Stumsvetsning: utrustning, metoder och processteknik

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Skapandet av vilken metallstruktur som helst innebär alltid en pålitlig och hållbar anslutning av enskilda komponenter och delar till en enda mekanisk enhet. Naturligtvis kan metallprodukten tillverkas som en monolitisk del i ett stycke, till exempel genom gjutning. Men oftast är det nödvändigt att skapa en integrerad anslutning med metoden för interatomiska metallbindningar, åtföljd av hög uppvärmning av platsen där delarna är sammanfogade. Enkelt uttryckt, snabbstumsvetsning.

Utrustning, metoder och processteknik är av intresse för många nybörjarsvetsare. Denna typ av anslutning används ofta inom flyg- och bilindustrin, eftersom den gör att du kan skapa en stark och pålitlig svetsfog.

Funktioner för stumsvetsning

Stumsvetsning av olika material är en av varianterna av en stark koppling under påverkan av tryckkraft och elektrisk ström. Det vill säga, de delar som är anslutna under snabbstumssvetsning pressas samtidigt mot varandra och värms upp av en elektrisk ljusbåge.

Om utrymmet för den gickdelar till ett plastiskt tillstånd (utan att smälta), då kallas denna typ av anslutning motståndssvetsning. När arbetsstyckena värms upp till smältning, sägs svetsfogarnas stumkanter använda den blinkande metoden. Var och en av dessa metoder används i vissa situationer, som utvärderas av svetsaren, beroende på kraven på kvaliteten och tillförlitligheten hos anslutningssömmen, samt vilken utrustning som används.

Förekomsten av defekter i svetsar försämrar avsevärt kvaliteten på utfört arbete. Därför, för att eliminera detta problem, är det nödvändigt att förrengöra kontaktytorna från oxider, ojämnheter och smuts.

Man bör också komma ihåg att när fogytans storlek ökar, försämras styrkan och kvaliteten på svetsen avsevärt. Detta beror på att ett stort område inte värms upp bra och bidrar till snabb bildning av oxider, vilket negativt påverkar kvaliteten på svetsfogen.

Butt Joint Benefits

All typ av svetsning har sina tekniska fördelar och nackdelar. Stumsvetsning har enligt många svetsare ett antal positiva egenskaper som avsevärt skiljer den från andra tekniker.

Fördelarna med snabbstumsvetsning inkluderar:

• när du använder denna metod för återflöde, finns det inget behov av att förvärma fogen och förbereda kanterna på de sammanfogade delarna;
• med iakttagande av svetsteknik är det lätt att få en stark och pålitligen anslutning som kan hålla i flera decennier utan olyckor;
• upprätthåller en hög nivå av kemisk homogenitet i materialet efter svetsning, vilket ökar fogens hållfasthet;
• enkelhet och enkelhet i arbetet kräver inga speciella kunskaper även från en nybörjare;
• förmågan att utföra processen med blixtstumsvetsning i ett helautomatiskt läge;
• hög hastighet för tekniska operationer;
• mångsidighet i användningen av nästan alla material.

Alla dessa fördelar uppväger i hög grad de mindre nackdelarna med stumsvetsprocessen.

Nackdelar med svetsning

Några nackdelar med denna typ av svetsning inkluderar:

• hög förbrukning av elektrisk energi;
• ett ganska högt pris på en motståndssvetsmaskin för hemmabruk, så det är bäst att göra stumfogen manuellt själv;
• behovet av strikt efterlevnad av kraven för storleken på ytan på de sammanfogade delarna;
• svårigheter vid svetsning i förhållanden med hög luftfuktighet.

Typer av stumsvetsning

Svetsprocessen för stumfogen är baserad på Joule-Lenz-lagen. Processen med interatomiska bindningar fortskrider under inverkan av en elektrisk ström med hjälp av stark kompression som appliceras på produktens kontaktyta.

Det finns två typer av stumsvetsning:

• svetsningmotstånd;
• blixtsvetsning.

Båda dessa metoder använder i huvudsak samma tekniska elektrodeformationsprocess, men det finns också speciella skillnader.

motståndssvetsning

Det unika med denna metod är att processen att sammanfoga delar fortsätter utan att smälta basen. I detta fall utsätts metallytan för kraftig plastisk deformation. Strukturellt är svetsstavarna kopplade till en elektrisk ström, och när de kommer i kontakt med metallytan bildas en sluten krets. Vid kontaktpunkten uppstår ett högt motstånd, vilket ger en liten uppvärmning. Stavarna, uppvärmda till ett visst värde, pressas hårt mot varandra och strömmen stängs av.

Efter att de uppvärmda stängerna börjar härda är det därför som denna teknik kallas motståndssvetsning. För att undvika en defekt i svetsen måste ytorna på produkterna som ska svetsas genomgå en noggrann förbehandling så att när metallen binds, finns det inga små partiklar av främmande ursprung.

Motståndssvetsning används för att ansluta tråd eller rör, och materialen kan vara olika (stål och koppar, gjutjärn och aluminium).

Reflow-anslutning

Ett utmärkande kännetecken för snabbstumssvetsning är tillförseln av spänning till transformatorn fram till kontakten mellan de svetsade ytorna. I detta fall värms och krossas de utskjutande mikrogrovheterna på ytan. Därför flyter den elektriska strömmen inte längs ett större utsprång, utan omedelbart längshela kontaktplanet.

Det finns två typer av snabbstumsvetsning:

1. Kontinuerlig svetsning kännetecknas av den mjuka rörelsen av två delar av produkten, fastklämda i speciella klämmor på svetsenheten, mot varandra. Sedan appliceras en ström, och delarna är sammankopplade och kommer i kontakt med hela planet. Delarna svetsas, varefter en sättning sker vid ett visst värde och den elektriska strömmen stängs av.
2. Intermittent smältning uppstår på grund av växlingen mellan tätningsmomenten och försvagningen av lederna, medan den elektriska strömmen förblir på. Denna rörelse fram och tillbaka stänger kretsen upp till materialets smältpunkt.

Ytkrav och rengöringsteknik

Ytorna på materialen som ska fogas för att få en svets av hög kvalitet måste uppfylla vissa krav:

1. Motståndsvärdet över hela kontaktplanet bör vara ungefär lika.
2. Motståndet mot elektrisk ström bör vara så lågt som möjligt.
3. Planen för de två ytorna som ska svetsas måste matcha i nivå.
4. Jämnt utseende på ytan är nyckeln till högkvalitativ svetsning.

För att uppfylla dessa villkor är det nödvändigt att göra en preliminär ytbehandling. För detta behöver du:

1. Utför avfettning av fogen.
2. Ta bort oxidfilmen över hela kontaktplanet.
3. Utför ledneutralisering.
4. Torka ytan väl.

Efter rengöring måste du visuellt kontrollera ytornas beredskap för svetsning.

Stumsvetsmaskiner

Med hjälp av speciella stumsvetsmaskiner svetsas polyetenrör oftast, eftersom materialet i dessa produkter lätt kan anpassas till stumtypen av kontaktanslutningen.

Det finns följande typer av svetsmaskiner:

• mobile;
• stationär;
• hänge;
• universal;
• specialized.

Utformningen av alla svetsmaskiner inkluderar en elektrisk och mekanisk enhet, samt ett vattenkylningssystem och en pneumatisk arbetsstyckesmatare.

Stumsvetsning av polyetenrör skiljer sig något från sammanfogning av metallprodukter. Eftersom plastmaterialet inte är en ledare av elektrisk ström, utförs uppvärmningen av ändarna på rören av speciella värmeelement. Annars liknar tekniken för stumsvetsning av polyetenrör anslutning av andra ytor.

Manuell stumsvetsning

Hemma är användningen av en kontaktsvetsmaskin olönsam, så rör med liten diameter kan svetsas manuellt. Samtidigt, för att uppnå en högkvalitativ anslutning, är det nödvändigt att få erfarenhet av att utföra arbete genom utbildning.

De tekniska stegen i den manuella stumsvetsprocessen är följande:

1. Förbered arbetsytan enligt säkerhetskrav.
2. Gör en säker fixering av arbetsstycken. Fästning kan göras med speciella klämmor, men i hushållsförhållanden används oftast tegel eller urtag i marken. Huvudsaken är att delarna förblir orörliga.
3. Använd sandpapper eller en fil för att rengöra ytorna som ska svetsas.
4. Vid uppvärmning av en stumsvets måste tryck appliceras på fogen.
5. Sömmen kyls naturligt - i luft.

Vid stark vind ute är det lämpligt att sluta arbeta för att förhindra att damm eller sand kommer in i svetsområdet. I regnigt väder kan arbetet utföras under en speciell kapell.

Defekter i stumfog

Långsiktig funktion hos alla mekaniska enheter beror till stor del på kvaliteten på den visuella kontrollen av det utförda arbetet. Därför måste varje svetsare känna till och kunna utvärdera de huvudsakliga defekterna som kan uppstå under svetsprocessen.

De huvudsakliga defekterna med snabbstumsvetsning inkluderar:

1. Brist på penetration av svetsen, vilket visar sig i en partiell metallisk bindning. Den vanligaste orsaken till denna defekt är förekomsten avkorsningen av oxidfilmen, samt svag uppvärmning av ändarna på delarna.
2. Sprickor och delaminering av sömmen, vilket kan uppstå när materialet kyls snabbt efter svetsning.
3. Fiberförvrängning i svetsområdet kan också orsakas av överdriven störning.
4. Föroreningar av fogen med olika inneslutningar, stora korn på svetsen är strukturella defekter. Sådana problem uppstår när sömmen oxideras eller överhettas.

Stumsvetsning, enligt experter, är ett pålitligt och högkvalitativt sätt att sammanfoga delar från olika material. På grund av förmågan att utföra processen i automatiskt läge, används den i stor utsträckning i industriföretag för att ansluta komplexa komponenter i många mekaniska enheter.