Variablen des Punktschweißens

Schweißstrom, Stromflusszeit und Elektrodendruck werden als grundlegende Größen des Widerstandspunktschweißens erkannt. Um qualitativ hochwertige Schweißnähte in den meisten Metallen zu erreichen, müssen diese Variablen in sehr engen Grenzen gehalten werden.

Variable # 1.Schweißstrom:

Die Größe der Schweißlinse hängt davon ab, ob sich die Wärme schneller bildet, als durch Ableitung abgeführt wird. Der Schweißstrom ist somit die kritischste Variable.

Sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom werden zum Herstellen von Punkt-, Naht- und Projektionsschweißnähten verwendet. Die meisten Anwendungen verwenden Einphasenwechselstrom mit einer Netzfrequenz von 50 Hertz. Gleichstrom wird jedoch für Anwendungen verwendet, die einen starken Strom benötigen und deren Last auf einer 3-Phasen-Stromleitung ausgeglichen werden kann. Bei Gleichstrommaschinen kann außerdem die Stromanstiegs- und -abfallrate gemäß den Anforderungen programmiert werden. Die aktuelle Anstiegszeit oder die Steigung und die aktuelle Abklingperiode oder der Gefälle können mit elektronischen Steuersystemen programmiert werden.

Die Steuerung der Aufwärtsbewegung hilft, ein Überhitzen und Austreiben von geschmolzenem Metall zu Beginn der Schweißzeit zu vermeiden, da der Grenzflächenwiderstand zu diesem Zeitpunkt hoch ist. Downslope hilft dabei, die Erstarrung von Schweißnuggets zu kontrollieren, um Risse in Schweißteilen zu vermeiden, insbesondere in Metallen, die zur Abschreckverfestigung und zum Heißreißen neigen.

Für Punktschweißungen in Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann die geeignete Stromdichte für einen Schweißzyklus von 10 Hz (0, 2 s) durch die folgende Beziehung bestimmt werden:

Stromdichte (I _d ) = 192 + kete A / mm ² … .. (12.1)

woher,

t = Blechdicke, mm

k = eine Konstante von 480 für Baustahl,

e = eine Konstante, 2, 718.

Die tatsächliche Stromstärke, die für ein bestimmtes Metall erforderlich ist, neigt dazu, umgekehrt proportional zu seinen elektrischen und thermischen Widerständen zu sein. Aus diesem Grund ist es fast unmöglich, Kupfer zu schweißen, da der Grenzflächenwiderstand nicht viel höher als der Widerstand des Sekundärkreises erhöht werden kann.

Manchmal wird diese Schwierigkeit überwunden, indem zwischen den Kupferplatten eine Scheibe aus hochschmelzendem Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt angeordnet wird; Dann wird der Prozess als Widerstandslöten bezeichnet. Alternativ können Elektroden mit hohen elektrischen und thermischen Widerständen verwendet werden, die den Wärmefluss vom Werkstück durch die Elektroden einschränken.

Wenn eine genauere Stromsteuerung erforderlich ist, wie beim Schweißen von Aluminium und Magnesium, wird eine dreiphasige Schweißmaschine verwendet. Diese Maschinen können eine langsam ansteigende und nicht schnell ansteigende Wellenfront bieten. Eine modulierte Verzögerung des Sekundärstroms kann ebenfalls erhalten werden, wie in Abb. 12.5 gezeigt. Dies hilft, die Bildung von Kühlrissen zu vermeiden.

Eine genaue Steuerung des Schweißstroms ist für den Erfolg beim Widerstandsschweißen unerlässlich. Die Steuerungen müssen daher die Stromstärke, ihre Wellenform, den Zeitpunkt und den Rest des Schweißzyklus regeln. Genauer werden diese Parameter kontrolliert, besser für die Konsistenz der Schweißnähte.

Variable # 2 Schweißzeit:

Die Zeit des Punktschweißens ist relativ kurz und variiert für ein 50-Hertz-Netz normalerweise zwischen 2 und 100 Hertz. Ein Punktschweißvorgang kann in zwei 1, 5 mm dicken Blechen aus kohlenstoffarmem Stahl in 12 bis 13 Zyklen ausgeführt werden, wenn eine 50 Hertz-Versorgung verwendet wird.

Die Zeit des Stromflusses, dh die Schweißzeit, wird elektronisch, mechanisch, manuell oder pneumatisch gesteuert. Die Timer können synchron oder nicht synchron sein. Die nicht synchronen sind diejenigen, die den Fluss des Schweißstroms zu einem beliebigen Zeitpunkt in Bezug auf die Spannungswellenform starten und stoppen, dh das Öffnen und Schließen des Schützes ist nicht notwendigerweise mit der Wellenform der Netzspannung synchronisiert. Dies kann die Wechselstromfrequenz bis zu einem Zyklus von ± 1 beeinflussen. Es gibt viele unkritische Anwendungen, bei denen eine solche kleine Abweichung die Qualität der Schweißnaht nicht wesentlich beeinträchtigt.

Variable Nr. 3 Druckregelung:

Das Aufbringen von Druck durch die Elektrode auf die Werkstücke stellt die Vollendung der elektrischen Schaltung sicher. Die Kraft wird durch hydraulische, pneumatische, magnetische oder mechanische Mittel aufgebracht. Der ausgeübte Druck hängt von der Kontaktfläche zwischen Elektrode und Werkstück ab.

Die Anwendung von Druck erfüllt eine Reihe von Funktionen, zB:

(i) bringt die Werkstücke in engen Kontakt,

(ii) verringert den anfänglichen Kontaktwiderstand an den Grenzflächen,

(iii) Unterdrückung des Metallausstoßes zwischen den Werkstücken,

(iv) Konsolidiert das geschmolzene Metall zu einem soliden Schweißnugget.

Die Höhe des ausgeübten Drucks hängt von dem zu schweißenden Metall ab. Weichmetalle können unter dem Elektrodendruck abflachen, was zu einer unbefriedigenden Schweißnaht führt oder zumindest das äußere Erscheinungsbild der Arbeit beeinträchtigt. Abgesehen vom Schweißstrom müssen daher die Klemm- und Quetschdrücke auf der Grundlage des Ausgangsmaterials, seiner Dicke und der Art des verwendeten Schweißstroms liegen.

Die meisten Eisenmetalle werden mit konstantem Druck geschweißt, bessere Ergebnisse werden jedoch durch die Anwendung eines variablen Drucks für Metalle mit hoher Leitfähigkeit und niedrigem Widerstand erzielt. Während der Schweißzeit (oder Erhitzungszeit) muss möglicherweise ein höherer Schmiededruck ausgeübt werden, um ein Geräusch statt einer oberflächlichen Schweißnaht zu erhalten. Um einen Metallausstoß zu vermeiden, müssen die Werkstücke unter hohem Druck zusammengepresst werden, nachdem die erforderliche Zone die Schmelztemperatur erreicht hat.

Der zum Punktschweißen von Weichstahl verwendete Druck beträgt mehr als 70 N / mm ² Elektrodenfläche. Materialien mit hoher Festigkeit und insbesondere höherer Festigkeit bei erhöhter Temperatur erfordern jedoch eine vielfache Elektrodenkraft, die für Weichstahl erforderlich ist. Es ist jedoch nicht leicht, den Druck zu verallgemeinern, der zum erfolgreichen Schweißen verschiedener Metalle erforderlich ist, da ein Teil der aufgebrachten Kraft zum Zusammenpressen der Werkstücke und auch zum Bewegen des Schweißkopfes aufgenommen wird.