KATEDRA INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ
LABORATORIUM SPAJALNICTWA
Wykonujący ćwiczenie:
Kowalczyk Stefan
Małek Krzysztof
Grupa dziekańska:
MD 105.1c.
Data wykonania:
14 – XI– 2002
Temat: Zgrzewanie metali. Zgrzewanie elektryczne oporowe punktowe.
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z technologią zgrzewania punktowego i zwarciowego, obsługą zgrzewarki punktowej i zwarciowej oraz właściwościami połączeń zgrzewanych.
2. Literatura i materiały pomocnicze.
Sprawozdanie zostało wykonane na podstawie literatury:
Orłowicz Władysław: Spawalnictwo. Laboratorium.
Wojciechowski Wojciech: Techniki wytwarzania. Tom III. Wybrane zagadnienia ze spawalnictwa.
Pilarczyk Józef: Spawanie i napawanie elektryczne metali.
oraz notatki z wykładu.
3. Podstawy teoretyczne.
Zgrzewanie jest metodą łączenia metali, w której powierzchnie łączonych części, doprowadzane do stanu plastycznego, dociskane do siebie z odpowiednią siłą w celu trwałego połączenia. Cechą charakterystyczną zgrzewania jest brak materiału dodatkowego, co powoduje, że zgrzewane elementy łączą się ze sobą bezpośrednio.
Zależnie od czynnika powodującego uplastycznienie powierzchni łączonych elementów rozróżnia się:
ZGRZEWANIE
-indukcyjne
-oporowe (zwarciowe, iskrowe, kondensatorowe)
- tarciowe
-zgniotowi
-ultradźwiękowe
W zależności od kształtu połączenia:
-punktowe
-liniowe
-doczołowe
-liniowo-czołowe
-garbowe
Spośród wszystkich sposobów zgrzewania metali i ich stopów najbardziej rozpowszechnione jest zgrzewanie elektryczne.
3.1. Zgrzewanie oporowe zwarciowe.
Zgrzewanie oporowe zwarciowe polega na miejscowym nagrzaniu powierzchni zgrzewanych elementów w miejscu ich styku w wyniku wydzielenia się ciepła podczas przepływu prądu elektrycznego. Ilość wytworzonego ciepła, zgodnie z prawem Joula-Lenza, wynosi:
Q = I2 R t
Gdzie: I – natężenie prądu zgrzewania,
R – oporność elektryczna styku łączonych części,
T – czas przepływu prądu.
Z zależności tej wynikają podstawowe parametry zgrzewania oporowego: natężenie prądu zgrzewania i czas jego przepływu. Wzajemny stosunek tych dwóch parametrów, zależy od rodzaju i wymiarów łączonych elementów, określa warunki wykonania złącza zgrzewanego: wysokie natężenie prądu, krótki czas zgrzewania i duże, z konieczności, naciski jednostkowe (tzw. Parametry twarde, nazywane również parametrami sztywnymi) lub małe natężenie prądu przy stosunkowo długim czasie przepływu prądu, długim czasie nagrzewania i małych naciskach (parametry miękkie). Parametr twarde stosuje się przede wszystkim z uwagi na dużą wydajność, niewielkie straty energii i nieznaczne odkształcenie samych złączy zgrzewanych. Parametry miękkie sprawiają, że przebieg nagrzewania odbywa się stopniowo co zapobiega podhartowaniu materiału i pozwala bezpiecznie zgrzewać materiały wrażliwe na przegrzanie. Odkształcenie powierzchni części w miejscu zgrzeiny jest jednak znaczne.
Zgrzewanie punktowe polega na łączeniu blach, lub innych elementów, „zachodzących na siebie” w punktach – zwanych zgrzeinami – przez dociśnięcie ich elektrodami punktowymi i przepuszczenie prądu. Parametrami zgrzewania punktowego są natężenie i napięcie prądu zgrzewania, czas zgrzewania, średnica powierzchni styku elektrody punktowej z elementem zgrzewanym, odległość między zgrzeinami w przypadku wykonania ciągu zgrzein (podziałka zgrzewania), siła docisku końcowego, rzadziej siła docisku wstępnego. Gęstość prądu waha się w granicach 80 -160 [A/mm2] dla parametrów miękkich, a dla twardych 200-400 [A/mm2].czas zgrzewania dobiera się na podstawie grubości zgrzewanej blachy g; tz = g w sekundach dla parametrów miękkich. Dla parametrów sztywnych czas zgrzewania wyznacza się z zależności tz = (0,1 – 0,3)g ,naciski jednostkowe wynoszą odpowiednio:30 – 60 MPa i 50 -120 MPa.
4. Szkic stanowiska laboratoryjnego i jego opis.
1 - korpus, 2 - transformator płaszczowy, 3, 4 – łączniki zaczepów Ł1 i Ł2,5 – układ sterowania ANA-111, 6 – płyta styczników ignitronowych, 7 – układ dociskowy elektrod, 8 – przycisk nożny, 9 – ramię górne, 10 – ramię dolne, 11 – elektrody, 12 – dopływ wody chłodzącej, 13 – odpływ wody chłodzącej.
5. Parametry zgrzewania.
Typ zgrzewarki: ZPb-12
Moc max 60 kVA
Rodzaj prądu: AC
Napięcie pierwotne: U = 400 V
Napięcie wtórne: U = 2,08-4,1 V
Max prąd zwarcia na uzwojeniu pierwotnym: Ipz = 200 A
Max prąd zwarcia na uzwojeniu wtórnym: Iwz = 18600 A
Max docisk: F = 2500 N
Max grubość łączonych elementów: elementów g = 6 mm
Czas zgrzewania: tz = 0,01-100 s
Wydajność 20 zgrzein na min
5. Szkic i opis złącza.
Dwie blaszki wykonane ze stali St3S wymiarach 20 X 70 i grubości g = 1,5mm zostały połączone zgrzeiną punktową. Elementy łączyliśmy za pomocą zgrzewarki punktowej ZPb-12
Do zgrzewania użyliśmy prądu stałego o parametrach: A = 130A i U = 24V.
6. Analiza i wnioski końcowe.
Analizując wygląd powstałego złącza stwierdzamy, że jakość zgrzeiny jest dobra. Powstałe złącze jest prawidłowe. Metodą tą można zgrzewać bardzo cienkie blachy,. Praktycznie ta metoda nie posiada żadnych wad.
kutyy