površina. Budući da je vrijeme izlaganja minimalno, toplina se ne širi dalje kroz metal, a mjesto zavara se brzo hladi. Detalji od običnog čelika, pocinčanog željeza, nehrđajućeg čelika, bakra, aluminija podložni su zavarivanju. Debljina površina može biti različita: od najtanjih dijelova za instrumente do listova debljine 20 mm.

Kontaktno točkasto zavarivanje može se izvesti s jednom ili dvije elektrode s različitih strana. Prva metoda se koristi za zavarivanje tankih površina ili u slučajevima kada je nemoguće pritisnuti s obje strane. Za drugu metodu koriste se posebna kliješta za stezanje dijelova. Ova opcija pruža sigurnije držanje i češće se koristi za izratke s debelim stijenkama.

Prema vrsti struje aparati za točkasto zavarivanje dijele se na:

• rad na izmjeničnu struju;
• rad na istosmjernu struju;
• niskofrekventni uređaji;
• uređaji tipa kondenzatora.

Izbor opreme ovisi o karakteristikama tehnološki proces. Najčešći uređaji su izmjenične struje.

Povratak na indeks

Elektrode za točkasto zavarivanje

Elektrode za točkasto zavarivanje razlikuju se od elektroda za elektrolučno zavarivanje. Oni ne samo da daju struju površinama koje treba zavariti, već također obavljaju funkciju stezanja, a također su uključeni u uklanjanje topline.

Visoki intenzitet radnog procesa uvjetuje upotrebu materijala koji je otporan na mehaničke i kemijske utjecaje. Najviše zahtjeve ispunjava bakar s dodatkom kroma i cinka (0,7 odnosno 0,4%).

Kvaliteta točke zavarivanja uvelike je određena promjerom elektrode. Trebala bi biti najmanje 2 puta veća od debljine dijelova koji se spajaju. Dimenzije šipki regulirane su GOST-om i iznose od 10 do 40 mm u promjeru. Preporučene veličine elektroda prikazane su u tablici. (Slika 1)

Za zavarivanje običnih čelika preporučljivo je koristiti elektrode s ravnom radnom površinom, za zavarivanje visokougljičnih i legiranih čelika, bakra, aluminija - s kuglastom.

Elektrode sa sfernim vrhom su izdržljivije: mogu proizvesti više vrhova prije ponovnog oštrenja.

Osim toga, oni su univerzalni i prikladni za zavarivanje bilo kojeg metala, ali korištenje ravnih za zavarivanje aluminija ili magnezija dovest će do stvaranja udubljenja.

Točkasto zavarivanje na teško dostupnim mjestima izvodi se zakrivljenim elektrodama. Zavarivač koji se susreće s takvim radnim uvjetima uvijek ima set različitih figuriranih elektroda.

Kako bi se osigurao pouzdan prijenos struje i stezanje, elektrode moraju biti čvrsto povezane s držačem elektrode. Da bi to učinili, njihovi dijelovi za slijetanje dobivaju oblik stošca.

Neke vrste elektroda imaju navoje ili su montirane na cilindričnu površinu.

Povratak na indeks

Parametri točkastog zavarivanja

Glavni parametri procesa su jakost struje, trajanje impulsa, sila kompresije.

Količina proizvedene topline, brzina zagrijavanja i veličina zavarene jezgre ovise o jakosti struje zavarivanja.

Uz jakost struje, na količinu topline i veličinu jezgre utječe i trajanje impulsa. Međutim, kada se postigne određeni trenutak, dolazi do stanja ravnoteže, kada se sva toplina odvodi iz zone zavarivanja i više ne utječe na taljenje metala i veličinu jezgre. Stoga je produljenje trajanja opskrbe strujom izvan ovoga nepraktično.

Sila pritiska utječe na plastičnu deformaciju zavarenih površina, preraspodjelu topline po njima i kristalizaciju jezgre. Visoka sila kompresije smanjuje otpor električna struja, idući od elektrode do dijelova koji se zavaruju iu suprotnom smjeru. Dakle, struja se povećava, proces taljenja se ubrzava. Spoj napravljen s velikom tlačnom silom karakterizira velika čvrstoća. Kod velikih strujnih opterećenja kompresija sprječava prskanje rastaljenog metala. Kako bi se smanjilo naprezanje i povećala gustoća jezgre, u nekim slučajevima se nakon isključivanja struje provodi dodatno kratkotrajno povećanje sile kompresije.

Razlikujte meko i tvrdo. U mekom načinu rada jačina struje je manja (gustoća struje je 70-160 A / mm²), a trajanje impulsa može biti do nekoliko sekundi. Takvo zavarivanje koristi se za spajanje čelika s niskim udjelom ugljika i češće je kod kuće, kada se rad izvodi na uređajima male snage. U tvrdom načinu rada, trajanje snažnog impulsa (160-300 A / mm²) je od 0,08 do 0,5 sekundi. Detalji pružaju maksimalnu moguću kompresiju. Brzo zagrijavanje i brzo hlađenje omogućuju da zavarena jezgra zadrži otpornost na koroziju. Tvrdi način se koristi pri radu s bakrom, aluminijem, visokolegiranim čelicima.

Odabir optimalnih parametara zahtijeva uzimanje u obzir mnogih čimbenika i testiranje nakon izračuna. Ako je izvođenje probnog rada nemoguće ili nepraktično (na primjer, s jednokratnim zavarivanjem kod kuće), tada se trebate pridržavati načina opisanih u referentnim knjigama. Preporučeni parametri za jakost struje, trajanje impulsa i kompresiju za zavarivanje običnih čelika navedeni su u tablici. (Slika 2)

Povratak na indeks

Mogući nedostaci i njihovi uzroci

Dobro napravljena točka osigurava pouzdanu vezu, čiji vijek trajanja u pravilu premašuje vijek trajanja samog proizvoda. Međutim, kršenje tehnologije može dovesti do nedostataka koji se mogu podijeliti u 3 glavne skupine:

• nedovoljne dimenzije zavarene jezgre i odstupanje njegovog položaja u odnosu na spoj dijelova;
• mehanička oštećenja: pukotine, udubljenja, školjke;
• kršenje mehaničkih i antikorozivnih svojstava metala u području uz točku zavarivanja.

Smatrati specifične vrste kvarovi i njihovi uzroci:

1. Nedostatak prodiranja može biti uzrokovan nedovoljnom jakošću struje, prekomjernom kompresijom, trošenjem elektrode.
2. Vanjske pukotine nastaju kod prevelike struje, nedovoljne kompresije, prljavih površina.
3. Prekidi na rubovima nastaju zbog njihove blizine jezgre.
4. Udubljenja elektroda nastaju kada su elektrode premale, nepravilno postavljene, previše stisnute, imaju prejaku struju i preduge.
5. Prskanje rastaljenog metala i njegovo ispunjavanje prostora između dijelova (unutarnje prskanje) nastaje zbog nedovoljne kompresije, stvaranja zračne šupljine u jezgri i neusklađenih elektroda.
6. Vanjsko prskanje rastaljenog metala na površinu dijelova može biti uzrokovano nedovoljnom kompresijom, previsokim strujnim i vremenskim režimima, kontaminiranim površinama i iskrivljenim elektrodama. Posljednja dva čimbenika negativno utječu na jednolikost raspodjele struje i taljenje metala.
7. Unutarnje pukotine i šupljine nastaju zbog prekomjernih strujnih i vremenskih režima, nedovoljne ili zakašnjele kompresije otkovka i onečišćenja površina. Šupljine skupljanja nastaju u trenutku hlađenja jezgre. Kako bi se spriječili, nakon prekida opskrbe strujom koristi se kompresija kovanjem.
8. Razlog nepravilnog oblika jezgre ili njegovog pomaka je nakrivljenost ili neusklađenost elektroda, onečišćenje površine dijelova.
9. Progorjelost je rezultat kontaminiranih površina ili nedovoljne kompresije. Kako bi se izbjegao ovaj nedostatak, struja se mora primijeniti tek nakon što je kompresija potpuno osigurana.

Za otkrivanje nedostataka koriste se vizualni pregled, radiografija, ultrazvuk, kapilarna dijagnostika.

Tijekom probnog rada, kontrola kvalitete mjesta zavarivanja provodi se metodom puknuća. Jezgra bi trebala ostati u potpunosti na jednom dijelu, a na drugom - duboki krater.

Ispravljanje nedostataka ovisi o njihovoj prirodi. Primijenite mehaničko čišćenje vanjskih prskanja, kovanje tijekom deformacije, toplinsku obradu za ublažavanje stresa. Češće se neispravne točke jednostavno probavljaju.