7 (168)

_    jęro y

_    jęro y

72

Ćwiczenie 5

dukcji seryjnej elementów konstrukcyjnych samochodów, ciągników przyczep, rowerów, motocykli, maszyn włókienniczych, górniczych, rolniczych, poligraficznych, armatury przemysłowej, urządzeń chemicznych, turbin gazowych, przekładni zębatych, przyrządów i uchwytów, narzędzi itp. Niezwykle szerokie zastosowanie zgrzewania tarciowego w przemyśle wynika z wielu jego zalet, do których należy:

•    wysoka wytrzymałość złączy, na ogół wyższa od materiału rodzimego zgrzewanych elementów,

•    możliwość łączenia materiałów znacznie różniących się własnościami fizycznymi,

•    duża wydajność zgrzewania (600 złączy/h),

•    równomierne obciążenie sieci elektrycznej i małe zużycie energii (cos «p = 0,7-0,85),

•    wysoka stabilność procesu gwarantująca dużą powtarzalność wyników zgrzewania,

•    możliwość sterowania i kontroli jakości w czasie cyklu zgrzewania,

•    bezpieczne i higieniczne warunki pracy,

•    prostota obsługi i łatwość automatyzacji.

Rys. 5.11. Fazy zgrzewania tarciowego: I - napędzanie jednego ze zgrzewanych elementów do prędkości obrotowej n; II - wywarcie docisku tarcia P_t przez dosunięcie drugiego zgrzewanego przedmiotu; III - nagrzewanie złącza przez zamianę energii kinetycznej na ciepło tarcia; IV - zatrzymanie ruchu obrotowego i wywarcie docisku spęczania P, oraz typowe schematy kinetyki ruchów zgrzewania tarciowego z napędem ciągłym: a - napęd obrotowy, b - ruch posuwisto-zwrotny, c - ruch orbitalny, S - spirala ruchu początkowego, P - siia docisku tarcia i spęczania, n - prędkość obrotowa

Parametry zgrzewania tarciowego to: prędkość obrotowa (lub liniowa), docisk tarcia, docisk spęczania i czas spęczania. Dobierając parametry zgrzewania należy pamiętać, że prędkość obrotowa i docisk tarcia wyznaczają warunki cieplne w obszarze łączenia. Przy zbyt dużej prędkości obrotowej a małym docisku tarcia czas nagrzewania wydłuża się powodując znaczne zwiększenie strefy wpływu ciepła. Szybkie nagrzanie można uzyskać przy mniejszej prędkości obrotowej i dużym docisku tarcia. Prędkość obrotowa tarcia jest dobierana w zależności od rodzaju materiały i wymiarów przedmiotów zgrzewanych i waha się średnio w granicach 400-10000 obr/min. Siła docisku wpływa na szybkość nagrzania obszaru styku i jest dobierana w zależności od własności mechanicznych łączonych materiałów. Dla większości zgrzewanych materiałów docisk jednostkowy tarcia mieści się w granicach od 20-200 MPa. Typowe przebiegi zmian siły docisku pokazano na rys. 5.12.

iwanie materiałów konstrukcyjnych

73

Rys. 5.12. Typowe przebiegi zmian siły docisku tarcia i siły docisku spęczania stosowane przy zgrzewaniu tarciowym z napędem ciągłym i inercyjnym

iA/ne

^jĆzas tarcia jest ustalany w ścisłej korelacji z pręd-ścią obrotową i siłą docisku tarcia) Czas trwania tapu reguluje się automatycznie wg ustalonego skróce-ia przedmiotów zgrzewanych. ^Siła docisku spęczania decyduje o jakości połączenia metalicznego nagrzanych do stanu plastycznego powierzchni stykowych przedmiotów zgrzewanych. Wartość tej siły zależy od żaro-wytrzymalości zgrzewanych materiałów i ustalonego stopnia zgniotu.(Docisk jednostkowy spęczania dobiera się w zakresie 20-400 MPa, przeważnie jest o 20-100% wyższy od docisku jednostkowego tarcia. Czas spęczania t, jest stosunkowo krótki w porównaniu z czasem tarcia t i wynosi zwykle kilka sekund (1 do 5 s); łącznie z siłą docisku spęczania wpływa na jakość połączenia metalicznego zgrzeiny.

5.3. Pomoce i urządzenia

1.    Zgrzewarki oporowe: punktowa, doczołowa zwarciowa i iskrowa, liniowa oraz zgrzewarka tarciowa ZT-10.

2.    Odcinki blachy ze stali niskowęglowej o wymiarach 100x30x2 mm.

3.    Pręty o średnicy ty = 10-20 mm. Przecinarka tarciowa.

5.4. Instrukcja ćwiczenia

1.    Sprawdzenie przygotowania do ćwiczeń - pytania kontrolne.

2.    Grupa ćwicząca samodzielnie przygotowuje próbki przeznaczone do zgrzewania.

3.    Wykonuje złącza za pomocą zgrzewania oporowego punktowego, zwarciowego, iskrowego.

4.    Na podstawie prób zginania oraz wyłuskiwania studenci oceniają jakość wykonanych połączeń.

5.5. Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno zawierać krótki opis przebiegu ćwiczenia wraz ze schematami i wynikami przeprowadzonych prób zginania i wyłuskiwania.

Literatura

[1]    KJimpel A.: Technologia zgrzewania. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 1995.

[2]    Marcolla K.: Zarys spawalnictwa. Warszawa-Poznań: PWN. 1979.

[3]    Poradnik inżyniera. Spawalnictwo, tom I, O. Praca zbiorowa Warszawa: WNT 1983.