Zgrzewanie punktowe

Zgrzewanie to prosta i często wykorzystywana technologia, którą stosuje się w przypadku łączenia elementów wykonanych głównie z metali i tworzyw sztucznych. Proces wiąże się z podgrzaniem krawędzi elementów, które uzyskują właściwości plastyczne, a następnie są ze sobą łączone przez docisk i stygnąc, zostają trwale połączone przy pomocy zgrzeiny. Wyróżniamy różne rodzaje zgrzewania: punktowe, liniowe itp. Najbardziej rozpowszechnioną metodą zgrzewania jest zgrzewanie oporowe punktowe.

Proces zgrzewania punktowego

Punktowe zgrzewanie oporowe jest procesem łączenia przedmiotów (blach, płaskowników, profili) ułożonych na zakładkę między elektrodami, które doprowadzają prąd elektryczny do obszaru styku i nagrzewają go do temperatury topnienia. Ponieważ strefa styku ma większy opór niż reszta materiału, to tam wydziela się najwięcej ciepła. Powoduje to powstanie i wzrost ciekłego jądra zgrzeiny.

Gdy jądro zgrzeiny osiągnie wymagane wymiary, dopływ prądu jest przerywany i na materiał zgrzewany wywierany jest docisk spęczania. Ma on stworzyć trwałe połączenie nadtopionych części i zagęścić metal zgrzeiny, by zapobiec szorstkości materiału lub nieciągłości w postaci jamy usadowej jądra zgrzeiny, oraz ograniczyć możliwość występowania pęknięć krystalizacyjnych.

Prąd wyłącza się, gdyż dalsze nagrzewanie obszaru zgrzewania mogłoby doprowadzić do rozerwania cienkiej warstewki metalu w stanie plastycznym, otaczającej ciekłe jądro zgrzeiny. Ciekły metal jądra pod wpływem ciśnienia gazów i par metalu mógłby wytrysnąć na

zewnątrz złącza lub w obszar szczeliny między blachami.

Po wyłączeniu przepływu prądu następuje szybkie stygnięcie jądra zgrzeiny. Krzepnięcie jądra następuje od zewnątrz do środka , ponieważ związane jest to z odbieraniem ciepła przez materiał zgrzewany. Po zakrzepnięciu elementy zostają połączone na stałe.

Czasami w fazie stygnięcia stosuje się dodatkowy zabieg przepływu prądu o wartości mniejszej od wartości prądu zgrzewania, ma to na celu dodatkową obróbkę cieplną złącza.

Technologia zgrzewania elementów

Zgrzewanie oporowe punktowe może odbywać się w jednym lub więcej punktach jednocześnie (nawet w kilkudziesięciu punktach naraz) w zależności od rodzaju, kształtu i wymiarów zgrzewanych elementów konstrukcji. Ze względu na trudności uzyskaniem właściwego styku elementów, możliwe jest zgrzewanie ze sobą jednocześnie tylko trzech blach ułożonych na zakładkę.

Proces zgrzewania punktowego oporowego może być prowadzony prądem zmiennym lub prądem stałym. Przepływ prądu do obszaru zgrzewania odbywać się może różnymi

technikami, w zależności od wielkości i kształtu elementów, dostępu elektrod zgrzewarki

lub specjalnych wymagań stawianych konstrukcji np. brak wgnieceń od elektrod.

Podział zgrzewania punktowego

 Ze względu na sposób doprowadzenia prądu do zgrzewanych elementów stosowane są następujące sposoby zgrzewania:

Dwustronne jednopunktowe - elementy są ściskane elektrodami doprowadzającymi prąd z obydwu stron

Dwustronne dwupunktowe i wielopunktowe - jak wyżej, tylko zgrzewanie zachodzi w wielu punktach jednocześnie.

Jednostronne jednopunktowe - elektroda dociska elementy łączone do płyty stanowiącej podstawę tylko z jednej strony, druga elektroda przyłączona do materiału tylko dostarcza prąd, nie wywiera nacisku.

Jednostronne wielopunktowe - podobnie jak w powyższej metodzie, ale zgrzewanie zachodzi w wielu punktach jednocześnie.

W przemyśle najczęściej stosowane jest zgrzewanie dwustronne jednopunktowe i zgrzewanie dwustronne dwupunktowe.

Parametry zgrzewania punktowego

Podstawowe parametry zgrzewania punktowego oporowego to:

- natężenie prądu zgrzewania [kA],

- siła docisku elektrod [kN],

- czas zgrzewania [s],

- wymiary robocze elektrody [mm]

Parametry te dobiera się w zależności od: rodzaju zgrzewanego materiału, kształtu i wymiarów, oraz grubości zgrzewanych elementów, jakości powierzchni i wymagań stawianych konstrukcji. Stosowane w praktyce ustawienia parametrów dzielą się na dwie grupy:

Sztywne – w zgrzewaniu stosowane jest: duże natężenie prądu zgrzewania, duża siła docisku elektrod i krótki czas przepływu prądu. Parametry zapewniają dużą wydajność zgrzewania, małe zużycie energii elektrycznej, a złącza posiadają małą strefę nagrzania. Stosowane w produkcji wielkoseryjnej,

Miękkie – stosuje się mniejsze natężenia prądu, mniejsze siły docisku i dłuższe czasy przepływu prądu. Przy tych parametrach proces zgrzewania przebiega wolniej, co powoduje wzrost szerokości strefy ciepła i strefy odkształceń złączy. Za to mamy mniejszą możliwość niepożądanego zahartowania i mniejszą skłonność do występowania pęknięć w złączach. Parametry miękkie stosowane są przy zgrzewaniu materiałów skłonnych do hartowania lub gdy nie mamy odpowiedniej mocy zgrzewarki

Zgrzewanie punktowe stali i aluminium

Zgrzewanie punktowe jest najbardziej rozpowszechnioną metodą zgrzewania, którą stosuje się przy łączeniu elementów ze stali węglowych i stopowych oraz metali nieżelaznych. W zależności od rodzaju metalu efektywność procesu zgrzewania może być różna.

Zgrzewanie stali węglowej o niskiej zawartości węgla jest stosunkowo łatwe, złącza są trwałe, można stosować mniejsze natężenia prądu i mniejsze siły docisku. Z tej stali wykonana jest większość blach stalowych zgrzewanych w produkcji i budownictwie na całym świecie.

Stale węglowe o dużej zawartości węgla i stale stopowe są na ogół twarde, mają wyższe temperatury topienia, więc natężenie prądu i czas przepływu prądu muszą być większe, należy zapewnić więcej czasu na ostygnięcie jądra zgrzeiny. Większe jest też zużycie energii elektrycznej. Problemem jest też wpływ nagrzewania na własności tych stali.

Zgrzewanie aluminium jest również problematyczne, wymagane jest duże natężenie prądu i precyzyjna kontrola nad parametrami procesu. Mimo to w przemyśle samochodowym i lotniczym zastosowanie procesu zgrzewania jest coraz częstszej dzięki nowoczesnym sterowanym komputerowo urządzeniom do zgrzewania oporowego.

Spośród wszystkich rodzajów zgrzewania, zgrzewanie oporowe punktowe jest uznawane za jedną z najbardziej rentownych metod łączenia ze względu na prostotę i energooszczędność. Zgrzewanie oporowe punktowe używane jest powszechne przy wytwarzaniu konstrukcji, w których są wymagane połączenia punktowe blach lub innych elementów ułożonych na zakładkę, głównie w budownictwie, przemyśle samochodowym, maszynowym, lotniczym, okrętowym, AGD itd. Powszechnie zgrzewane elementy w przemyśle to profile, druty, blachy i płaskowniki.

Punktowe zgrzewanie oporowe - zgrzewarki punktowe

Zgrzewanie oporowe punktowe może być prowadzone przy użyciu zgrzewarek punktowych o różnej konstrukcji i sposobach zasilania prądem i sterowania.

Zgrzewarka punktowa asynchroniczna to najprostsza konstrukcja, która nie daje możliwości zmiany programu zgrzewania, mocy zgrzewarki itp. Jednak pogoń za wyższą precyzją i wydajnością wypiera z rynku stare konstrukcje. Wykorzystywane dziś zgrzewarki są w pełni zautomatyzowane i wyposażone w skomplikowane układy sterowania elektronicznego synchronicznego, mogą przez to wykonywać szeroki pakiet różnorodnych programów zgrzewania. Zgrzewarki mogą być budowane jako urządzenia stacjonarne, przewoźne, przenośne oraz zawieszane. Poza typowymi zgrzewarkami używane są agregaty zgrzewalnicze uzbrojone w odpowiednie urządzenia pomocnicze.

Zgrzewarki wyposażone w urządzenia robocze stanowią stanowiska zgrzewalnicze. W zależności od stopnia mechanizacji stanowiska można podzielić na:

Stanowiska proste - wyposażone w pojedyncze zgrzewarki, obsługiwane najczęściej przez operatora.

Stanowiska zmechanizowane - obsługiwane przez roboty przemysłowe oraz w ograniczonym zakresie przez operatorów.

Usługa zgrzewania punktowego

Zapraszamy do skorzystania z portalu MetalTop.pl gdzie można znaleźć oferty firm wykonujących zgrzewanie punktowe stali i metali nieżelaznych. Oferty można filtrować wg parametrów technicznych, lokalizacji i dogodnego terminu realizacji.