PAWEŁ ŚLIWA Gr. 23B |
Laboratorium z technik wytwarzania |
WMiBM |
|
Ćwiczenie nr 5
|
TEMAT: ZGRZEWANIE DOCZOŁOWE ZWARCIOWE PRĘTÓW.
|
||
Ocena |
Data |
Podpis |
|
|
2000-12-18 |
|
|
Zgrzewanie doczołowe polega na łączeniu elementów na całej powierzchni styku, czyli łączeniu przekrojów poprzecznych o dowolnym kształcie, blachy, taśmy, pręty, kształtowniki, rury.
Zależnie od rodzaju metalu, powierzchni przekroju zgrzewanych części i wymagań w stosunku do jakości złącza, zgrzewanie może odbywać się metodą zwarciową (oporową) lub iskrową.
Części przeznaczone do zgrzewania ustawione i zamocowane w zgrzewarce dociska się do siebie, po czym nagrzewa płynącym przez nie prądem do temperatury zgrzewania. Gdy materiał mięknie, następuje silny docisk powodujący trwałe połączenie obu elementów oraz charakterystyczne spęczenie w miejscu łączonym. Prąd wyłącza się automatycznie w połowie drogi spęczania.
Ogólnie zgrzewanie zalicza się do połączeń nierozłącznych. Połączenie to uzyskuje się poprzez doprowadzenie materiału do stanu ciastowatego i wywarciu w tym stanie nacisku.
W zależności od sposobu przeprowadzenia procesu wyróżniamy zgrzewanie:
ogniskowe, czyli kowalskie,
elektryczne, w którym wyróżniamy zgrzewanie punktowe, liniowe garbowe i omawiane w sprawozdaniu zgrzewanie doczołowe,
termitowe,
tarciowe,
zgniotowe,
ultradźwiękowe,
wybuchowe,
dyfuzyjne.
Zgrzewanie ogniskowe (kowalskie), polega na nagrzaniu materiału do stanu tzw. ciastowatego, następnie oczyszczeniu tego materiału ze zgorzeliny i wywarciu nacisku poprzez uderzenie. Jest to najstarsza metoda zgrzewania obecnie stosowana tylko w rzemiośle.
Zgrzewanie termitowe - źródłem ciepła jest palący się termit, który zapewnia wysoką temperaturę. Powstający żużel wypływa na wierzch stopionego tlenku żelaza i aluminium nie dopuszczając tlenu i azotu do nagrzewanych elementów. Po nagrzaniu następuje wywarcie nacisku.
W zgrzewaniu tarciowym ciepło powstaje w wyniku tarcia o siebie łączonych elementów, np. pręt mocujemy w obracającym się uchwycie tokarki i dociskamy do niego inny pręt. W wyniku tarcia następuje nagrzanie materiału, wyłączamy obroty i dociskamy do siebie łączone elementy.
Zgrzewanie ultradźwiękowe - sposób przeprowadzania tego rodzaju zgrzewania polega na wykorzystaniu drgań powstałych w materiałach łączonych pod wpływem fal ultradźwiękowych. Jeśli tym falom towarzyszy docisk, to tarcie, które powstanie pomiędzy elementami pozwoli na ich nagrzanie i połączenie.
Zgrzewanie wybuchowe - łączenie powstaje na skutek silnego nacisku powstałego w wyniku eksplozji niewielkiego ładunku wybuchowego. Powstająca fala uderzeniowa nie tylko wywiera nacisk, ale również wprawia w drgania łączone elementy, co prowadzi do ich uplastycznienia i połączenia.
Zgrzewanie zgniotowe stosowane jest w zasadzie tylko do materiałów plastycznych. W tym rodzaju nie podgrzewamy łączonych elementów, ale wywieramy tak duży nacisk, że następuje, tzw. wypłynięcie materiału (pewna faza odkształceń plastycznych), dzięki czemu powstaje zgrzeina.
Zgrzewanie dyfuzyjne - wykorzystano tutaj zjawisko dyfuzji, czyli przemieszczania się atomów między łączonymi elementami. Połączenie powstaje na skutek działania sił międzyatomowych. Warunkiem koniecznym do tego by połączenie było trwałe jest czystość łączonych powierzchni. Często ten rodzaj zgrzewania przeprowadzany jest w próżni, aby nie doszło do utlenienia nawet w czasie procesu łączenia.
W zgrzewaniu elektrycznym, do którego należy zgrzewanie doczołowe - ciepło powstaje na skutek przepływu prądu elektrycznego przez łączone materiały. Największy opór stawia szczelina powietrzna znajdująca się pomiędzy łączonymi elementami. W niej powstaje największa ilość ciepła. Jak już podano wcześniej, prąd wyłącza się automatycznie w połowie drogi spęczania.
Metoda doczołowa zwarciowa ( inaczej oporowa) wymaga starannej obróbki powierzchni czołowych łączonych elementów. Jeśli przekroje nie są dokładnie dopasowane i oczyszczone, w miejscach słabiej rozgrzanych lub zanieczyszczonych tlenkami może nastąpić przyklejenie powodujące zmniejszenie wytrzymałości zgrzeiny. Zakres zastosowania tego zgrzewania ogranicza się do drutów o średnicy 6÷8mm i prętów ze stali niskowęglowej o średnicy do 20mm.
Zgrzewanie elektryczne wykonuje się na specjalnych maszynach (zgrzewarkach), dostosowanych do rodzaju zgrzewania i materiału łączonych części. Do zgrzewania metali o małej oporności ( Al, Cu i ich stopy) niezbędne są nowoczesne zgrzewarki automatyczne, w których zarówno czas przepływu prądu i trwania nacisku, jak i wartości natężenia prądu i siły nacisku są sterowane bardzo precyzyjnie przez układy elektroniczne.
Najłatwiej zgrzewa się metale o jednakowym lub zbliżonym składzie chemicznym, np. stale węglowe ze stalami stopowymi lub narzędziowymi itp. Zgrzewanie w stanie plastycznym stopów o różnych składach chemicznych jest możliwe tylko wtedy, gdy tworzą one ze sobą roztwory stałe lub wchodzą lub wchodzą w związki chemiczne.