Data: 23.05.1997	LABORATORIUM ZE SPAWALNICTWA	Ocena:
Marcin Zembalski gr. 21M	Temat: Zgrzewanie doczołowe prętów	Podpis:

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami zgrzewania metali, oraz z parametrami występującymi w tych procesach.

ZGRZEWANIE:

Wyróżniamy kilka podstawowych metod zgrzewania metali.

Zgrzewanie zwarciowe.

Podczas zgrzewania zwarciowego prąd zgrzewania przepływa przez dokładnie dopasowane i silnie dociśnięte do siebie końce łączonych części. W wyniku tego metal w styku zaczyna mięknąć i pod działaniem siły docisku ulega charakterystycznemu spęczeniu tworząc w ten sposób złącze. Zgrzanie materiału następuje w stanie plastycznym, bez roztopienia stykających się powierzchni czołowych. Prąd wyłącza się w czasie spęczania, przed całkowitym zakończeniem procesu. Ze względu na nierównomierny przebieg procesu oraz niską wytrzymałość połączeń zgrzewanie zwarciowe nie może być stosowane do odpowiedzialnych części maszyn o dużym przekroju poprzecznym. Konieczność stosowania dużego docisku wstępnego uniemożliwia zgrzewanie tą metodą cienkich blach i rur o małej grubości ścianki.

Zgrzewanie zwarciowe ma najczęściej zastosowanie do łączenia drutów, prętów i rur o niewielkich średnicach, ogniw łańcuchów oraz części z metali nieżelaznych i ich stopów o maksymalnych

powierzchniach przekrojów nie przekraczających 1000 mm2.

Zgrzewanie iskrowe.

Przy zgrzewaniu iskrowym w częściach zgrzewarki mocuje się części o chropowatych powierzchniach czołowych, ustawiając je przy sobie bez wywierania docisku poosiowego. Następnie włącza się prąd i uruchamia przesuwną płytę zgrzewarki, powodując powolne zbliżanie części do siebie. Powierzchnie części zetkną się w jednym lub w kilku punktach nierówności powierzchni. Przez powstałe w ten sposób styki zaczyna płynąć prąd, którego gęstość jest tak duża, że metal w miejscu wytworzonego mostka natychmiast nagrzewa się aż do temperatury wrzenia. W wyniku tego nagrzania oraz w wyniku działania pola magnetycznego mostki w początkowych punktach zrywają się, a powstają w innych miejscach. Ciśnienie par metalu usuwa ze styku spalone i częściowo roztopione cząsteczki materiału, co uwidacznia się w postaci silnego iskrzenia. Ciągłe zbliżanie się do siebie powierzchni czołowych powoduje nadtopienia metalu na całej powierzchni styku. Wytworzone pary nie pozwalają na przenikane tlenu z powietrza do roztopionych powierzchni, co wywiera bardzo korzystny wpływ na własności mechaniczne połączenia.

Po zakończeniu fazy wyiskrzania rozpoczyna się spęczanie zgrzewanych elementów, zachodzące częściowo jeszcze w czasie przepływu prądu, podtrzymując wysoką temperaturę złącza ułatwia wyciśnięcie ze styku żużla, zgorzeliny, zanieczyszczeń i pewnej ilości stopionego metalu. Po wyłączeniu prądu, trwający nadal docisk powoduje odkształcenia plastyczne materiału w strefie przylegającej bezpośrednio do nadtopionych powierzchni. W związku z wąską strefą nagrzania spęczenie w miejscu styku jest stosunkowo niewielkie. Ważne jest aby szybkość spęczania była wielokrotnie większa od szybkości wyiskrzenia, ponieważ tylko w tym przypadku można uzyskać dobre połączenie.

Zgrzewanie punktowe.

Zgrzewanie punktowe polega na łączeniu elementów w oddzielnych miejscach zwanych punktami, przy czym jednocześnie może się tworzyć jedna, dwie lub kilka zgrzein.

Zasada zgrzewania punktowego: 1,2 - materiał zgrzewany; 3,4 - elektrody.

Przykładowe parametry zgrzewania punktowego dla stali niskowęglowych:

grubość blachy: 0.5 8 mm

siła nacisku elektrod 60 3700 kG

natężenie prądu zgrzewania 2000 40000 A

Zgrzewanie garbowe.

Zgrzewanie garbowe polega na łączeniu elementów w jednym lub kilku punktach jednocześnie. Położenie tych punktów jest określane kształtem lub specjalnym przygotowaniem jednego ze zgrzewanych elementów.

Zgrzewanie garbowe jest stosowane do łączenia elementów ze stali niskowęglowych, nierdzewnych oraz niektórych stopów aluminium.

Przykładowe parametry zgrzewania garbowego dla stali niskowęglowych:

grubość blachy: 0.55 5 mm

siła nacisku elektrod 57 800 kG

natężenie prądu zgrzewania 5300 16700 A

Zgrzewanie liniowe.

Zgrzewanie liniowe polega na łączeniu elementów szwem ciągłym szczelnym lub nieszczelnym. W zależności od typu złącza rozróżnia się zgrzewanie liniowe na zakładkę, zgrzewanie liniowe z jednoczesnym rozwalcowaniem szwu, zgrzewanie liniowo - doczołowe, przy użyciu folii, oraz zgrzewanie liniowo garbowe.

Przykładowe parametry zgrzewania liniowego dla stali niskowęglowych:

grubość blachy: 0.5 3 mm

siła nacisku elektrod 100 900 kG

natężenie prądu zgrzewania 8000 24000 A

Przebieg ćwiczenia.

Podczas ćwiczenia wykonano zgrzeiny doczołowe prętów o różnym stopniu spęczenia.

1. średnica pręta 6 mm

średnica zgrzeiny 6 mm

2. średnica pręta 6 mm

średnica zgrzeiny 8 mm

3. średnica pręta 6 mm

średnica zgrzeiny 12 mm

Wnioski.

Po wykonaniu ćwiczenia można zaobserwować iż:

zgrzeina nr 1 została wykonana nieprawidłowo, ponieważ podczas próby zginania uległa zniszczeniu .Świadczy to o tym, że miała ona niskie własności mechaniczne.

zgrzeina nr 2

Zgrzeina 1 wykonana nieprawidłowo - bez spęczenia charakteryzowała się niskimi właściwościami mechanicznymi. Podczas próby zginania zgrzeina uległa zniszczeniu.

Zgrzeina 2 była wykonana prawidłowo i charakteryzowała się dobrymi własnościami mechanicznymi. Powierzchnia zgrzeiny była gładka bez widocznych pęknięć. Podczas próby zginania zachowywała się jak materiał rodzimy.

Zgrzeina 3 była wykonana ze zbyt dużym spęczeniem. Powierzchnia spęczenia była popękana. Podczas próby zginania pręt uległ zgięciu poza obszarem zgrzeiny.

---