5 Hauptprozesse des Widerstandsschweißens

Dieser Artikel beleuchtet die fünf Hauptprozesse des Widerstandsschweißens. Die Prozesse sind: 1. Punktschweißen 2. Nahtschweißen 3. Projektionsschweißen 4. Stumpfschweißen 5. Flash-Schweißen.

Prozess # 1. Punktschweißen:

Das Punktschweißen ist das einfachste und am weitesten verbreitete Widerstandsschweißverfahren. Es wird zum Verbinden von zwei oder mehr überlappenden Blechen verwendet.

Die zu fügenden Platten sind zwischen den beiden leitfähigen Elektroden aus Kupfer oder Kupferlegierung angeordnet. Ein niedriger Spannungshochstrom wird zwischen den Elektroden geleitet. Die Metallsicherungen im zentralen Bereich der Schnittstelle zwischen den beiden Platten.

Gleichzeitig wird zur Fertigstellung der Schweißung ein hoher Druck ausgeübt. Der Prozess ist in Abb. 7.29 (a) dargestellt, (b) zeigt auch die Schritte zum Herstellen einer Punktschweißung. Abb. 7.29 (c) zeigt den Stromverlauf über der Zeit für einen Punktschweißzyklus.

Die verwendeten Elektroden müssen eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit besitzen. Die an der Außenseite der Platten erzeugte Wärme muss auf die Elektrode übertragen werden, um ein Verschmelzen an einem nicht benötigten Bereich zu vermeiden.

Die Elektroden sind normalerweise hohl und wassergekühlt, um die Wärme von den Elektroden an Wasser zu übertragen. Die Punktschweißmaschinen haben eine Leistung von mehr als 600 kVA und verwenden eine Spannung von 1 bis 12 Volt. Ein Abwärtstransformator wird verwendet, um die Spannung zu reduzieren.

Anwendung und Verwendung:

Das Punktschweißen ist das in der Industrie am häufigsten eingesetzte Widerstandsschweißverfahren. Kohlenstoffstahlbleche mit einer Dicke von bis zu 4 mm können erfolgreich punktgeschweißt werden. Stahlplatten mit einer Dicke von bis zu 12 mm können jedoch als Ersatz für das Nieten zufriedenstellend punktgeschweißt werden.

Daher hat das Punktschweißen in der Automobil-, Luftfahrt- und Elektronikindustrie breite Anwendung gefunden. Es wird wirtschaftlich in der Blechbearbeitung, bei der Herstellung von Metallbehältern und Spielzeugen usw. eingesetzt.

Vorteile des Punktschweißens:

(1) Alle handelsüblichen Metalle wie Kupfer, Stahl, verzinkter Stahl, Edelstahl können geschweißt werden.

(2) Außer einer ordnungsgemäßen Reinigung der Oberflächen sind keine besonderen Vorbereitungen erforderlich.

Nachteile des Punktschweißens:

(1) Nur Überlappschweißverbindungen sind möglich.

(2) Das Verfahren funktioniert mit Aluminium nicht zufriedenstellend und erfordert einige Modifikationen.

Prozess # 2. Nahtschweißen:

Nahtschweißen ist ein Widerstandsschweißverfahren, bei dem eine kontinuierliche Schweißung an zwei sich überlappenden oder gestoßenen Blechstücken erhalten wird. Es ist ein modifizierter Punktschweißprozess, bei dem ein kontinuierliches Schweißen erhalten wird. Bei diesem Prozess werden die überlappenden Bleche zwischen rotierenden Kupferrädern geführt, die als Elektroden dienen.

Ein hoher Amperestrom fließt durch die Räder und sie werden mit dem gewünschten Druck aufgebracht, um eine Schweißung zu erzeugen. Ein Schweißstrom von bis zu 5000 Ampere kann verwendet werden, und die auf die Elektrodenräder einwirkende Druckkraft kann bis zu 6 kN (mehr als eine halbe Tonne) betragen.

Eine Schweißgeschwindigkeit von ungefähr 12 Fuß pro Minute ist ziemlich üblich. Die erzeugte Wärme macht das Metall plastisch und der Druck von den kreisförmigen Elektroden (Rädern) rundet die Schweißnaht ab. Die Elektrodenräder können luft- oder wassergekühlt sein, um ein Überhitzen zu verhindern.

Der Strom ist nicht kontinuierlich, sondern wird durch einen elektronischen Timer geregelt. Wenn der Strom schnell ein- und ausgeschaltet wird, erhält man eine kontinuierliche Schmelzzone zwischen den beiden überlappenden Platten, wie in Abb. 7.30 gezeigt.

(a) Es ist als Stichschweißen bekannt. Die durch das Nahtschweißen erzeugte Verbindung ist luft- und flüssigkeitsdicht. Stichschweißen wird zum Herstellen von Rohren, druckfesten Zylindern, auslaufsicheren Tanks und Druckbehältern verwendet. Wenn der Strom für eine bestimmte Zeitspanne intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, führt dies zur Erzeugung einzelner Nuggets, wie in Abb. 7.30 dargestellt.

(b) Es wird Walzenschweißen genannt. Die durch Rollschweißen hergestellte Verbindung ist weder luft- noch gas- oder wasserdicht.

Anwendung und Verwendung:

(1) Nahtschweißen eignet sich am besten für Metalldicken im Bereich von 0, 025 mm bis 3 mm.

(2) Nahtschweißen wird bei der Herstellung von druckdichten Verbindungen verwendet, die in Behältern, Boxen, Rohren, Rohren, Schalldämpfern, Zylindern und dergleichen verwendet werden.

Vorteile des Nahtschweißens:

Vorteile des Nahtschweißens sind niedrige Kosten, eine hohe Produktionsrate und die Eignung für die Automatisierung.

Nachteile des Nahtschweißens:

Die Dicke des zu schweißenden Blechs ist bei hochleitfähigen Legierungen auf 4 mm begrenzt, da sie einen extrem hohen Amperestrom erfordern. 4 mm Stahlblech erfordern 20.000 Ampere, während 4 mm Aluminiumbleche 75.000 Ampere erfordern.

Prozess # 3. Projektionsschweißen:

Das Projektionsschweißen ist ein Widerstandsschweißverfahren, das dem Punktschweißen ähnelt, jedoch mehrere Schweißpunkte gleichzeitig erzeugt.

Beim Buckelschweißen werden eines oder beide der Werkstücke mit kleinen Vorsprüngen versehen, so dass der Stromfluss und die Erwärmung an diesen Stellen lokalisiert werden. Die Vorsprünge werden normalerweise durch Gesenkpressen oder eine andere ähnliche Methode hergestellt. Der Vorgang ist in Abb. 7.31 (a) und (b) dargestellt.

Wenn ein Strom hoher Dichte (weniger als der Punktschweißstrom) durchgelassen wird, findet an den Berührungspunkten eine lokale Erwärmung statt.

Vorsprünge kollabieren unter der von außen aufgebrachten Kraft und bilden eine nahe Oberfläche an der Oberfläche, wodurch eine genau definierte, fertige Schweißnaht ähnlich der Mehrpunktschweißung entsteht.

Wenn der Strom abgeschaltet wird, kühlt sich die Schweißnaht ab und erstarrt unter der aufgebrachten Kraft.

Die Elektrodenkraft wird dann gelöst und das geschweißte Werkstück wird entfernt. Wie beim Punktschweißen dauert der gesamte Buckelschweißvorgang nur einen Bruchteil einer Sekunde. Die Abb. 7.31 (c) zeigt die verschiedenen Stufen des Buckelschweißens.

Anwendung und Verwendung:

(1) Bleche, die zu dick sind, um durch Punktschweißen verbunden zu werden, können im Buckelschweißverfahren geschweißt werden.

(2) Galvanisiertes Eisen, kohlenstoffarmer und kohlenstoffarmer Stahl, Zinnbleche, Edelstahl, Zinkdruckguss und extrudierte Aluminiumteile können erfolgreich geschweißt werden.

(3) Die üblichen Anwendungen des Buckelschweißens sind: Schweißen von kleinen Bolzen, Muttern, Sonderbolzen und Maschinenkomponenten.

Vorteile des Buckelschweißens:

1. Es ist ein schneller Prozess und die Anzahl der Schweißnähte kann gleichzeitig hergestellt werden.

2. Es ist für große mengenproduktion geeignet.

Es hat normalerweise keine Dickenbegrenzung.

4. Die Lebensdauer der Elektroden ist im Vergleich zu den Punktschweißelektroden viel länger.

5. Es kann möglich sein, enger als mit Punktschweißen zu schweißen.

6. Es bietet eine hervorragende Genauigkeit bei der Lokalisierung von Schweißnähten.

7. Auch das Vorhandensein von Fett, Schmutz oder Oxidfilm auf der Oberfläche der Werkstücke hat einen geringeren Einfluss auf die Schweißnahtqualität als beim Punktschweißen.

Nachteile des Projektionsschweißens:

Kupfer und Messing können nicht durch Buckeln geschweißt werden, da sie unter Druck zusammenfallen.

Prozess Nr. 4: Stumpfschweißen:

Das Stumpfschweißen gehört wie ein Punkt zur Widerstandsschweißgruppe. Naht- und Buckelschweißen. Stumpfschweißen wird erreicht, indem zwei Metallstücke mit der gleichen Querschnittsfläche ergriffen und zusammengedrückt werden, während die Wärme durch einen elektrischen Widerstand zwischen den Kontaktflächen erzeugt wird. Das Stumpfschweißen, auch Stumpfschweißen genannt, ist in Abb. 7.32 dargestellt.

Beim Stumpfschweißen werden die Teile in speziell ausgebildeten Düsenelektroden eingespannt und in festem Kontakt zusammengebracht, und ein Wechselstrom mit niedriger Spannung (1 bis 3 V) wird durch die Kontaktfläche eingeschaltet.

Durch die erzeugte Wärme nimmt das Metall in der Schweißzone einen plastischen Zustand an (870 bis 900 ° C), die beiden Teile werden zusammengedrückt (Stauchen), während der Strom noch fließt, und das Pressen setzt sich auch nach dem Schließen des Stroms fort. aus.

Die geschweißten Teile werden dann freigegeben. Die Geschwindigkeit des Stromflusses oder der Erwärmung hängt von der Art des Metalls, dem Oberflächenzustand und dem angewendeten Druck ab.

Anwendung und Verwendung:

Das Stumpfschweißen ist speziell für Stangen, Rohre, kleine Bauformen und viele andere Teile mit gleichem Querschnitt geeignet.

Vorteile des Stumpfschweißens:

1. Es ist die beste Methode für Teile mit gleichmäßigem Querschnitt.

2. Es ist eine recht schnelle Methode zum Schweißen von Rohren und Stangen.

Nachteile des Stumpfschweißens

1. Stumpfschweißen wäre bei größeren Abschnitten nicht erfolgreich, da diese nicht gleichmäßig erhitzt werden können und einen extrem hohen Amperestrom erfordern.

2. Das Stumpfschweißverfahren beschränkt sich auf das Schweißen von Drähten und Stangen mit einem Durchmesser von bis zu 10 mm.

3. Das Stumpfschweißverfahren gewährleistet nur dann ein Schweißen, wenn die beiden miteinander verschweißten Flächen die gleiche Querschnittsfläche sowie eine vernachlässigbare oder keine Exzentrizität aufweisen.

4. Das Stumpfschweißverfahren erfordert den gleichen Widerstand der beiden Heizplatten, um eine gleichmäßige Erwärmung und ein gleichmäßiges Schweißen zu gewährleisten.

Prozess # 5. Flash Welding:

Das Flash-Schweißen gehört zur Widerstandsschweißgruppe, ähnlich wie beim Stumpfschweißen. Das Flash-Schweißen ist dem Stumpfschweißen ähnlich, außer dass die Art des Erhitzens des Metalls anders ist.

Die Teile werden zuerst in leichten Kontakt gebracht und eine Hochspannung wird durchgelassen. Dadurch wird eine Blinkwirkung (Lichtbogen) erzeugt und die Teile lokal auf den plastischen Zustand erhitzt. Eine hohe Kraft oder ein hoher Druck, die während des Stromflusses aufgebracht werden, führt zu einer guten Schweißnaht.

Ein kleiner Vorsprung bleibt um die Fuge herum und kann leicht mit einem Schleifprozess entfernt werden. Der Vorgang ist in Abb. 7.33 (a) dargestellt.

Die Ausrüstung für das Blitzschweißen umfasst einen Niederspannungstransformator (5 bis 10 V), eine Stromzeitmessvorrichtung und einen Druckmechanismus, um die zwei Werkstücke gegeneinander zu drücken. Abb. 7.33 (b) veranschaulicht die verschiedenen Stufen eines Schnellschweißzyklus. Wir können sehen, dass der zu Beginn angelegte Druck niedrig ist. Daher gibt es eine begrenzte Anzahl von Kontaktpunkten, die als lokalisierte Brücken für den Stromfluss dienen.

Folglich wird Metall an diesen Stellen erhitzt, wenn der Strom eingeschaltet wird, und die Temperatur steigt mit zunehmendem Strom an, bis er den Schmelzpunkt des Metalls überschreitet.

In diesem Stadium wird das geschmolzene Metall aus der Schweißzone ausgestoßen, was zu "Blitzen" führt. Neue Brücken werden hergestellt und bewegen sich schnell über die gesamte Schnittstelle, was zu einer gleichmäßigen Erwärmung führt. Wenn die gesamte Kontaktfläche über der Flüssigkeitsleitung erhitzt wird, wird der elektrische Strom abgeschaltet, und der Druck wird plötzlich erhöht, um das geschmolzene Metall herauszudrücken, die aneinander stoßenden Teile zu stören und sie zusammenzuschweißen.

Anwendung und Verwendung:

1. Das Schnellschweißen wird zum Verbinden von großen Profilen, Schienen, Kettengliedern, Stahlfelgen, Stahlrohrmöbeln, Hinterachsen, dünnwandigen Rohren und dergleichen verwendet.

2. Das Blitzschweißen kann auch angewendet werden, um nicht ähnliche Metalle zu schweißen.

3. Das Blitzschweißen kann für viele Nichteisenmetalle geeignet sein.

Vorteile des Flash-Schweißens:

1. Höhere Produktivität und Schnelligkeit im Betrieb.

2. Fähigkeit, qualitativ hochwertige Schweißnähte herzustellen.

3. Unähnliche Metalle können auch geschweißt werden.

Nachteile von Flash Welding:

Das Flash-Schweißen wird nicht für das Schweißen von Legierungen empfohlen, die einen hohen Anteil an Kupfer, Zink, Blei und Zinn enthalten. Metallverlust in blinkender Aktion.