łączenie metali [tryb zgodności] - Strona główna RCRE · tlenowym), termitowe (spalanie...

1

Zgrzewanie

Wprowadzenie

Zgrzewanie polega na łączeniu przez docisk częścimetalowych, które zwykle w miejscu styku są ogrzane dotemperatury niższej od ich temperatury topnienia. Zależnieod sposobu wywierania nacisku oraz źródła ciepłazgrzewanie można podzielić na: elektryczne oporowe(zwarciowe), gazowe (np. palnikiem acetylenowo-tlenowym), termitowe (spalanie mieszaniny tlenków metali isproszkowanego aluminium, umożliwiające bardzo szybkienagrzanie części), ogniskowe, tarciowe (ciepło wytwarzasię przez tarcie powierzchni styku przy zastosowaniuodpowiedniego docisku), indukcyjne i dyfuzyjne.Połączenia zgrzewane uzyskuje się również przezwywarcie dużego nacisku (na zimno) lub innymi metodami,stosując zgrzewanie zgniotowe, wybuchowe lubultradźwiękowe.

2

Wprowadzenie

Najczęściej stosowaną metodą jest zgrzewanie elektryczneoporowe.

Zgrzewanie oporowe dzielimy na: doczołowe (iskrowe lubzwarciowe) oraz zgrzewanie blach (zawsze zwarciowe),które zależnie od rodzaju zgrzein dzieli się z kolei na:punktowe, garbowe i liniowe.

Wprowadzenie

Prąd, przepływając przez dociśnięte do siebie elementy,nagrzewa je do temperatury uplastycznienia. Ilośćwydzielonego ciepła zależy od natężenia prądu i czasuzgrzewania. Najlepsze wyniki otrzymuje się, gdy prądzgrzewania jest maksymalny, a czas operacji ograniczonydo minimum. Elektrody doprowadzające prąd dozgrzewanych elementów wykonywane są najczęściej zodpowiednio dobranych stopów miedzi, charakteryzującychsię wysokim przewodnictwem elektrycznym i cieplnym,stosunkowo wysoką twardością oraz odpornością nazmęczenie termiczne.

3

Wprowadzenie

Najłatwiej zgrzewa się metale o jednakowym lub zbliżonymskładzie chemicznym, np. stale węglowe oraz stalewęglowe ze stalami stopowymi lub narzędziowymi itp.Zgrzewanie w stanie plastycznym stopów o różnychskładach chemicznych jest możliwe tylko wtedy, gdy tworząone ze sobą roztwory stałe lub wchodzą w związkichemiczne. Przy odpowiednim prowadzeniu procesuzgrzewania możliwe jest więc zgrzewanie różnych metali,tworzyw termoplastycznych (np. polietylenu), a nawetmetali i materiałów niemetalowych, np. stopów aluminiumze szkłem (za pomocą ultradźwięków).

Materiały zgrzewane

Zgrzewanie oporowe

Polega ono na dociśnięciu dwóch dokładnie do siebieprzylegających powierzchni i przepuszczeniu przez ten stykprądu elektrycznego o odpowiednim natężeniu i napięciu.Miejsce styku nagrzewa się do stosunkowo wysokiejtemperatury, a po jej osiągnięciu materiał - pod wpływemstałego docisku - ulega spęczeniu i zgrzaniu. Aby niedopuścić do przegrzania połączenia, prąd zostajewyłączony jeszcze przed zakończeniem procesuspęczania.

Zgrzewanie doczołowe zwarciowe

Zgrzewanie oporowe


Zgrzewanie oporowe

4


Zgrzewanie oporowe

Zgrzewanie oporowe

Przy zgrzewaniu iskrowym elementy przeznaczone dozgrzewania zamontowane są w uchwytach zgrzewarki iprzyłączone do wtórnego obwodu transformatora.Następnie zbliża się je powoli do siebie. W miejscachchwilowego styku przepływa prąd elektryczny, którynagrzewa i topi metal. Po pewnym czasie całapowierzchnia zostaje równomiernie nadtopiona. Wówczasnastępuje szybkie dociśnięcie do siebie zgrzewanychelementów przy wyłączonym prądzie zgrzewania.

Zgrzewanie doczołowe iskrowe

5

Zgrzewanie oporowe

Doczołowe zgrzewanie iskrowe znalazło szerszezastosowanie w przemyśle niż zgrzewanie zwarciowe,ponieważ za jego pomocą można łączyć ze sobą stalewęglowe, stopowe, brązy, stopy niklu, aluminium z miedziąitp.Złącza otrzymywane podczas zgrzewania zwarciowegomają małą wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu zezłączami wykonanymi iskrowo.


Zgrzewanie oporowe


6

Zgrzewanie oporowe

Niezależnie od użytego sprzętu i sposobuzgrzewania proces ten można podzielić na trzyzasadnicze etapy:

� dociśnięcie do siebie zgrzewanychelementów,

� podgrzanie i stopienie zgrzewanychpowierzchni przy pomocy prądu,

� skrzepnięcie z równoczesnymdociskiem zgrzeiny.

Zgrzewanie punktowe blach

Zgrzewarkistacjonarne

Zgrzewanie oporowe

Prawidłowy kształt zgrzeiny i jej własnościwytrzymałościowe są uzależnione od temperatury, którawytwarza się podczas zgrzewania. Przy zbyt wysokiejtemperaturze lub zbyt dużym nacisku elektrod możenastąpić wyprysk ciekłego metalu z jądra zgrzeiny - takiepołączenie należy uznać za wadliwe.

Zgrzewanie punktowe blach c.d.

strefa przetopu (jądro)

Widok poprawnie wykonanej zgrzeiny

7

Zgrzewanie oporowe

Wszystkie złącza zgrzewane mogą pracować na ścinanie iwówczas wykazują największą wytrzymałość. Należynatomiast unikać obciążeń rozciągających i skręcających.Podczas zgrzewania nie wolno zapominać o zachowaniuodpowiednich odległości między zgrzeinami. Zbyt bliskieumieszczenie kolejnych zgrzein względem siebie powodujebocznikowanie prądu zgrzewania i tym samympowstawanie zgrzein niepełnowartościowych. Aby uniknąćodkształcenia się brzegów materiału zgrzeiny powinno sięwykonywać w odpowiedniej odległości od krawędzizgrzewanych elementów.


Zgrzewanie oporowe

Zgrzewać powinno się elementy nie różniące się zbytniogrubością. Stosunek grubości nie powinien wynosić więcejniż 1:3, a w przypadku jednoczesnego łączenia trzechelementów najcieńszy powinien być umieszczony wśrodku.


Nieprawidłowe ułożenie elementów do zgrzewania

8

Zgrzewanie oporowe


Zgrzewanie oporowe

Przeważnie służy ono do otrzymywania połączeńszczelnych. Odległość zgrzein jest wtedy niewielka, przyczym zachodzą one na siebie nie więcej niż w 1/3 średnicyjądra. Dociśnięte do siebie elektrody w kształcie krążkówobracają się, przesuwając materiał, a cyklicznie włączanyprąd powoduje powstawanie zgrzein. Jedna z elektrod jestprzeważnie napędzana silnikiem elektrycznym zmożliwością regulacji obrotów, druga obraca się ruchemwymuszonym.

Zgrzewanie liniowe

9

Zgrzewanie oporowe

Zgrzewanie liniowe c.d.

Schemat zgrzewania liniowego

Zgrzewanie oporowe


Zgrzeina liniowa, typowy przekrój w płaszczyźnie podziału

Zgrzeina liniowa, typowy przekrój poprzeczny

Zgrzeina liniowa, typowy przekrój wzdłużny

10

Zgrzewanie oporowe

Mechanizm powstawania jądra zgrzein jest identyczny, jakprzy zgrzewaniu punktowym, z tym, że następuje bardzoduże bocznikowanie prądu. Nacisk elektrod jest znaczniewiększy niż przy zgrzewaniu punktowym, by zapewnićodpowiednie zagęszczenie jądra zgrzeiny.Ilość jednocześnie zgrzewanych elementów nie powinnabyć większa od trzech.


Zgrzewanie oporowe

Mechanizm powstawania zgrzeiny jest tu podobny, jak przyzgrzewaniu punktowym, przy czym elektroda jestzastąpiona odpowiednio ukształtowanymi garbami,wytłoczonymi na zgrzewanym elemencie. Podczaszgrzewania garbowego można wykonać równocześnie do10 zgrzein. Ten rodzaj zgrzewania jest przeważniestosowany przy produkcji wielkoseryjnej (np.przygrzewanie nakrętek, wsporników itp.). Dodatkowymizaletami zgrzewania garbowego są: możliwośćumieszczania zgrzein blisko krawędzi materiału,powstawanie zgrzein zawsze w ściśle określonym miejscu iduża możliwość mechanizacji procesu technologicznego.

Zgrzewanie garbowe

11

Zgrzewanie oporowe

a) elementów płaskich, b, c) kołków;1,2. elektrody, 3. elementy zgrzewane

Zasada zgrzewania garbowego

Zgrzewanie tarciowe

W metodzie tej ciepło potrzebne do powstania zgrzeinyuzyskuje się nie przez przepływ prądu elektrycznego, leczdzięki tarciu dwu powierzchni silnie do siebie dociśniętych.Przeważnie jeden z elementów jest zamocowany na stałe,natomiast drugi element wykonuje ruch obrotowy. Napowierzchni ich styku wydziela się znaczna ilość ciepła,powodująca nagrzanie i następnie nadtopienie metalu. Poosiągnięciu tego stanu następuje szybkie wyhamowanieobrotów i stosunkowo duży osiowy docisk elementów.Otrzymuje się połączenie bardzo dobre pod względemwłasności mechanicznych i o charakterystycznym kształcie.

12

Zgrzewanie tarciowe

Możliwe są następujące pary połączeń: pręt z prętem, prętz rurą, rura z rurą, płyta - pręt i płyta - rura. Powierzchnieelementów przeznaczonych do zgrzewania nie muszą byćdokładnie obrobione, jednak powinny być zamocowanecentrycznie w uchwytach zgrzewarki. Tarciowo możnazgrzewać większość gatunków stali i metali nieżelaznych.Metody tej nie można natomiast stosować do szlachetnychżeliw i stopów, zawierających w swoim składziepodwyższone zawartości ołowiu i siarki.

Zgrzewanie tarciowe

13

Zgrzewanie gazowe

Zgrzewanie gazowe przebiega podobnie jak elektryczne, ztą różnicą, że łączone części nagrzewa się za pomocąpalnika gazowego. Zależnie od sposobu nagrzewaniarozróżnia się kilka odmian zgrzewania gazowego, np.zgrzewanie z nadtapianiem powierzchni oraz beznadtapiania. Podczas zgrzewania z nadtapianiem częściprzeznaczone do zgrzewania są rozsunięte na niewielkąodległość, a palnik wielopłomieniowy intensywnienagrzewa powierzchnie przewidziane do zgrzewania. Pouzyskaniu właściwej temperatury następuje połączenie obuczęści wskutek docisku.

Zgrzewanie gazowe

Metoda zgrzewania bez nadtapiania powierzchnizgrzewanych jest podobna do zgrzewania zwarciowego.Obie części przedmiotu podczas nagrzewania są do siebiedociśnięte. Gdy metal w miejscu styku stanie siędostatecznie plastyczny, silnym dociskiem (wywieranymprzez prasę) powoduje się trwałe połączenie obuzgrzewanych części.

14

Bhp podczas spawania i zgrzewania metali

Podczas spawania elektrycznego w łuku powstają trzyrodzaje promieni: widzialne promienie świetlne,niewidzialne promienie cieplne oraz niewidzialne promienieultrafioletowe. Te ostatnie promienie są bardzoniebezpieczne, ponieważ działają szkodliwie na oczy,podrażniają spojówkę i powodują jej zapalenie. Nie należywięc patrzeć na łuk elektryczny wprost, lecz przez szkło wtarczy ochronnej lub przyłbicy, ewentualnie przezodpowiednie okulary.


Przy spawaniu gazowym w pobliżu stanowiska roboczegopowinno stale znajdować się naczynie napełnione wodą doochładzania palnika. Wytwornice przenośne powinny być wmiarę możliwości ustawione w oddzielnychpomieszczeniach.Odległość butli od płomienia palnika spawacza powinnawynosić co najmniej 1 m. Zawory redukcyjne wolnoodmrażać tylko za pomocą pary lub gorącej wody.

15


Węże doprowadzające gazy do palnika powinny miećdługość co najmniej 5 m. Nie wolno smarować częścipalników i zaworów butli smarem lub oliwą. Dooczyszczania wylotu końcówki palnika z osadu tlenkówtrzeba używać kawałka zwęglonego drewna.

Jest zabronione przechowywanie w spawalni materiałówłatwo palnych, wykonywanie prac spawalniczych wodległości mniejszej niż 5 m od materiałów łatwo palnych.Spawaczowi zabrania się spawać lub ciąć bez okularówochronnych, tarczy lub przyłbicy.

łączenie metali [tryb zgodności] - Strona główna RCRE · tlenowym), termitowe (spalanie...

Documents

Transcript of łączenie metali [tryb zgodności] - Strona główna RCRE · tlenowym), termitowe (spalanie...