Puskuhitsaus

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. maaliskuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 35 muokkausta .

Puskuhitsaus  on hitsausprosessi, jossa osat yhdistetään koko kosketustasolla kuumentamisen seurauksena.

Yleistä tietoa

Puskuhitsaus on yksi painehitsausprosesseista . Se on eräänlainen kontaktihitsaus , joten sen tekniikka perustuu Joule-Lenzin lain mukaiseen sähkövirran lämpövaikutukseen ja hitsattavien osien puristusvoimaan. Pikkuhitsauksen erikoistapaus on kondensaattorin päittäishitsaus .

Tärkeimmät puskuhitsauksen menetelmät kehitettiin 1800-luvun lopulla. Vuonna 1877 USA:ssa E. Thomson ehdotti vastuspussihitsausta. Vuonna 1887 venäläinen keksijä N. N. Benardos patentoi menetelmät piste- ja myöhemmin sauman kosketushitsaukseen hiilielektrodien välillä. Myöhemmin näistä menetelmistä, joita parannettiin käyttämällä kuparista ja sen seoksista valmistettuja elektrodeja, tuli yleisimmin käytetyt vastushitsausmenetelmät. Nykyaikaiset vastushitsausmenetelmät ovat hyvin erilaisia. Tärkeimmät ovat: piste-, kohokuvio-, sauma-, vastus- ja päittäishitsaus. Kosketushitsaus on termomekaaninen prosessi, jossa muodostuu pysyvä metalliliitos niiden atomien tarttumisesta johtuen, jossa hitsattavien osien paikallinen kuumeneminen virtaavalla sähkövirralla liitosvyöhykkeellä liittyy plastiseen muodonmuutokseen, joka kehittyy vaikutuksen alaisena. puristusvoimasta. Tässä tapauksessa atomien väliset sidokset syntyvät kiinteässä faasissa tai sulan metallin nestemäisen välikerroksen kautta ja jäävät jäljelle jäähtymisen ja kiteytymisen jälkeen. Puskuhitsaus on vastushitsausmenetelmä, jossa osat yhdistetään sähkövirralla kuumennettujen osien päiden plastisen muodonmuutoksen yhteydessä koko poikkipinta-alalla. Osat 1 (kuva 1) on asennettu virtaa kuljettaviin puristimiin 2 ja 3, joista yksi esim. puristin 3 on liikuteltava ja liitetty koneen puristusvoimakäyttöön. Hitsaus koostuu kahdesta vaiheesta - osien päiden lämmittämisestä ja niiden saostuksesta.

Osien kuumeneminen päittähitsauksen aikana johtuu siitä, että niiden läpi kulkee sähkövirta Ib ja lämpöä vapautuu osien kokonaissähkövastukseen R Q (Joule-Lenzin laki): Q = Ib2R / t, (1) missä : t on hitsausaika. Osien kokonaisresistanssi määritetään lausekkeella: R = 2Rd + Rk, (2) jossa: Rd on osien vastus (osien irtoaminen koneen elektrodeilta); Rk on osien välinen kosketusresistanssi (salamahitsauksessa Rk on kipinävälin sähkövastus). Osien 2Rd resistanssi riippuu metallin ominaissähkövastuksesta ρ, niiden ulkonemien pituudesta koneen elektrodeista (asennuspituus hitsausta varten) Lw ja osien poikkileikkausalasta S: 2Rd = Kp ρLw /S , (3) nousee ferromagneettisen muunnoslämpötilaan). Lämmitysmenetelmän mukaan erotetaan kaksi hitsausmenetelmää - vastuspussihitsaus ja välähdyshitsaus. Hitsausvyöhykkeen metallin tilan mukaan ne viittaavat kiinteässä faasissa tapahtuvaan hitsaukseen, vaikka joissain tapauksissa, erityisesti flash-hitsauksessa, hitsausliitos muodostuu kiinteässä nestemäisessä tilassa.

Tekniikka

Metallin merkistä, liitettävien osien poikkipinta-alasta ja liitoksen laatuvaatimuksista riippuen päittäishitsaus voidaan suorittaa kahdella tavalla: vastus (liitoksen lämmittämisellä muoviseen tilaan). ) ja vilkkuminen (liitoksen lämmittämisellä vilkkumiseen).

Vastushitsauksella yhdistetään osia, joiden poikkipinta-ala on enintään 200 mm² [1] . Sitä käytetään pääasiassa hitsauslangan, tankojen ja putkien hitsaukseen suhteellisen pienten osien vähähiilisestä teräksestä [2] . Se suoritetaan seuraavasti: hitsauskoneen puristimiin kiinnitetyt osat painetaan tiukasti toisiaan vasten hitsattavilla pinnoilla, minkä jälkeen niiden läpi johdetaan sähkövirta. Kun liitettävät pinnat on lämmitetty muoviseen tilaan, osat järkyttyvät (puristuvat) samalla kun virta katkeaa.

Tasaisen kuumennuksen varmistamiseksi hitsattavien työkappaleiden kosketuspäät on valmisteltava huolellisesti. Epätasaisuudet, epäpuhtaudet ja oksidit on poistettava, koska metallin epätasainen kuumennus ja hapettuminen päissä heikentävät vastushitsauksen laatua. Mitä suurempi on hitsauspintojen poikkileikkaus, sitä huonompi on hitsausliitoksen laatu, mikä johtuu pääasiassa oksidien muodostumisesta liitokseen [3] . Tämä selittää vastushitsauksen rajallisen käytön, jolla yhdistetään osia, joiden poikkipinta-ala on enintään 200 mm² [1] . Sitä käytetään pääasiassa langan, tankojen ja putkien hitsaukseen suhteellisen pienten osien vähähiilisestä teräksestä [2] , myös vastushitsaus antaa hyviä tuloksia metalleille, joilla on hyvä hitsattavuus muovitilassa - vähähiiliset ja niukkaseosiset rakenneteräkset, alumiini- ja kupariseokset [3] .

Fuusiohitsauksella yhdistetään osia, joiden poikkipinta-ala on enintään 100 000 mm² [1] , kuten putkistoja, teräsbetonituotteiden raudoitusta, profiiliteräksen päittäisliitoksia.

Flash-hitsauksessa osiin syötetään ensin jännite hitsausmuuntajasta, jonka jälkeen ne yhdistetään tietyllä nopeudella. Kun osat joutuvat kosketuksiin muodostuneissa yksittäisissä koskettimissa, koskettimien metalli lämpenee nopeasti suuren virrantiheyden vuoksi ja räjähtää räjähdysmäisesti. Osa vapautuvasta lämmöstä häviää tässä tapauksessa peruuttamattomasti ilmakehään metalliroiskeiden mukana, toinen osa kertyy liitokseen lämmönjohtavuudesta johtuen. Lämmön kerääntyminen koskettimien jatkuvan muodostumisen ja tuhoamisen aikana - jumpperit lämmittää osien päitä. Kuumennusprosessin loppuun mennessä päihin muodostuu jatkuva kerros nestemäistä metallia. Tällä hetkellä osien lähentymisnopeus kasvaa jyrkästi. Päät on yhdistetty, suurin osa nestemäisestä metallista yhdessä pintakalvojen ja osan kiinteästä metallista puristetaan ulos hitsausvyöhykkeestä, jolloin muodostuu paksuuntuva - purse. Hitsausvirta katkaistaan ​​osien vääntymisen ajaksi. Leimauksen tärkein teknologinen tehtävä on lämmittää osia, kunnes päihin muodostuu kerros sulaa metallia, ja saada aikaan sopiva lämpötilajakauma lähellä hitsausaluetta myöhempää sulatteen ja oksidien häiritsemistä ja poistamista varten.

Sitä käytetään rautatiekiskojen liittämiseen saumattomilla raiteilla , pitkien aihioiden valmistukseen teräksistä, seoksista ja ei-rautametalleista. Laivanrakennuksessa sitä käytetään ankkuriketjujen, jäähdytyslaivojen jäähdytyskelojen valmistukseen . Flash-hitsausta käytetään myös leikkaustyökalujen valmistuksessa (esimerkiksi työkaluteräksestä valmistetun poran työosan hitsaukseen tavallisesta teräksestä valmistetulla pyrstöllä) [1] [2] .

Flash-hitsauksella on omat ominaisuutensa, jotka liittyvät poikkileikkauksen geometriseen muotoon (leveys on paljon suurempi kuin paksuus). Vastushitsauksessa liitoksen kosketusalueiden sijainnin satunnaisuus ja siitä johtuva tällaisten osien epätasainen kuumeneminen on suuri ongelma. Kosketusalueilla syntyvä lämpö aiheuttaa niissä nopean lämpötilan nousun, joka jatkuu kosketusvastuksen häviämisen jälkeenkin hitsausjakson loppuun asti. Tämä johtaa metallin ylikuumenemiseen näillä alueilla kaikkine seurauksineen - raekasvua, epäpuhtauksien kerääntymistä raerajoille jne. Metallin muovi- ja lujuusominaisuudet tällä vyöhykkeellä heikkenevät, eikä niitä ole mahdollista parantaa korkealla. kosketuskoneissa käytettävä karkaisu. Lisäksi vastuskuumennuksen vaatima suuri virrantiheys (merkittävästi korkeampi kuin paluulämmityksen) johtaa metalliroiskeisiin kuumentamisen aikana ja oksidien muodostumiseen liitosvyöhykkeellä.

Siksi vastushitsauksella saaduilla hitsauksilla ei ole korkeaa ja mikä tärkeintä, vakaata laatua. Flash-hitsauksen aikana välähdysvyöhykkeen yksittäiset koskettimet jakautuvat tasaisesti koko liitoksen poikkileikkaukselle, mikä varmistaa sen tasaisen kuumenemisen ja vakaampien hitsausliitosten ominaisuuksien saamisen.

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 Puskuhitsaus (pääsemätön linkki) . Haettu 2. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2012. 
  2. ↑ 1 2 3 Kosketinhitsaus . Haettu 2. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 2. maaliskuuta 2013.
  3. ↑ 1 2 Kosketushitsauksen päätyypit ja niiden sovellukset (pääsemätön linkki) . Haettu 2. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 9. tammikuuta 2013. 

Linkit