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

1. Płomieniowe

2. Kuzienne

3. W kąpielach solnych

4. Elektryczne:

-indukcyjne

-oporowe (zwarciowe, iskrowe, kondensatorowe)

5. Wybuchowe

6. Termitowe

7. Dyfuzyjne

8. Mechaniczne:

- 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; t_z = g w sekundach dla parametrów miękkich. Dla parametrów sztywnych czas zgrzewania wyznacza się z zależności t_z = (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: I_pz = 200 A

Max prąd zwarcia na uzwojeniu wtórnym: I_wz = 18600 A

Max docisk: F = 2500 N

Max grubość łączonych elementów: elementów g = 6 mm

Czas zgrzewania: t_z = 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.

---