Widerstandsschweiß-Punktschweißmaschinentechnologie

Widerstandsschweiß-Punktschweißmaschinentechnologie
Der Kohlenstoffgehalt von kohlenstoffarmem Stahl beträgt weniger als 0,25 %. Sein elektrischer Widerstand ist mäßig und die erforderliche Schweißmaschinenleistung ist nicht hoch; Breiter plastischer Temperaturbereich, die erforderliche plastische Verformung lässt sich leicht erreichen, ohne dass ein hoher Elektrodendruck erforderlich ist; Niedriger Kohlenstoff- und Spurenelementgehalt, keine Oxide mit hohem Schmelzpunkt, im Allgemeinen keine abgeschreckte Struktur oder Einschlüsse; Der Kristallisationstemperaturbereich ist eng, die Hochtemperaturfestigkeit ist niedrig und der Wärmeausdehnungskoeffizient ist klein, sodass die Rissneigung gering ist. Diese Stahlsorte ist gut schweißbar und ihre Prozessparameter wie Schweißstrom, Elektrodendruck und Aktivierungszeit haben einen großen Einstellbereich.
Punktschweißverfahren für Aluminiumlegierungen
Die Anwendung von Aluminiumlegierungen ist sehr umfangreich und lässt sich in zwei Kategorien unterteilen: Kaltverfestigung und Wärmebehandlungsverfestigung. Die Schweißbarkeit von Punktschweißen von Aluminiumlegierungen ist schlecht, insbesondere bei durch Wärmebehandlung verfestigten Aluminiumlegierungen. Die Gründe und zu ergreifenden Prozessmaßnahmen sind folgende:
(1) Hohe Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit erfordern einen größeren Strom und eine kürzere Zeit, um ausreichend Hitze zu erreichen, um einen geschmolzenen Kern zu bilden; es kann auch eine Überhitzung der Oberfläche reduzieren, eine Elektrodenhaftung und Diffusion von Kupferionen in die reine Aluminium-Ummantelungsschicht vermeiden und die Korrosionsbeständigkeit der Verbindung reduzieren.
(2) Ein enger Bereich der plastischen Temperatur und ein großer linearer Ausdehnungskoeffizient erfordern einen größeren Elektrodendruck und eine gute Elektrodennachführung, um Risse zu vermeiden, die durch übermäßige Zugspannung während der Erstarrung der Schmelze durch Kristallisationskeime verursacht werden. Bei Aluminiumlegierungen mit hoher Rissneigung wie LF6, LY12, LC4 usw. muss außerdem die Methode der Erhöhung des Schmiededrucks angewendet werden, um eine ausreichende plastische Verformung sicherzustellen und die Zugspannung während der Erstarrung der Schmelze durch Kristallisationskeime zu verringern, um Risse zu vermeiden. Wenn die gebogene Elektrode einem hohen Schmiededruck nur schwer standhalten kann, kann auch die Methode des Hinzufügens eines langsamen Kühlimpulses nach dem Schweißimpuls angewendet werden, um Risse zu vermeiden. Bei dicken Aluminiumlegierungen können zwei Methoden gleichzeitig angewendet werden.
(3) Vor dem Schweißen muss die Oberfläche gründlich gereinigt werden, um Spritzer und eine schlechte Bildung des Schmelzkerns zu verhindern (bei der Rissprüfung ist die Form des Schmelzkerns unregelmäßig und die Vorsprünge und Löcher sind nicht kreisförmig), was die Festigkeit der Lötverbindung verringern kann. Eine ungleichmäßige Reinigung führt zu einer instabilen Festigkeit der Lötverbindung.
Aus den oben genannten Gründen sollten zum Punktschweißen von Aluminiumlegierungen Schweißgeräte mit den folgenden Eigenschaften ausgewählt werden:
1) Kann in kurzer Zeit einen hohen Strom liefern;
2) Die Stromwellenform sollte die Eigenschaften eines langsamen Anstiegs und langsamen Abfalls aufweisen.
3) Kann Prozessparameter genau steuern, ohne von Spannungsschwankungen im Stromnetz beeinflusst zu werden;
4) Kann Druck für Valenz- und sattelförmige Elektroden bereitstellen;
5) Die Trägheit und Reibung des Maschinenkopfes sind gering und die Elektrodennachführung ist gut.
Derzeit sind die meisten in China verwendeten Gleichstrom-Impuls-, Dreiphasen-Niederfrequenz- und Sekundärgleichrichter-Schweißgeräte 300-600KVA, einige erreichen 1000KVA, und alle weisen die oben genannten Eigenschaften auf. Es werden auch einphasige Wechselstrom-Schweißgeräte verwendet, aber nur für unwichtige Werkstücke.
Die Elektrode zum Punktschweißen von Aluminiumlegierungen sollte aus einer Elektrodenlegierung der Klasse 1 mit einer kugelförmigen Endfläche bestehen, um das Pressen und die Wärmeableitung zu erleichtern.
Aufgrund der hohen Stromdichte und des Vorhandenseins eines Oxidfilms entsteht beim Punktschweißen von Aluminiumlegierungen leicht eine Elektrodenhaftung. Die Elektrodenhaftung beeinträchtigt nicht nur die Optik, sondern verringert aufgrund des reduzierten Stroms auch die Verbindungsfestigkeit. Hierzu ist es notwendig, die Elektroden regelmäßig anzupassen. Die Anzahl der Punkte, die nach jeder Anpassung der Elektrode an das Werkstück geschweißt werden können, hängt von Faktoren wie den Schweißbedingungen, der Art des zu schweißenden Metalls, den Reinigungsbedingungen, dem Vorhandensein oder Fehlen einer Stromwellenformmodulation, den Elektrodenmaterialien und ihren Abkühlungsbedingungen ab. Normalerweise umfasst das Punktschweißen von reinem Aluminium 5-10 Punkte, während das Punktschweißen von LF6 und LY12 25-30 Punkte umfasst.
Das durchdringungssichere Aluminium LF21 hat eine geringe Festigkeit, eine gute Schweißbarkeit nach Duktilität und bildet keine Risse. Normalerweise wird ein fester und konstanter Elektrodendruck verwendet. Hartes Aluminium (wie LY11, LY12) und ultrahartes Aluminium (wie LC4, LC5) haben eine hohe Festigkeit, eine schlechte Duktilität und neigen zur Rissbildung. Daher ist es notwendig, den Druck der Valenzkurve zu übernehmen. Bei dünnen Teilen sind jedoch Risse nicht unvermeidlich, wenn hoher Schweißdruck oder Doppelimpulserhitzung mit langsamen Abkühlimpulsen verwendet werden.
Bei der Verwendung von Valenzdruck ist es sehr wichtig, dass der Schmiededruck dem Zeitpunkt des Stromausfalls hinterherhinkt, normalerweise 0-2 Wochen. Wenn der Schmiededruck zu früh (vor dem Stromausfall) angewendet wird, entspricht dies einer Erhöhung des Schweißdrucks, was sich auf die Erwärmung auswirkt und zu einer Verringerung und Schwankung der Festigkeit der Lötverbindung führt. Wenn der Schmiededruck zu spät angewendet wird, haben sich während der Abkühlung und Kristallisation des Schmelzkerns bereits Risse gebildet, und der Schmiededruck ist nutzlos. Manchmal ist es notwendig, Schmiededruck vor dem Stromausfall anzuwenden, da die elektromagnetische Ventilwirkung verzögert ist oder der Luftkreislauf nicht reibungslos ist, wodurch der Schmiededruck langsam ansteigt. Es reicht nicht aus, ihn nicht im Voraus anzuwenden, um Risse zu verhindern.
Die Methode des Kupferlegierungsschweißens
Im Vergleich zu Aluminiumlegierungen haben Kupferlegierungen einen etwas höheren elektrischen Widerstand und eine etwas geringere Wärmeleitfähigkeit, sodass das Punktschweißen nicht allzu schwierig ist. Kupferlegierungen mit einer Dicke von weniger als 1,5 mm, insbesondere solche mit geringer Leitfähigkeit, werden in der Produktion am häufigsten verwendet. Reines Kupfer hat eine extrem hohe Leitfähigkeit, was das Punktschweißen erschwert.
Normalerweise muss zwischen Elektrode und Werkstück eine Dichtung angebracht werden oder es muss eine Verbundelektrode mit Wolfram am Elektrodenende verwendet werden, um die Wärmeableitung an die Elektrode zu verringern. Der Durchmesser der Wolframelektrode beträgt normalerweise 3-4 mm.
Beim Schweißen von Kupfer und Messing und Bronze mit hoher Leitfähigkeit werden im Allgemeinen Elektrodenlegierungen der Klasse 1 als Elektroden verwendet. Beim Schweißen von Messing-, Bronze- und Kupfer-Nickel-Legierungen mit niedriger Leitfähigkeit werden Elektrodenlegierungen der Klasse 2 verwendet. Verbundelektroden mit eingebetteten Wolframelektroden können auch zum Schweißen von Kupferlegierungen verwendet werden. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Wolfram kann beim Punktschweißen auf üblicherweise verwendeten Schweißgeräten mittlerer Leistung ein viel geringerer Schweißstrom verwendet werden. Wolframelektroden neigen jedoch dazu, am Werkstück festzukleben, was dessen Aussehen beeinträchtigt.
Punktschweißen von Edelstahl
Edelstahl wird im Allgemeinen in drei Typen unterteilt: austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl und martensitischer Edelstahl. Aufgrund des hohen elektrischen Widerstands und der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl können im Vergleich zu kohlenstoffarmem Stahl geringere Schweißströme und kürzere Schweißzeiten verwendet werden. Diese Art von Material hat eine hohe Hochtemperaturfestigkeit und muss einem hohen Elektrodendruck ausgesetzt werden, um Defekte wie Schrumpfung und Rissbildung zu vermeiden. Edelstahl ist stark wärmeempfindlich und verwendet normalerweise kurze Schweißzeiten, starke interne und externe Wasserkühlung und eine genaue Steuerung der Heizzeit, Schweißzeit und des Schweißstroms, um Kornwachstum und interkristalline Korrosion in der Wärmeeinflusszone zu verhindern.
Es wird empfohlen, zum Punktschweißen von Edelstahlelektroden Elektrodenlegierungen der Klasse 2 oder 3 zu verwenden, um den Anforderungen eines hohen Elektrodendrucks gerecht zu werden.