מכונות ומכשירים לריתוך התנגדות

ריתוך בלחץ

ריתוך בלחץ כולל שיטות ריתוך שונות שבהן החלקים המיועדים לחיבור נדחסים בכוח מכני, שבגללו מושגת המשכיות וחוזק המפרק.

ברוב המקרים, ריתוך בלחץ מתבצע על ידי חימום החלקים לריתוך בצורה כזו או אחרת, ורק במקרים מיוחדים מושגת ריתוך ללא חימום (למשל ריתוך קר, ריתוך נפץ). מכל שיטות הריתוך בלחץ, ריתוך התנגדות חשמלי הוא הנפוץ ביותר.

ריתוך מגע או התנגדות נקראת שיטת הריתוך החשמלי, שבה מתרחש חימום עקב שחרור חום דומיננטי בנקודות המגע של החלקים שיש לרתך כאשר זרם חשמלי זורם דרכם (איור 1).

אורז. 1. הסוגים העיקריים של ריתוך התנגדות: א - חזיתית, 6 - נקודה, ב - רולר, I - כיוון זרם הריתוך.

עמידות לריתוך מאופיינת בריכוז מקומי של כוח חום ולכן טמפרטורה גבוהה באזור המפרק של החלקים לריתוך, הנובעת מההתנגדות המשמעותית של המגע של המפרק לעומת ההתנגדות של החלקים עצמם. . בהקשר זה, ריתוך התנגדות הוא סוג ריתוך חסכוני ויעיל מאוד.

ריתוך התנגדות יכול להתבצע הן על זרם ישר והן על זרם חילופין, אך בפועל נעשה שימוש כמעט אך ורק בזרם חילופין, שכן הזרמים הנדרשים לריתוך בסדר גודל של אלפי ואף עשרות אלפי אמפר במתחים של כמה וולט יכולים הם הגבוהים ביותר. להשיג בקלות בעזרת שנאים. מקורות DC ייעודיים למטרה זו יהיו יקרים מדי, קשים לייצור ופחות אמינים בפעולה.

ריתוך קת

בריתוך קת נוגעים קצוות החלקים המיועדים לחיבור ולאחר מכן עובר זרם משמעותי בחלקים המחמם את המפרק לטמפרטורה הנדרשת לריתוך. כוח הלחיצה האורך משיג אז המשכיות חיבור ישירה.

ישנם שני סוגים של ריתוך קת: ריתוך לא רפלקס (ריתוך התנגדות) וריתוך מחדש.

בריתוך התנגדות מביאים למגע חלקים עם קצוות מעובדים ונדחסים בכוח ניכר, ואז עובר זרם דרך החלקים ובשל התנגדות המגע של הצומת מתרחש שחרור מרוכז של חום.

לאחר הגעה לטמפרטורה הנדרשת לריתוך באזור החזיתי, מתבצעת ריתוך פלסטיק של החלקים שיש לחבר בהשפעת כוח הלחיצה.בסוף מחזור הריתוך מכבים את הזרם ואז משתחרר כוח הלחיצה.

ריתוך התנגדות מבוצע בדרך כלל בצפיפות זרם של 5-10 kA והספק ספציפי של 10-15 kVA לכל 1 cm2 של חתך החלקים המרותכים. סוג זה של ריתוך משמש בדרך כלל לחיבור חלקים בעלי חתכים קטנים (עד כ-300 מ"מ).

בריתוך קת עם חימום חוזר, חימום החלקים מתבצע בשלושה או שניים שלבים רצופים - חימום מוקדם, הבזק והפרעה סופית, או רק בשני השלבים האחרונים.

ברגע הראשוני של הריתוך, החלקים שיש לרתך נמצאים במגע עם כוח דחיסה של 5 - 20 MPa. לאחר מכן מופעל הזרם, שמחמם את המפרקים ל-600 - 800 מעלות צלזיוס (עבור פלדה), בדיוק כמו ב ריתוך קת ללא התכה. לאחר מכן, כוח הלחץ מופחת ל 2 - 5 MPa, וכתוצאה מכך התנגדות המגע עולה ובהתאם, זרם הריתוך יורד.

עם שחרור הדחיסה, שטח המגע בפועל של קצוות החלקים פוחת, הזרם ממהר למספר מוגבל של נקודות מגע ומחמם אותן לטמפרטורת ההיתוך, ועם חימום נוסף בתנאים אלה, המתכת מתחממת יתר על המידה ל טמפרטורת האידוי בנקודות בודדות.

בהשפעת לחץ מופרז, אדי מתכת נסוגים מאזור מגע הריתוך ומעקרים חלקיקי מתכת נוזליים לאוויר בצורה של מניפה של ניצוצות, וחלק מהמתכת המותכת זורם בטיפות. מאחורי הבליטות ההרוסות, בליטות מגע עוקבות ניגשות זו לזו, ויוצרות נתיבים חדשים לזרם הריתוך לחזור על האפקט שנקבע.

תהליך זה של איחוי רציף של קצוות החלקים לאורך הרכסים האלמנטריים נמשך עד שקצות החלקים המרותכים מכוסים בסרט רציף של מתכת חצי נוזלית, ולאחר מכן נוצרת המשכיות מתכתית של המפרק המרותך בכוח הפרעה קטן יחסית. . במקרה זה, הכמות העודפת של מתכת מותכת נסחטת מהמגע בצורה של חור (שפה).

חימום הקצוות הבולטים של החלקים המרותכים מתבצע בעיקר על ידי הולכת חום ממגע הריתוך, כאשר הטמפרטורה היא בעלת החשיבות הגדולה ביותר. החימום של החלקים בין אלקטרודות החיבור לאספקת החשמל עקב הזרם הזורם בתהליך ההיתוך מחדש הוא מינורי מאוד.

התאמת כמות האנרגיה הנמסרת בהתנגדות מגע נתונה שנקבעת על פי תנאי תהליך הריתוך יכולה להיעשות על ידי שינוי זרם הריתוך או על ידי שינוי משך זרימת הזרם.

כיצד פועלת מכונת ריתוך התחת מודגם באיור. 2.

אורז. 2. תרשים של מכונת ריתוך תחת: 1 - מיטה, 2 - מדריכים, 3 - צלחת קבועה, 4 - צלחת מתנועעת, 5 - התקן הזנה, 6 - התקן הידוק, 7 - מגבילים, 8 - שנאי, 9 - מוליך זרם גמיש , Pzazh - כוח הידוק של המוצרים, Ros - כוח מטריד של המוצרים.

מכונות ריתוך קת מסווגות כדלקמן.

1. בשיטת ריתוך - לריתוך התנגדות והבהב (הבהוב רציף או הבהוב חימום).

2. בהרשמה מראש - אוניברסלי ומיוחד.

3. לפי עיצוב מנגנון הכוח - עם קפיץ, מנוף, בורג (מההגה), הנעה פניאומטית, הידראולית או אלקטרומכנית.

4.על ידי סידור מהדקים - עם מהדקים אקסצנטריים, מנוף ובורג, ומהדקים מנוף ובורג יכולים להתבצע באופן ידני או ממוכן עם הנעה פניאומטית, הידראולית או אלקטרומכנית.

5. לפי שיטת ההרכבה וההתקנה - נייח ונייד.

ריתוך נקודתי

בריתוך נקודתי, החלקים שיש לחבר ממוקמים בדרך כלל בין שתי אלקטרודות הקבועות במחזיקי אלקטרודות מיוחדים. תחת פעולת מנגנון הלחץ, האלקטרודות לוחצות בחוזקה את החלקים לריתוך, ולאחר מכן מופעל הזרם.

עקב מעבר זרם, החלקים לריתוך מחוממים במהירות לטמפרטורת הריתוך ושחרור החום הגדול ביותר מתרחש במשטחים שיש לחבר אותם, שם הטמפרטורה עלולה לעלות על טמפרטורת ההיתוך של החלקים לריתוך.

באיור. 3 מציג את התפלגות הטמפרטורה לאורך חתך החלקים המרותכים, האופייני לשלב הסופי של ריתוך פלדה.

אורז. 3. שדה טמפרטורה בשלב האחרון של ריתוך נקודתי

הטמפרטורה הגבוהה ביותר נצפית בחלק המרכזי המוצל של מקום הריתוך - הליבה.משטח המגע של החלק שיורתך באלקטרודה (בדרך כלל עם קירור מים) מחומם לטמפרטורה נמוכה יחסית, אך בנוכחות ליבה נוזלית או נוזלית למחצה וליבה מתכת פלסטית סמוכה, כוח הדחיסה של האלקטרודות גורם לחריצים על פני חלקי הריתוך.

טמפרטורת הליבה בנקודת הריתוך היא בדרך כלל מעט גבוהה יותר מנקודת ההיתוך של המתכת.קוטר הליבה המותכת קובע את קוטר נקודת הריתוך, בדרך כלל שווה לקוטר משטח המגע של האלקטרודה.

זמן הריתוך במקום אחד תלוי בעובי ובתכונות הפיזיקליות של החומר של החלקים המרותכים, בעוצמת מכונת הריתוך ובכוח הלחץ. זמן זה משתנה מאלפיות השנייה (עבור גיליונות צבע דקים מאוד) למספר שניות (עבור חלקי פלדה עבים). להערכה גסה, ניתן לקחת את הזמן לרתך נקודה אחת של פלדה עדינה כ-1 שניה לכל 1 מ"מ עובי של היריעת המרותכת. קצב החימום של המתכת לטמפרטורת הריתוך תלוי באופן משמעותי בעוצמת שחרור החום.

מכונת ריתוך נקודתית

ריתוך גליל

בסוג זה של ריתוך, חיבור חלקים עם תפר רציף או לא רציף מתבצע על ידי מעבר דרך החלקים לריתוך, הזנה באמצעות גלילים מסתובבים (איור 4).

אורז. 4. העיקרון של ריתוך רולר: 1 - שנאי ריתוך, 2 - אלקטרודות רולר, 3 - הנעת רולר, 4 - חלקים מרותכים

באופי התהליך, ריתוך גליל דומה לריתוך נקודתי. ריתוך גליל מכונה לעתים קרובות ריתוך תפר, וזה בהחלט לא נכון, מכיוון שניתן להרחיב את מושג ריתוך התפר כמעט לכל סוגי הריתוך.

מכונות ריתוך רולר מצוידות בדרך כלל בשני זרמי אספקת חשמל, שאחד מהם מונע והשני מסתובב עקב חיכוך בעת הזזת החלקים לריתוך.

ריתוך גליל משמש לרוב לחיבור חלקים בעלי קירות דקים, למשל, בייצור מיכלי דלק וחביות להובלת חומרים שונים.

ישנם שלושה מצבים של ריתוך רולר.

1. תנועה רציפה של החלקים המרותכים ביחס לגלילים עם אספקה ​​רציפה של זרם. שיטה זו משמשת בעת ריתוך חלקים בעובי כולל של לא יותר מ-1.5 מ"מ, מכיוון שבעוביים גדולים, המפרק היוצא מתחת לגלילים, בהיותו במצב פלסטי, יכול להישבר עקב דלמינציה. בנוסף, עם אספקה ​​רציפה של זרם, מתרחש עיוות משמעותי של החלקים המרותכים.

2. תנועה רציפה של החלקים המרותכים ביחס לגלילים עם אספקת זרם לסירוגין. השיטה הנפוצה ביותר הזו מייצרת תפרים עם עיוות מועט במוצרים עם צריכת אנרגיה נמוכה יותר.

3. תנועה לסירוגין של החלקים המרותכים ביחס לגלילים עם אספקת זרם מופרעת (ריתוך שלב).

ריתוך גליל יעיל מאוד בייצור כלים דקי דופן, בייצור צינורות מתכת מרותכים ועוד מספר מוצרים.

המרכיבים העיקריים של מכונות רולר הם המיטה, הזרועות העליונות והתחתונות עם אלקטרודות רולר, מנגנון דחיסה, כונן רולר ושנאי ריתוך עם חוט זרם גמיש.

רובוטריקים של מכונות רולר עובדים במצב אינטנסיבי עם PR = 50 - 60%, מה שדורש קירור משופר של הפיתולים שלהם.

מכונות ריתוך גלגלות מחולקות: לפי אופי ההתקנה - לנייחים ולניידים, לפי מטרה - לאוניברסליות ומיוחדות, לפי מיקום הגלילים ביחס לחזית המכונה - לריתוך רוחבי, לריתוך אורכי ו. אוניברסלי עם אפשרות להזזת הגלילים.למיקום הגלילים ביחס למוצר - בסידור דו צדדי וחד צדדי לפי שיטת סיבוב הגלילים - עם הנעה לגלגלת אחת, עם הנעה לשתי הגלילים, עם גלגלת עליונה אחת, הנעה לאורך תושבת קבועה, ועם גלגלת אחת וציר תחתון ניתן להזזה, לפי התקן של מנגנון הדחיסה - קפיץ מנוף, מונע על ידי מנוע חשמלי, פנאומטי והידראולי, לפי מספר הגלילים - בגלילים בודדים, בגלילים כפולים ובמולטי רולר.

הכוח של מכונות הגלגלות הנפוצות ביותר הוא בדרך כלל 100 — 200 קילוואט. בדומה לריתוך נקודתי של חלקים דקים, ניתן לבצע אותו על ידי פולסים של זרם הפריקה של הקבל, שעבורו מיוצרים סוגים שונים של מכונות רולר.

אורז. 5. מכונת ריתוך התנגדות