Mesin dan peranti kimpalan rintangan

Kimpalan tekanan

Kimpalan tekanan termasuk pelbagai kaedah kimpalan di mana bahagian yang hendak dicantumkan dimampatkan oleh daya mekanikal, yang menyebabkan kesinambungan dan kekuatan sambungan dicapai.

Dalam kebanyakan kes, kimpalan tekanan dilakukan dengan memanaskan bahagian yang akan dikimpal dalam satu cara atau yang lain, dan hanya dalam beberapa kes khas kimpalan dicapai tanpa pemanasan (contohnya, kimpalan sejuk, kimpalan letupan). Daripada semua kaedah kimpalan tekanan, kimpalan rintangan elektrik adalah yang paling biasa.

Kimpalan sentuhan atau rintangan dipanggil kaedah kimpalan elektrik, di mana pemanasan berlaku disebabkan oleh pembebasan utama haba pada titik sentuhan bahagian yang akan dikimpal apabila arus elektrik mengalir melaluinya (Rajah 1).

nasi. 1. Jenis utama kimpalan rintangan: a - hadapan, 6 - titik, b - roller, I - arah arus kimpalan.

Rintangan kimpalan dicirikan oleh kepekatan tempatan kuasa haba dan oleh itu suhu tinggi di kawasan sambungan bahagian-bahagian yang akan dikimpal, yang disebabkan oleh rintangan ketara sentuhan sambungan berbanding dengan rintangan bahagian itu sendiri. . Dalam hal ini, kimpalan rintangan adalah jenis kimpalan yang sangat menjimatkan dan suai manfaat.

Kimpalan rintangan boleh dilakukan pada kedua-dua arus terus dan ulang-alik, tetapi dalam praktiknya hampir secara eksklusif arus ulang-alik digunakan, kerana arus yang diperlukan untuk kimpalan pada susunan beribu-ribu malah berpuluh-puluh ribu ampere pada voltan beberapa volt tin adalah paling banyak. mudah diperolehi dengan bantuan transformer. sumber DC khusus untuk tujuan ini akan menjadi terlalu mahal, sukar untuk dikeluarkan dan kurang dipercayai dalam operasi.

Kimpalan punggung

Dalam kimpalan punggung, hujung bahagian yang hendak disambung menyentuh, selepas itu arus yang ketara melalui bahagian-bahagian, memanaskan sambungan kepada suhu yang diperlukan untuk kimpalan. Daya mampatan membujur kemudiannya mencapai kesinambungan sambungan langsung.

Terdapat dua jenis kimpalan punggung: kimpalan bukan refleks (kimpalan rintangan) dan kimpalan semula.

Dalam kimpalan rintangan, bahagian dengan hujung mesin disentuh dan dimampatkan dengan daya yang besar, kemudian arus melalui bahagian dan disebabkan oleh rintangan sentuhan simpang, pelepasan haba yang tertumpu berlaku.

Selepas mencapai suhu yang diperlukan untuk kimpalan di zon hadapan, kimpalan plastik bahagian yang akan disambungkan dilakukan di bawah pengaruh daya penekan.Pada akhir kitaran kimpalan, arus dimatikan dan kemudian daya mampatan dilepaskan.

Kimpalan rintangan biasanya dilakukan pada ketumpatan arus 5-10 kA dan kuasa khusus 10-15 kVA setiap 1 cm2 keratan rentas bahagian yang dikimpal. Kimpalan jenis ini biasanya digunakan untuk menyambung bahagian dengan keratan rentas kecil (sehingga kira-kira 300 mm2).

Dalam kimpalan punggung dengan pemanasan semula, pemanasan bahagian dijalankan dalam tiga atau dua peringkat berturut-turut - pemanasan awal, berkelip dan gangguan akhir, atau hanya dalam dua peringkat terakhir.

Pada saat awal kimpalan, bahagian yang akan dikimpal bersentuhan dengan daya mampatan 5 — 20 MPa. Kemudian arus dihidupkan, yang memanaskan sambungan hingga 600 — 800 ° C (untuk keluli), sama seperti dalam kimpalan punggung tanpa lebur. Selepas itu, daya tekanan dikurangkan kepada 2 - 5 MPa, akibatnya rintangan sentuhan meningkat dan, dengan itu, arus kimpalan berkurangan.

Dengan pelepasan mampatan, kawasan sentuhan sebenar hujung bahagian berkurangan, arus mengalir ke bilangan titik sentuhan yang terhad dan memanaskannya ke suhu lebur, dan dengan pemanasan selanjutnya di bawah keadaan ini, logam menjadi terlalu panas ke suhu pengewapan pada titik individu.

Di bawah pengaruh tekanan yang berlebihan, wap logam ditarik dari zon sentuhan kimpalan dan menyesarkan zarah logam cecair ke udara dalam bentuk kipas bunga api, dan sebahagian daripada logam cair mengalir dalam titisan. Di sebalik tonjolan yang musnah, tonjolan sentuhan berturut-turut bersempadan antara satu sama lain, mewujudkan laluan baharu untuk arus kimpalan untuk mengulangi kesan yang ditetapkan.

Proses mencantumkan secara berurutan hujung bahagian di sepanjang rabung asas berterusan sehingga hujung bahagian yang dikimpal ditutup dengan filem berterusan logam separa cecair, selepas itu kesinambungan logam sambungan dikimpal dicipta dengan daya gangguan yang agak kecil. . Dalam kes ini, jumlah lebihan logam cair diperah keluar dari sentuhan dalam bentuk lubang (rim).

Pemanasan hujung yang menonjol bahagian yang dikimpal dijalankan terutamanya oleh pengaliran haba dari sentuhan kimpalan, di mana suhu adalah yang paling penting. Pemanasan bahagian antara elektrod penyambung dan bekalan kuasa disebabkan oleh arus yang mengalir semasa proses pencairan semula adalah sangat kecil.

Melaraskan jumlah tenaga yang dihantar pada rintangan sentuhan tertentu yang ditentukan oleh keadaan proses kimpalan boleh dilakukan sama ada dengan menukar arus kimpalan atau dengan menukar tempoh aliran arus.

Cara mesin kimpalan punggung berfungsi digambarkan dalam rajah. 2.

nasi. 2. Gambar rajah mesin kimpalan punggung: 1 — katil, 2 — panduan, 3 — plat tetap, 4 — plat alih, 5 — peranti suapan, 6 — peranti pengapit, 7 — pengehad, 8 — pengubah, 9 — pengalir arus fleksibel , Pzazh — kekuatan mengetatkan produk, Ros — daya mengganggu produk.

Mesin kimpalan punggung dikelaskan seperti berikut.

1. Dengan kaedah kimpalan — untuk kimpalan rintangan dan berkelip (berkelip berterusan atau berkelip pemanasan).

2. Dengan pendaftaran awal — universal dan khusus.

3. Mengikut reka bentuk mekanisme kuasa — dengan spring, tuil, skru (dari stereng), pneumatik, hidraulik atau pemacu elektromekanikal.

4.Dengan susunan pengapit — dengan pengapit sipi, tuil dan skru, dan pengapit tuil dan skru boleh dilakukan secara manual atau dijenterakan dengan pemacu pneumatik, hidraulik atau elektromekanikal.

5. Mengikut kaedah pemasangan dan pemasangan — pegun dan mudah alih.

Kimpalan titik

Dalam kimpalan titik, bahagian yang hendak dicantumkan biasanya terletak di antara dua elektrod yang dipasang dalam pemegang elektrod khas. Di bawah tindakan mekanisme tekanan, elektrod dengan ketat menekan bahagian yang akan dikimpal, selepas itu arus dihidupkan.

Disebabkan oleh laluan arus, bahagian yang hendak dikimpal dipanaskan dengan cepat kepada suhu kimpalan dan pelepasan haba yang paling besar berlaku pada permukaan yang hendak dicantum, di mana suhu mungkin melebihi suhu lebur bahagian yang akan dikimpal.

Dalam rajah. 3 menunjukkan taburan suhu di sepanjang keratan rentas bahagian yang dikimpal, ciri peringkat akhir kimpalan keluli.

nasi. 3. Medan suhu dalam peringkat terakhir kimpalan titik

Suhu tertinggi diperhatikan di bahagian tengah berlorek tempat kimpalan - teras Permukaan sentuhan bahagian yang akan dikimpal dengan elektrod (biasanya dengan penyejukan air) dipanaskan pada suhu yang agak rendah, tetapi dengan kehadiran teras cecair atau separa cecair dan teras logam plastik bersebelahan, daya mampatan elektrod menyebabkan lekukan pada permukaan bahan kerja kimpalan.

Suhu teras pada titik kimpalan biasanya lebih tinggi sedikit daripada takat lebur logam.Diameter teras cair menentukan diameter tempat kimpalan, biasanya sama dengan diameter permukaan sentuhan elektrod.

Masa untuk mengimpal di satu tempat bergantung kepada ketebalan dan sifat fizikal bahan bahagian yang dikimpal, kuasa mesin kimpalan dan daya tekanan. Masa ini berbeza dari perseribu saat (untuk helaian warna yang sangat nipis) hingga beberapa saat (untuk bahagian keluli tebal). Untuk anggaran kasar, masa untuk mengimpal satu titik keluli lembut boleh diambil sebagai 1 s setiap 1 mm ketebalan kepingan yang dikimpal. Kadar pemanasan logam kepada suhu kimpalan bergantung dengan ketara pada keamatan pelepasan haba.

Mesin kimpalan titik

Kimpalan gulung

Dalam jenis kimpalan ini, penyambungan bahagian dengan jahitan berterusan atau terputus dijalankan dengan melalui bahagian yang hendak dikimpal, disuap dengan cara penggelek berputar (Rajah 4).

nasi. 4. Prinsip kimpalan penggelek: 1 — pengubah kimpalan, 2 — elektrod penggelek, 3 — pemacu penggelek, 4 — bahagian yang dikimpal

Dalam sifat proses, kimpalan gulung adalah serupa dengan kimpalan titik. Kimpalan gulung sering dirujuk sebagai kimpalan jahitan, yang secara tegasnya tidak betul, kerana konsep kimpalan jahitan boleh diperluaskan kepada hampir semua jenis kimpalan.

Mesin kimpalan penggelek biasanya dilengkapi dengan dua arus bekalan kuasa, satu daripadanya dipacu dan satu lagi berputar akibat geseran semasa menggerakkan bahagian yang hendak dikimpal.

Kimpalan gulung paling kerap digunakan untuk menyambung bahagian berdinding nipis, contohnya, dalam pembuatan tangki bahan api dan tong untuk mengangkut pelbagai bahan.

Terdapat tiga mod kimpalan roller.

1. Pergerakan berterusan bahagian yang dikimpal berbanding dengan penggelek dengan bekalan arus yang berterusan. Kaedah ini digunakan apabila bahagian kimpalan dengan jumlah ketebalan tidak lebih daripada 1.5 mm, kerana dengan ketebalan yang besar, sambungan yang keluar dari bawah penggelek, berada dalam keadaan plastik, boleh pecah kerana delaminasi. Di samping itu, dengan bekalan arus berterusan, herotan ketara bahagian yang dikimpal berlaku.

2. Pergerakan berterusan bahagian yang dikimpal berbanding dengan penggelek dengan bekalan arus terputus-putus. Kaedah yang paling biasa ini menghasilkan jahitan dengan sedikit herotan dalam produk dengan penggunaan tenaga yang lebih rendah.

3. Pergerakan terputus-putus bahagian yang dikimpal berbanding dengan penggelek dengan bekalan arus terputus (kimpalan langkah).

Kimpalan gulung sangat berkesan dalam pengeluaran kapal berdinding nipis, dalam pengeluaran paip logam yang dikimpal dan beberapa produk lain.

Elemen utama mesin penggelek ialah katil, lengan atas dan bawah dengan elektrod penggelek, mekanisme mampatan, pemacu penggelek dan pengubah kimpalan dengan wayar arus fleksibel.

Transformer mesin penggelek berfungsi dalam mod intensif dengan PR = 50 — 60%, yang memerlukan penyejukan yang dipertingkatkan belitannya.

Mesin kimpalan roller dibahagikan: mengikut sifat pemasangan — kepada pegun dan mudah alih, mengikut tujuan — kepada universal dan khusus, mengikut lokasi penggelek berbanding bahagian hadapan mesin — untuk kimpalan melintang, untuk kimpalan membujur dan universal dengan kemungkinan menggerakkan penggelek. untuk lokasi penggelek berbanding produk — dengan susunan dua belah dan satu sisi, mengikut kaedah putaran penggelek — dengan pemacu untuk satu penggelek, dengan pemacu untuk kedua-dua penggelek, dengan satu penggelek atas, bergerak di sepanjang pendakap tetap, dan dengan satu penggelek dan mandrel bawah boleh alih, mengikut peranti mekanisme mampatan — spring-tuil, didorong oleh motor elektrik, pneumatik dan hidraulik, mengikut bilangan penggelek — dalam penggelek tunggal, penggelek dua dan penggelek berbilang.

Kuasa mesin penggelek yang paling biasa biasanya 100 — 200 kVA. Sama seperti kimpalan titik bahagian nipis, ia boleh dilakukan dengan denyutan arus nyahcas kapasitor, yang mana jenis mesin penggelek yang berbeza dihasilkan.

nasi. 5. Mesin kimpalan rintangan