Slipning av volframelektroder. Maskiner och verktyg för slipning av elektroder för motståndspunktsvetsning Sinterleghe

Används överallt. De används för svetsning av aluminium, rostfritt stål, icke-järnmetaller och många andra material. En kombination av volframelektrod + skyddsgas är ett bra val för den som vill uppnå hög kvalitet svetsade fogar.

Men vilken svetsare som helst kommer att berätta att för ett anständigt resultat räcker det inte att bara känna till svetsteknik. Det är också nödvändigt att komma ihåg små knep som kommer att förenkla och till och med förbättra resultatet av ditt arbete. Ett av dessa knep är att skärpa elektroden. I den här artikeln kommer vi kort att beskriva varför det behövs och hur du själv kan vässa en volframelektrod.

Volfram är en av de mest eldfasta metallerna som används för att tillverka elektroder. Smältpunkten för volfram är över 3000 grader Celsius. Under normala svetsförhållanden används inte dessa temperaturer. Därför kallas volframelektroder icke-förbrukningsbara. När de appliceras ändras de praktiskt taget inte i storlek.

Men trots detta kan volframelektroder fortfarande bli kortare. Under svetsprocessen (till exempel när man träffar bågen eller när man bildar en söm) kan elektroden slipa mot metallytan. I de flesta fall är det inte så illa. Men ibland orsakar en trubbig elektrod brist på fusion.

Hur löser man detta problem? Mycket enkelt: skärpa. En vässad volframelektrod utför regelbundet sin funktion och bildar hållbara sömmar av hög kvalitet.

Hur man vässar en elektrod

Slipning av volframelektroden kan utföras på en mängd olika sätt. Detta kan vara en slipskiva, kemisk skärpning, slipning med en speciell pasta eller mekanisk skärpning. Det senare utförs med hjälp av speciella enheter. De kan vara både bärbara och stationära.

De bärbara inkluderar en manuell maskin för att skärpa volframelektroder, och de stationära inkluderar en maskin för att slipa volframelektroder. Enligt vår mening ger användningen av sådana enheter det bästa resultatet.

Skärpningsformen kan vara sfärisk eller konisk. Den sfäriska formen är mer lämplig för DC-svetsning, och den koniska formen är mer lämplig för AC-svetsning. Vissa svetsare noterar att de inte märker någon stor skillnad vid svetsning med elektroder med olika skärpningsformer. Men vår erfarenhet har visat att det finns skillnader. Och om du är en professionell svetsare blir skillnaden uppenbar.

Den optimala längden på den skärpta delen kan beräknas med formeln Ø*2 . Det vill säga, om elektroddiametern är 3 mm, bör längden på den skärpta delen vara 6 mm. Och så i analogi med vilken annan diameter som helst. Efter slipning, matta änden av elektroden något genom att knacka den på en hård yta.

En annan viktig parameter är vinkeln på elektrodskärpningen. Det beror på hur mycket svetsström du kommer att använda.

Så vid svetsning vid ett lågt värde på svetsströmmen räcker en vinkel på 10-20 grader för skärpning. Den optimala vinkeln är 20 grader.

En skärpningsvinkel på 20-40 grader är ett bra alternativ vid svetsning med genomsnittliga svetsströmvärden.

Om du använder höga strömmar kan skärpningsvinkeln vara från 40 till 120 grader. Men vi rekommenderar inte att skärpa spöet mer än 90 grader. Annars kommer bågen att brinna instabil och det blir svårt för dig att bilda en söm.

Elektroder (rullar) är ett verktyg som gör direktkontakt mellan maskinen och de delar som ska svetsas. Elektroder i svetsprocessen utför tre huvuduppgifter:
- komprimera detaljer;
- ta med svetsströmmen;
- de tar bort värmen som frigörs vid svetsning i elektrod-elektrodsektionen.
Kvaliteten på de resulterande svetsfogarna beror direkt på formen på arbetsytan på elektroderna i kontakt med delarna. Slitaget på arbetsytan, den tillhörande ökningen av kontaktytan mellan elektroden och delen, leder till en minskning av strömtätheten och trycket i svetszonen, och följaktligen till en förändring av de tidigare erhållna parametrarna för gjutzon och fogarnas kvalitet.
En ökning av arbetsytan på en platt elektrod under dess slitage minskar storleken på den gjutna zonen i större utsträckning vid svetsning av seg metall än vid svetsning av höghållfast metall (fig. 1a). Slitaget av elektrodens sfäriska arbetsyta, installerad på sidan av en tunn del, minskar dess penetration (fig. 1b, c).
Grundläggande krav för elektroder:
- hög elektrisk ledningsförmåga för svetsning
- bibehålla formen på arbetsytan i processen att svetsa ett givet antal punkter eller meter av en rullsöm.
Vid punkt- och rullsvetsning värms elektroderna upp till höga temperaturer som ett resultat av att värme frigörs direkt i elektroderna och dess överföring från delarna som ska svetsas.

Ris. 1. Beroende av dimensionerna på den gjutna zonen på förändringar i elektrodernas arbetsyta:
a - tjocklek 1 + 1 mm: 1 - stål Kh18N10T; 2 - stål VNS2
b, c - när elektrodens sfäriska yta är sliten från sidan av en tunn del

Graden av uppvärmning av elektroderna beror på vilket svetsläge som används och tjockleken på de delar som ska svetsas. Till exempel, vid punktsvetsning av korrosionsbeständigt stål, med en ökning av tjockleken på delar från 0,8 + 0,8 till 3 + 3 mm, ökar förhållandet mellan värme som frigörs i elektroderna och den totala värmen som frigörs under svetsning från 18 till 40 % . Enligt resultaten från direkta mätningar är temperaturen på elektrodernas arbetsyta vid svetsning av enstaka punkter av prover med en tjocklek på 1,5–2 mm: 530°C för ZOHGSA-stål, 520°C för Kh18N9T-stål, 465°C för OT4 titan och 420°C för VZh98 legering. Vid en svetshastighet (hastighet) 45 punkter per minut ökade temperaturen och uppgick till 660, 640, 610 respektive 580°C.

Flik. ett
Egenskaper hos metaller för elektroder och rullar

Metallkvalitet elektroder och rullar	specifik elektrisk resistans, Ohm mm 2 /m	Maximal elektrisk konduktivitet, % av elektrisk ledningsförmåga koppar	Minsta hårdhet enligt Brinell kgf/mm 2	Temperatur uppmjukning, om C	Svetsmaterial
Karmium brons Br.Kd-1 (MK)	0,0219	85	110	300	mässing, brons
Krom Karmium Brons Br.HKd-0,5-0,3	0,0219	85	110	370	Mässing, brons, låglegerade stål, titan*
Krom brons Br.X	0,023	80	120	370	Mässing, brons, låglegerade stål, titan*
Krom Zirkonium Brons Br.HTsr-0,6-0,05	0,023	80	140	500	Låglegerade stål, titan
Legering Mts4	0,025	75	110	380	Korrosionsbeständiga, värmebeständiga stål och legeringar, titan*
Brons Br.NBT	0,0385	50	170	510	Korrosionsbeständiga, värmebeständiga stål och legeringar, titan

* För metall med en tjocklek på 0,6 mm eller mindre

För elektroder och rullar används speciella kopparlegeringar, som har hög värmebeständighet och elektrisk ledningsförmåga (tabell 1). Den bästa metallen för elektroder och rullar som används vid svetsning av korrosionsbeständiga, värmebeständiga stål och legeringar och titan är Br.NBT-brons, som tillverkas i form av värmebehandlade valsade plåtar och gjutna cylindriska ämnen. Det är särskilt lämpligt att göra lockiga elektroder av Br.NBT brons, eftersom för att säkerställa erforderlig hårdhet krävs ingen arbetshärdning, vilket är nödvändigt för kadmiumkoppar, Mts5B-legering och Br.Kh-brons.
Det rekommenderas inte att använda elektroder och rullar gjorda av brons Br.NBT för svetsning av låglegerade stål, speciellt utan extern kylning, på grund av att koppar eventuellt fastnar på ytan av delar vid kontaktpunkten med elektroderna.
Den mest mångsidiga legeringen är Mts5B, den kan användas för elektroder och rullar vid svetsning av alla metaller i fråga. Mts5B-legeringen är dock något svår att tillverka och termomekanisk bearbetning och används därför inte i stor utsträckning. Dessutom är dess motståndskraft vid svetsning av korrosionsbeständiga och värmebeständiga stål och legeringar mycket lägre än Br.NBT-brons. Vid punktsvetsning av korrosionsbeständiga stål med en tjocklek av 1,5 + 1,5 mm är motståndet hos elektroder gjorda av Br.NBT-legering i genomsnitt 7-8 tusen punkter, brons Br.X - 2-3 tusen punkter, och vid rullsvetsning - 350 respektive 90 m söm.
Den största applikationen för punktsvetsning mottagna elektroder med en plan och sfärisk yta och rullar med en cylindrisk och sfärisk arbetsyta. Dimensionerna på elektrodernas arbetsyta väljs beroende på tjockleken på de delar som ska svetsas; för de flesta metaller kan ytformen vara platt (cylindrisk för rullar) eller sfärisk (tabell 2).

Flik. 2
Mått på elektroder och rullar

Tjocklek tunt ark, mm	elektroder			Rullar
	D	d e-post	R e-post	S	f	R e-post
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

Notera: Mått D och S minimum rekommenderas

Elektroder med en sfärisk arbetsyta tar bort värme bättre, har större motstånd och är mindre känsliga för förvrängningar av elektrodernas axlar när de är installerade än elektroder med en plan arbetsyta, därför används de vid svetsning på hängande maskiner (tång).
Vid svetsning med elektroder med en sfärisk arbetsyta, förändringen F St. påverkar den gjutna zonens dimensioner i större utsträckning än vid användning av elektroder med plan yta, speciellt vid svetsning av sega metaller. Dock vid minskning jag St. och t St. från det inställda värdet d och MEN minska mindre vid svetsning med elektroder med sfärisk yta än vid svetsning med elektroder med plan yta.
Vid användning av sfäriska elektroder är kontaktytan mellan elektrod och arbetsstycke i början av svetsningen mycket mindre än vid slutet. Detta leder till det faktum att på maskiner med en platt lastkarakteristik (maskiner med en stor Z m, tång med kabel) kan strömtätheten i elektroddelkontakten vara mycket hög när den är påslagen, vilket hjälper till att minska resistansen hos elektroderna. Därför är det lämpligt att använda en gradvis ökning i St., vilket ger en nästan konstant strömtäthet i kontakten.
Vid punkt- och rullsvetsning av koppar och titanlegeringar är det att föredra att använda elektroder och rullar med en sfärisk arbetsyta. I vissa fall ger användningen av endast en sfärisk yta den erforderliga kvaliteten på fogar, till exempel vid svetsning av delar med olika tjocklek.
I de flesta fall är elektroderna anslutna till elektrodhållarna med hjälp av ett koniskt säte. Enligt GOST 14111-90 för raka elektroder tas avsmalningen av landningsdelen 1:10 för elektroder med en diameter D≤25 mm och 1:5 för elektroder D>25 mm. Beroende på elektroddiametern, den praktiskt taget tillåtna kompressionskraften F el=(4-5)D2 kgf.
I praktiken används en mängd olika elektroder och elektrodhållare för svetsning av olika delar och sammansättningar. För att få punktanslutningar av stabil kvalitet är det bättre att använda figurerade elektrodhållare än figurerade elektroder. Lockiga elektrodhållare har längre livslängd, och har också Bättre förutsättningar för kylning av elektroderna, vilket ökar deras motstånd.

Ris. 2. Elektroder av olika utföranden

På fig. 2 visar några speciella elektroder. Svetsning av en T-formad profil med ett ark utförs med hjälp av en nedre elektrod med en slits under profilens vertikala vägg (fig. 2a, I). Vid svetsning av delar av olika tjocklek, när en djup buckla på ytan av en tunn del är oacceptabel, kan elektrod 1 användas med en stålring 2 på arbetsytan, vilket stabiliserar elektroddelens kontaktyta (fig. 2a, II) ). Närvaron av kopparfolie 3 mellan elektroden och arbetsstycket eliminerar mordbrand i kontaktringen - arbetsstycket. För att täta tunnväggiga rör 3 gjorda av korrosionsbeständigt stål med hjälp av punktsvetsning används elektrod 1 med en långsträckt arbetsyta (fig. 2 a, III). Stålmunstycke 2 koncentrerar strömmen och gör att rören kan krossas utan fara att skada arbetsytan. På elektrodernas 1 arbetsyta kan stålrör 2 fixeras, vilka stabiliserar kontakten mellan elektroden och delen och minskar slitaget på elektroderna (fig. 2a, IV, V).
Vid punktsvetsning måste elektrodernas axlar vara vinkelräta mot ytorna på de delar som ska svetsas. Därför bör delar med sluttningar (jämnt växlande tjocklek) svetsas med en självinställande roterande elektrod med ett sfäriskt stöd (fig. 2b).
För punktsvetsning av delar med ett stort tjockleksförhållande installeras ibland en elektrod på sidan av en tunn del (fig. 2c, I), vars arbetsdel är gjord av metall med låg värmeledningsförmåga (volfram, molybden, etc.). En sådan elektrod består av en kopparkropp 1 och en insats 2 lödd i kroppen. Arbetsdelen av elektroden 3 görs ibland utbytbar och fixeras på elektrodens 1 kropp med en kopplingsmutter 2 (fig. 2c, II). Elektroden ger ett snabbt utbyte av arbetsdelen när den är utsliten eller, om nödvändigt, omarrangering av insatsen med en annan form på arbetsytan.
För rullsvetsning används kompositrullar, i vilka basen 1 är gjord av en kopparlegering och arbetsdelen 2 lödd till den är gjord av volfram eller molybden (fig. 2c, III). Under rullsvetsning av långa sömmar på delar med liten tjocklek (0,2-0,5 mm) slits rullarnas arbetsyta snabbt, och därför försämras svetskvaliteten. I sådana fall har rullarna ett spår i vilket en tråd av kalldragen koppar placeras (fig. 3), som lindas tillbaka när rullarna roterar från en spole till en annan. Denna metod ger en stabil form på arbetsytan och multipel användning av trådelektroden vid rullsvetsning av tunna eller belagda delar.

För att undvika frekventa byten av elektroder kan multielektrodhuvuden användas för att svetsa delar av olika tjocklek på samma maskin. Elektroder med en arbetsyta av olika former är installerade i huvudet. Vid punktsvetsning av delar av ojämn tjocklek är det viktigt att säkerställa en stabil arbetsyta av elektroden på sidan av den tunna delen. För detta ändamål används ett multielektrodhuvud 1; rullen 2 installeras från sidan av den tjocka delen (fig. 4). När elektrodens arbetsyta är sliten byts den ut mot en ny genom att vrida på huvudet. Multielektrodhuvuden tillåter också, utan att ta bort elektroderna från svetsmaskinen, att automatiskt rengöra elektroden som inte det här ögonblicket svetsning.
Ibland levererar elektroderna ström till de delar som ska svetsas men är inte anslutna direkt till svetsmaskinen. Till exempel är det nödvändigt att svetsa tunnväggiga rör med liten diameter (10-40 mm) med en längsgående rullsöm. För att göra detta placeras ett rörämne 1 med en koppardorn 2 mellan rullarna på den tvärgående svetsmaskinen (fig. 5a). Sömmar av tillräcklig längd kan svetsas på detta sätt. För svetsning av lådformade delar 1 används en mallelektrod 2, fixerad på axel 3 för att rotera den efter svetsning av den första sömmen (fig. 5b).

Ris. 5. Dornelektroder som används på rullmaskiner
tvärsvetsning:
a - svetsning av ett tunnväggigt rör;
b - höljesvetsning;
1- detaljer; 2 - elektroder; 3 - axel.

Motståndet hos elektroder och rullar beror på förhållandena för deras kylning. Punktsvetselektroder måste vara internt vattenkylda. För att göra detta har elektroderna på sidan av landningsdelen ett hål i vilket ett rör sätts in, fixerat i elektrodhållaren. Vatten kommer in genom röret, tvättar hålets botten och väggar och passerar genom utrymmet mellan elektrodens innerväggar och röret in i elektrodhållaren. Rörets ände ska ha en avfasning i en vinkel på 45°, vars kant ska vara 2-4 mm från botten av elektroden. Med en ökning av detta avstånd bildas luftbubblor och kylningen av elektrodens arbetsyta försämras.
Motståndet hos elektroderna påverkas av avståndet från arbetsytan till botten av kylkanalen. Med en minskning av detta avstånd ökar resistansen hos elektroderna (antalet punkter före omslipning), men antalet möjliga återpunkter för fullständigt slitage minskar, och därmed minskar dess livslängd. Genom att analysera inverkan av dessa två faktorer på kostnaden för elektrodmetallen, och därför på kostnaden för elektroderna, fann man att avståndet från botten till arbetsytan borde vara (0,7 -0,8) D (där D är elektrodens yttre diameter). För att öka intensiteten av kylningen under punktsvetsning kan ytterligare vattenkylning av elektroderna och svetspunkten användas. I detta fall tillförs vatten genom hålen i elektroderna eller separat genom ett speciellt externt kylrör. Ibland används intern kylning med vätskor under 0°C eller tryckluft.
Vid rullsvetsning används oftare extern kylning av rullarna och svetsplatsen. Denna kylningsmetod är dock inte lämplig för svetsning av härdande stål. Om det vid punktsvetsning är lätt att utföra intern kylning av elektroderna, räcker detta vid rullsvetsning svår uppgift.
Vid användning av elektroder och rullar är det periodiskt nödvändigt att rengöra och återställa deras arbetsyta. Elektroder med en platt arbetsyta rengörs vanligtvis med en personlig fil och en slipduk, elektroder med en sfärisk arbetsyta - med en gummikudde 15-20 mm tjock insvept med en slipande trasa.
Arbetsytan på elektroderna återställs oftast på svarvar. För att få en arbetsyta med rätt form, är det lämpligt att använda specialformade fräsar.

RX-fräsar tillverkade av SINTERLEGHE enligt patent EP2193003 låter dig:

Slipa elektroder med olika spetsformer med en kniv

Dela de borttagna materialchipsen mellan den övre och nedre elektroden

Minska kostnaden för förbrukningsmaterial på grund av den höga hållfastheten och hårdheten hos bladmaterialet

Du kan använda SINTERLEGHE utvecklingar för att arbeta med andra tillverkare av slipmaskiner (se bild)

Som ett resultat av testerna för att bekräfta patentet EP2193003 för RX-fräsar, uppnåddes följande resultat:

Minskar kostnaden för att köpa elektroder med 50 %

Minskat stänk

Att förbättra kvaliteten och utseendet på svetspunkter

Minska antalet linjestopp för elektrodbyte

Minska antalet ficklampsmodeller som används

Minska kostnaderna för ficklampan

Minskad elförbrukning

ELETRODIMENSIONER EFTER SLIPNING

RX SINTERLEGHE fräsen (patent EP 2193003) kan användas vid användning av skärpmaskiner från andra tillverkare:

Tyskland: Lutz - Brauer - AEG - Wedo

Italien: Sinterleghe - Gem - Mi-Ba

Frankrike: AMDP-Exrod

USA: Semtorq, Stillwater

Japan: Kyokuton-Obara

Parameter	RX SINTERLEGHE patent 2193003	Fräsar med ett blad
Borttagning av elektrodmaterial, med en elektrodkompressionskraft på 120daN	0,037 mm/s	0,08 mm/s
Antal cykler för slipning av elektroder innan de byts ut
Skärpningstid
Antal svetspunkter för elektrodernas hela livslängd
Livslängd skärning för slipning	60 000 (12 månader)	10 000 (3 månader)
Dags att byta elektroder om 200 dagar
Tids sparande
	RX SINTERLEGHE patent 2193003	Fräsar med ett blad
Kostnaden för två elektroder
Kostnaden för elektroder för svetsning 10 000 poäng
Kostnader per år för inköp av nya elektroder (2 000 000 poäng / 200 arbetsdagar)
Bladhållare årskostnad
Årlig kostnad per blad		(4 st x 50 euro) = 200 euro
Årlig kostnad per ficklampa
Årliga underhålls- och utbyteskostnader för ficklampor		12 euro (4 lez x 3 euro)
Total kostnad för inköp av elektroder och byte av knivar eller fräsar
total kostnad per svetsmaskin över 8 år
Kostnad för 10 svetsmaskiner
Sparande

Vi bestämde oss för att separera historien om elektrodhållare och elektroder för punktsvetsning i en separat artikel på grund av den stora mängden material om detta ämne.

Elektrodhållare för punktsvetsmaskiner

Elektrodhållare används för att installera elektroder, reglera avståndet mellan dem, mata svetsström till elektroderna och ta bort värme som genereras under svetsning. Formen och designen av elektrodhållarna bestäms av formen på den svetsade enheten. Som regel är elektrodhållaren ett koppar- eller mässingsrör med ett koniskt hål för installation av elektroden. Detta hål kan göras längs elektrodhållarens axel, vinkelrätt mot axeln eller i vinkel. Ofta kan samma maskin utrustas med flera alternativ för elektrodhållare för varje typ av elektrod, beroende på formen på de delar som ska svetsas. I vissa lågeffektsmaskiner kanske elektrodhållare inte ingår alls, eftersom deras funktioner utförs av svetsstammar.
I standardmaskiner används oftast raka elektrodhållare (fig. 1), som de enklaste. Elektroder av olika former kan installeras i dem. Vid svetsning av stora delar med begränsad åtkomst till svetsplatsen är det lämpligt att använda formade elektrodhållare med enkla raka elektroder. De fästs i elektrodhållare på grund av en konisk passform, stift eller skruvar. Borttagning av elektroden från hållaren utförs genom lätt knackning med en trähammare eller en speciell extraktor.

Punktsvetselektroder

Punktsvetselektroder används för att komprimera delar, tillföra svetsström till delar och ta bort värme som genereras under svetsning. Detta är en av de mest kritiska delarna av svetskretsen för en punktsvetsmaskin, eftersom formen på elektroden bestämmer möjligheten att svetsa en viss nod, och dess hållbarhet avgör svetskvaliteten och varaktigheten av maskinens problemfria drift. Det finns raka (fig. 4) och lockiga elektroder (fig. 5). Några exempel på användningen av raka elektroder visas i tabell 1. Många raka elektroder tillverkas i enlighet med GOST 14111-77 eller OST 16.0.801.407-87.

För formade elektroder är axeln som går genom arbetsytans centrum avsevärt förskjuten i förhållande till sittytans (kon) axel. De används för att svetsa delar av komplex form och sammansättningar på svåråtkomliga platser.

Design av elektroder för punktsvetsning

Elektroden för punktsvetsning (fig. 6) består strukturellt av en arbetsdel (1), en mitten (cylindrisk) del (2) och en landningsdel (3). Inuti elektrodens kropp finns en inre kanal, i vilken röret för tillförsel av kylvattnet till elektrodhållaren är infört.
Arbetsdelen (1) av elektroden har en plan eller sfärisk yta; diametern på arbetsytan d el eller radien på sfären R el väljs beroende på materialet och tjockleken på de delar som ska svetsas. Den arbetande delens konvinkel är vanligtvis 30°.
Mittdelen (2) säkerställer elektrodens styrka och möjligheten att använda extraktorer eller andra verktyg för demontering av elektroderna. Tillverkare använder olika metoder för att beräkna elektrodstorlekar. I Sovjetunionen, enligt OST 16.0.801.407-87, etablerades standardserier:

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

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

Beroende på maskinens maximala kompressionskraft:

D el \u003d (0,4 - 0,6) √ F el (mm).

Där: F el - maskinens maximala kompressionskraft (daN).

Landningsdelen (3) måste ha en avsmalning för en tät passning i elektrodhållaren och för att förhindra läckage av kylvatten. För elektroder med en diameter på 12-25 mm är avsmalningen 1:10, för elektroder med en diameter på 32-40 mm är avsmalningen 1:5. Längden på den koniska delen är inte mindre än 1,25D el. Landningsdelen bearbetas med en renhet av minst 7:e klassen (R z 1,25).

Diametern på den inre kylkanalen bestäms av kylvattnets flöde och tillräcklig tryckhållfasthet hos elektroden och är:

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

Avståndet från elektrodens arbetsyta till botten av den inre kanalen påverkar i hög grad elektrodens funktionsegenskaper: hållbarhet, livslängd. Ju mindre detta avstånd, desto bättre kylning av elektroden, men desto mindre omslipning tål elektroden. Enligt experimentella data:

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

Eldfasta insatser gjorda av volfram W eller molybden Mo (fig. 4g) pressas in i kopparelektroder eller löds med silverhaltiga lod; sådana elektroder används vid svetsning av galvaniserade eller anodiserade stål. Elektroder med utbytbar arbetsdel (fig. 4i) och med kulled (fig. 4k) används vid svetsning av delar av olika material eller delar av olika tjocklek. Den utbytbara arbetsdelen är gjord av volfram, molybden eller deras legeringar med koppar och är fäst vid elektroden med en unionsmutter. Stål- eller mässingselektroder med pressad kopparmantel (fig. 4h) eller kopparelektroder med fjäderbelastad stålhylsa används också.

Material för punktsvetselektroder

Motståndet hos elektroder är deras förmåga att bibehålla dimensionerna och formen på arbetsytan (änden), att motstå den ömsesidiga överföringen av metallen från elektroderna och delarna som ska svetsas (kontamination av elektrodens arbetsyta). Det beror på elektrodens design och material, diametern på dess cylindriska del, konens vinkel, egenskaperna och tjockleken hos materialet som svetsas, svetsläget och elektrodens kylningsförhållanden. Slitaget på elektroderna beror på utformningen av elektroderna (material, diameter på den cylindriska delen, vinkeln på konen på arbetsytan) och svetslägets parametrar. Överhettning, smältning, oxidation under drift i en fuktig eller korrosiv miljö, deformation av elektroderna med höga kompressionskrafter, distorsion eller förskjutning av elektroderna ökar deras slitage.

Elektrodmaterialet väljs med hänsyn till följande krav:

• elektrisk ledningsförmåga jämförbar med den för ren koppar;
• god värmeledningsförmåga;
• mekanisk styrka;
• bearbetbarhet genom tryck och skärning;
• motståndskraft mot uppmjukning under cyklisk uppvärmning.

Jämfört med ren koppar har legeringar baserade på den 3-5 gånger större motståndskraft mot mekanisk påkänning, därför används kopparlegeringar för punktsvetselektroder med deras till synes ömsesidigt uteslutande krav. Legering med kadmium Cd, krom Cr, beryllium Be, aluminium Al, zink Zn, zirkonium Zr, magnesium Mg minskar inte den elektriska ledningsförmågan, men ökar styrkan i upphettat tillstånd, medan järn Fe, nickel Ni och kisel Si ökar hårdheten och den mekaniska hållfastheten . Exempel på användning av vissa kopparlegeringar för punktsvetselektroder visas i tabell 2.

Val av elektroder för punktsvetsning

När du väljer elektroder är huvudparametrarna formen och dimensionerna på elektrodens arbetsyta. I det här fallet är det nödvändigt att ta hänsyn till graden av materialet som ska svetsas, kombinationen av tjockleken på plåtarna som ska svetsas, formen på den svetsade enheten, kraven på ytan efter svetsning och designparametrarna av svetsläget.

Det finns följande typer av form på elektrodens arbetsyta:

• med platta (kännetecknas av diametern på arbetsytan d el);
• med sfäriska (kännetecknas av radien R el) ytor.

Elektroder med en sfärisk yta är mindre känsliga för distorsion, därför rekommenderas de för användning på maskiner av radiell typ och hängmaskiner (tång) och för formade elektroder som arbetar med en stor avböjning. ryska tillverkare det rekommenderas att endast använda elektroder med en sfärisk yta för svetsning av lätta legeringar, vilket gör det möjligt att undvika bucklor och underskärningar längs svetspunktens kanter (se fig. 7). Men du kan undvika bucklor och underskärningar genom att använda platta elektroder med en förstorad ände. Samma gångjärnselektroder undviker distorsion och kan därför ersätta sfäriska elektroder (fig. 8). Dessa elektroder rekommenderas dock främst för svetsning av plåt med en tjocklek på ≤1,2 mm.

Enligt GOST 15878-79 väljs dimensionerna på elektrodens arbetsyta beroende på tjockleken och kvaliteten på materialen som svetsas (se tabell 3). Efter att ha undersökt svetspunktens tvärsnitt blir det tydligt att det finns ett direkt samband mellan elektrodens diameter och diametern på svetspunktens kärna. Elektroddiametern bestämmer arean på kontaktytan, vilket motsvarar den fiktiva diametern på motståndsledaren r mellan plåtarna som ska svetsas. Kontaktresistansen R kommer att vara omvänt proportionell mot denna diameter och omvänt proportionell mot den preliminära kompressionen av elektroderna för att jämna ut ytans mikrogrovhet. Forskning av ARO (Frankrike) visade att beräkningen av diametern på elektrodens arbetsyta kan utföras enligt den empiriska formeln:

d el = 2t + 3 mm.

Där t är den nominella tjockleken på plåtarna som ska svetsas.

Det är svårast att beräkna elektroddiametern när tjockleken på plåtarna som svetsas är ojämn, när ett paket med tre eller flera delar svetsas och när olika material svetsas. Vid svetsning av delar av olika tjocklek måste uppenbarligen elektroddiametern väljas i förhållande till den tunnare plåten. Med hjälp av formeln för att beräkna elektroddiametern, som är proportionell mot tjockleken på plåten som svetsas, bildar vi en fiktiv ledare med en avsmalnande diameter, som i sin tur flyttar värmepunkten till kontaktpunkten för dessa två plåtar (Fig. 10).

Vid svetsning av ett paket med delar samtidigt görs valet av diametern på elektrodens arbetsyta enligt tjockleken på de yttre delarna. Vid svetsning av olika material med olika termofysiska egenskaper observeras mindre penetration i en metall med lägre elektrisk resistivitet. I detta fall används en elektrod med en stor diameter på arbetsytan d el eller gjord av ett material med högre värmeledningsförmåga (till exempel BrX krombrons) på sidan av metalldelen med lägre motstånd.

Valery Raisky
Tidningen "Utrustning: marknad, erbjudande, priser", nr 05, maj 2005

Litteratur:

1. Knorozov B.V., Usova L.F., Tretyakov A.V. Teknik för metall- och materialvetenskap. - M., Metallurgi, 1987.
2. Maskinbyggarens handbok. T. 5, bok. 1. Ed. Satel E.A. - M., Mashgiz, 1963.

Punktsvetsning är en metod där delar överlappas vid en eller flera punkter. När en elektrisk ström appliceras sker lokal uppvärmning, vilket resulterar i att metallen smälts och grips. Till skillnad från bågsvetsning eller gassvetsning krävs inget tillsatsmaterial: det är inte elektroderna som smälter utan själva delarna. Att omsluta med en inert gas är inte heller nödvändigt: svetspoolen är tillräckligt lokaliserad och skyddad från inträngning av atmosfäriskt syre. Svetsaren arbetar utan mask och handskar. Detta möjliggör bättre visualisering och kontroll av processen. Punktsvetsning ger hög produktivitet (upp till 600 punkter/min) till låg kostnad. Det används i stor utsträckning inom olika sektorer av ekonomin: från instrumenttillverkning till flygplanskonstruktion, såväl som för hushållsändamål. Ingen bilverkstad klarar sig utan punktsvetsning.

Punktsvetsutrustning

Arbetet utförs på en special svetsmaskin, kallad en spotter (från engelska Spot - en punkt). Spotters är stationära (för arbete i verkstäder) och bärbara. Enheten drivs med en strömförsörjning på 380 eller 220 V och genererar strömladdningar på flera tusen ampere, vilket är mycket mer än för växelriktare och halvautomatiska enheter. Strömmen appliceras på en koppar- eller kolelektrod, som trycks mot ytorna som ska svetsas med pneumatik eller en handspak. Det finns en termisk effekt som varar några millisekunder. Detta är dock tillräckligt för pålitlig dockning av ytor. Eftersom exponeringstiden är minimal sprids inte värmen vidare genom metallen och svetspunkten svalnar snabbt. Detaljer från vanliga stål, galvaniserat järn, rostfritt stål, koppar, aluminium är föremål för svetsning. Tjockleken på ytorna kan vara olika: från de tunnaste delarna för instrumentering till ark med en tjocklek på 20 mm.

Kontaktpunktsvetsning kan utföras med en elektrod eller två från olika sidor. Den första metoden används för svetsning av tunna ytor eller i fall där det är omöjligt att trycka på båda sidor. För den andra metoden används en speciell tång för att klämma fast delar. Detta alternativ ger ett säkrare fäste och används oftare för tjockväggiga arbetsstycken.

Beroende på typen av ström är punktsvetsmaskiner indelade i:

• arbetar med växelström;
• arbetar på likström;
• lågfrekventa enheter;
• enheter av kondensatortyp.

Valet av utrustning beror på funktionerna teknisk process. De vanligaste enheterna är växelström.

Tillbaka till index

Punktsvetselektroder

Punktsvetselektroder skiljer sig från bågsvetselektroder. De ger inte bara ström till ytorna som ska svetsas, utan utför även en spännfunktion och är också involverade i värmeavlägsnande.

Den höga intensiteten i arbetsprocessen kräver användning av ett material som är resistent mot mekaniska och kemiska påverkan. Mest av allt uppfylls kraven av koppar med tillsats av krom och zink (0,7 respektive 0,4 %).

Kvaliteten på svetspunkten bestäms till stor del av elektrodens diameter. Det bör vara minst 2 gånger tjockleken på de delar som ska sammanfogas. Stavarnas dimensioner regleras av GOST och är från 10 till 40 mm i diameter. Rekommenderade elektrodstorlekar visas i tabellen. (Bild 1)

För svetsning av vanliga stål är det lämpligt att använda elektroder med en plan arbetsyta, för svetsning av högkolhaltiga och legerade stål, koppar, aluminium - med en sfärisk.

Sfäriska spetselektroder är mer hållbara: kan producera fler punkter innan omvässning.

Dessutom är de universella och lämpliga för svetsning av vilken metall som helst, men att använda platta för svetsning av aluminium eller magnesium kommer att leda till bildandet av bucklor.

Punktsvetsning på svåråtkomliga ställen utförs med böjda elektroder. En svetsare som står inför sådana arbetsförhållanden har alltid en uppsättning elektroder med olika figurer.

För att säkerställa tillförlitlig strömöverföring och fastspänning måste elektroderna vara tätt anslutna till elektrodhållaren. För att göra detta får deras landningsdelar formen av en kon.

Vissa typer av elektroder är gängade eller monterade på en cylindrisk yta.

Tillbaka till index

Punktsvetsparametrar

Processens huvudparametrar är strömstyrka, pulslängd, kompressionskraft.

Mängden värme som genereras, uppvärmningshastigheten och storleken på den svetsade kärnan beror på styrkan hos svetsströmmen.

Tillsammans med strömstyrkan påverkas mängden värme och storleken på kärnan av pulsens varaktighet. Men när ett visst ögonblick uppnås inträder ett jämviktstillstånd, då all värme avlägsnas från svetszonen och inte längre påverkar smältningen av metallen och kärnans storlek. Därför är det opraktiskt att öka varaktigheten av strömförsörjningen utöver detta.

Kompressionskraften påverkar den plastiska deformationen av de svetsade ytorna, omfördelningen av värme över dem och kristalliseringen av kärnan. Hög kompressionskraft minskar motståndet elektrisk ström, går från elektroden till delarna som ska svetsas och i motsatt riktning. Således ökar strömstyrkan, smältningsprocessen accelererar. En anslutning gjord med hög tryckkraft kännetecknas av hög hållfasthet. Vid höga strömbelastningar förhindrar kompression stänk av smält metall. För att lindra spänningar och öka kärnans densitet utförs i vissa fall en ytterligare kortvarig ökning av kompressionskraften efter att strömmen stängts av.

Skilj på mjukt och hårt. I mjukt läge är strömstyrkan mindre (strömtätheten är 70-160 A / mm²), och pulslängden kan vara upp till flera sekunder. Sådan svetsning används för att ansluta lågkolstål och är vanligare hemma, när arbete utförs på enheter med låg effekt. I hårt läge är varaktigheten av en kraftfull puls (160-300 A / mm²) från 0,08 till 0,5 sekunder. Detaljer ger maximal komprimering. Snabb uppvärmning och snabb kylning gör att den svetsade kärnan bibehåller korrosionsbeständigheten. Hårt läge används vid arbete med koppar, aluminium, höglegerade stål.

Valet av optimala parametrar kräver att man tar hänsyn till många faktorer och testar efter beräkningar. Om utförandet av provarbete är omöjligt eller opraktiskt (till exempel med engångssvetsning hemma), bör du följa de lägen som beskrivs i referensböckerna. De rekommenderade parametrarna för strömstyrka, pulslängd och kompression för svetsning av vanliga stål anges i tabellen. (Bild 2)

Tillbaka till index

Möjliga defekter och deras orsaker

En välgjord punkt ger en pålitlig anslutning, vars livslängd som regel överstiger produktens livslängd. En överträdelse av tekniken kan dock leda till defekter som kan delas in i tre huvudgrupper:

• otillräckliga dimensioner av den svetsade kärnan och avvikelse från dess position i förhållande till skarven av delar;
• mekanisk skada: sprickor, bucklor, skal;
• brott mot metallens mekaniska och korrosionsskyddande egenskaper i området intill svetspunkten.

Överväga specifika typer defekter och deras orsaker:

1. Brist på penetration kan orsakas av otillräcklig strömstyrka, överdriven kompression, slitage på elektroden.
2. Externa sprickor uppstår med för mycket ström, otillräcklig kompression, smutsiga ytor.
3. Avbrott i kanterna beror på att kärnan är nära dem.
4. Elektrodbucklor uppstår när elektroderna är för små, felaktigt installerade, överkomprimerade, för hög ström och för långa.
5. Stänket av smält metall och dess fyllning av utrymmet mellan delarna (inre stänk) uppstår på grund av otillräcklig kompression, bildandet av ett lufthålrum i kärnan och felinriktade elektroder.
6. En extern stänk av smält metall på ytan av delar kan orsakas av otillräcklig kompression, för höga ström- och tidslägen, förorenade ytor och sneda elektroder. De två sista faktorerna har en negativ inverkan på likformigheten i strömfördelning och metallsmältning.
7. Inre sprickor och hålrum uppstår på grund av överdriven ström- och tidsregimer, otillräcklig eller försenad smideskompression och förorening av ytor. Krymphålrum uppstår i ögonblicket av kärnans kylning. För att förhindra dem används smideskompression efter att strömtillförseln har stoppats.
8. Orsaken till kärnans oregelbundna form eller dess förskjutning är snedställningen eller felinriktningen av elektroderna, föroreningen av delarnas yta.
9. Genombränning är resultatet av förorenade ytor eller otillräcklig kompression. För att undvika denna defekt måste strömmen appliceras först efter att kompressionen är helt säkrad.

För att upptäcka defekter används visuell inspektion, radiografi, ultraljud, kapillärdiagnostik.

Under provningsarbetet utförs kvalitetskontrollen av svetspunkten med brottmetoden. Kärnan ska förbli helt på en del, och på den andra - en djup krater.

Korrigering av defekter beror på deras natur. Applicera mekanisk rengöring av externa stänk, smide under deformation, värmebehandling för att lindra stress. Oftare smälts defekta punkter helt enkelt.