Stumsvejsning: udstyr, metoder og procesteknologi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Skabelsen af enhver metalstruktur indebærer altid en pålidelig og holdbar forbindelse af individuelle komponenter og dele til en enkelt mekanisk enhed. Metalproduktet kan naturligvis fremstilles som en monolitisk del i ét stykke, for eksempel ved støbning. Men oftest er det nødvendigt at skabe en integreret forbindelse ved metoden med interatomiske metalbindinger, ledsaget af høj opvarmning af det sted, hvor delene er forbundet. Forenklet sagt, lynstødsvejsning.

Udstyr, metoder og procesteknologi er af interesse for mange begyndersvejsere. Denne type forbindelse er meget udbredt i fly- og bilindustrien, da den giver dig mulighed for at skabe en stærk og pålidelig svejsesøm.

Funktioner ved stødsvejsning

Stumsvejsning af forskellige materialer er en af varianterne af en stærk forbindelse under påvirkning af trykkraft og elektrisk strøm. Det vil sige, at de dele, der er forbundet under lynstødsvejsning, samtidig presses mod hinanden og opvarmes af en elektrisk lysbue.

Hvis rummet af den sluttededele til en plastisk tilstand (uden at smelte), så kaldes denne type forbindelse modstandssvejsning. Når arbejdsemnerne opvarmes til smeltning, siges stødkanterne af svejseforbindelserne at bruge inddækningsmetoden. Hver af disse metoder bruges i visse situationer, som vurderes af svejseren, afhængigt af kravene til kvaliteten og pålideligheden af forbindelsessømmen, samt det anvendte udstyr.

Tilstedeværelsen af defekter i svejsninger forringer i høj grad kvaliteten af det udførte arbejde. For at eliminere disse problemer er det derfor nødvendigt at forrense kontaktfladerne for oxider, uregelmæssigheder og snavs.

Det skal også huskes, at når størrelsen af fugeoverfladen øges, forringes styrken og kvaliteten af svejsningen betydeligt. Dette skyldes, at et stort område ikke varmer godt op og bidrager til hurtig dannelse af oxider, som negativt påvirker kvaliteten af den svejste samling.

Butt Joint Benefits

Enhver form for svejsning har sine teknologiske fordele og ulemper. Stumsvejsning har ifølge mange svejsere en række positive egenskaber, som adskiller den markant fra andre teknologier.

Fordelene ved flash-stumpsvejsning omfatter:

• når du bruger denne metode til reflow, er det ikke nødvendigt at forvarme samlingen og forberede kanterne af de sammenføjede dele;
• med overholdelse af svejseteknologi er det nemt at opnå en stærk og pålideligen forbindelse, der kan vare flere årtier uden ulykker;
• bevarer et højt niveau af kemisk homogenitet af materialet efter svejsning, hvilket øger styrken af samlingen;
• let og enkelt arbejdet kræver ikke særlig viden, selv fra en nybegynder svejser;
• evnen til at udføre processen med lynstødsvejsning i fuldautomatisk tilstand;
• høj hastighed for teknologiske operationer;
• alsidighed i brugen af næsten alle materialer.

Alle disse fordele opvejer i høj grad de mindre ulemper ved stumpsvejseprocessen.

Ulemper ved svejsning

Nogle ulemper ved denne type svejsning omfatter:

• højt forbrug af elektrisk energi;
• en ret høj pris på en modstandssvejsemaskine til hjemmebrug, så det er bedst at lave stødsamlingen manuelt;
• behovet for streng overholdelse af kravene til størrelsen af overfladen af de sammenføjede dele;
• besvær ved at svejse under forhold med høj luftfugtighed.

Stumsvejsning

Svejseprocessen for stødsamlingen er baseret på Joule-Lenz-loven. Processen med interatomiske bindinger forløber under påvirkning af en elektrisk strøm ved hjælp af kraftig kompression påført produktets kontaktflade.

Der er to typer stødsvejsning:

• svejsningmodstand;
• flash-svejsning.

I det væsentlige bruger begge disse metoder den samme teknologiske elektrodeformationsproces, men der er også særlige forskelle.

Modstandssvejsning

Det unikke ved denne metode er, at processen med at samle dele forløber uden at smelte basen. I dette tilfælde udsættes metaloverfladen for alvorlig plastisk deformation. Strukturelt er svejsestavene forbundet med en elektrisk strøm, og når de kommer i kontakt med metaloverfladen, dannes et lukket kredsløb. Ved berøringspunktet fremkommer en høj modstand, som giver en lille opvarmning. Stængerne, opvarmet til en vis værdi, presses tæt mod hinanden, og strømmen afbrydes.

Efter at de opvarmede stænger begynder at hærde, er det derfor, denne teknologi kaldes modstandssvejsning. For at undgå en defekt i svejsningen skal overfladerne på de produkter, der skal svejses, underkastes en omhyggelig forbehandling, så der ikke er små partikler af fremmed oprindelse, når metallet bindes.

Modstandssvejsning bruges til at forbinde tråd eller rør, og materialerne kan være forskellige (stål og kobber, støbejern og aluminium).

Reflow-forbindelse

Et karakteristisk træk ved flash-stumpsvejsning er forsyningen af spænding til transformeren, indtil de svejsede overflader kommer i kontakt. I dette tilfælde opvarmes og knuses de udragende mikroruheder på overfladen. Derfor løber den elektriske strøm ikke langs et større fremspring, men umiddelbart langshele kontaktplanet.

Der er to typer lynstødsvejsning:

1. Kontinuerlig svejsning er kendetegnet ved den jævne bevægelse af to dele af produktet, fastspændt i specielle klemmer på svejseenheden, mod hinanden. Derefter påføres en strøm, og delene låses sammen, og kontakter hele planet. Delene svejses, hvorefter der sker en sætning ved en bestemt værdi, og den elektriske strøm afbrydes.
2. Intermitterende smeltning opstår på grund af vekslende momenter af tætning og svækkelse af leddene, mens den elektriske strøm forbliver tændt. Denne frem og tilbage bevægelse lukker kredsløbet op til materialets smeltepunkt.

Overfladekrav og rengøringsteknologi

Overfladerne på de materialer, der skal sammenføjes for at opnå en svejsning af høj kvalitet, skal opfylde visse krav:

1. Modstandsværdien over hele kontaktplanet skal være omtrent ens.
2. Modstand mod elektrisk strøm skal være så lav som muligt.
3. Planerne på de to overflader, der skal svejses, skal passe i niveau.
4. Jævn overfladens udseende er nøglen til svejsning af høj kvalitet.

For at opfylde disse betingelser er det nødvendigt at foretage en indledende overfladeforberedelse. Til dette skal du bruge:

1. Udfør affedtning af samlingen.
2. Fjern oxidfilmen over hele kontaktplanet.
3. Udfør fælles neutralisering.
4. Tør overfladen godt.

Efter rengøring skal du visuelt kontrollere overfladernes klarhed til svejsning.

Stumsvejsemaskiner

Ved hjælp af specielle stumpsvejsemaskiner svejses polyethylenrør oftest, da materialet i disse produkter let kan tilpasses stødtypen af kontaktforbindelsen.

Der er følgende typer svejsemaskiner:

• mobile;
• stationær;
• vedhæng;
• universal;
• specialiseret.

Designet af enhver svejsemaskine omfatter en elektrisk og mekanisk samling samt et vandkølingssystem og en pneumatisk arbejdsemneføder.

Stumsvejsning af polyethylenrør er lidt anderledes end sammenføjning af metalprodukter. Da plastmaterialet ikke er en leder af elektrisk strøm, udføres opvarmningen af enderne af rørene af specielle varmeelementer. Ellers svarer teknologien til stødsvejsning af polyethylenrør til tilslutning af andre overflader.

Manuel stumpsvejsning

Hjemme er brugen af en kontaktsvejsemaskine urentabel, så rør med lille diameter kan svejses manuelt. For at opnå en forbindelse af høj kvalitet er det samtidig nødvendigt at få erfaring med at udføre arbejde gennem træning.

De teknologiske trin i den manuelle stumpsvejseproces er som følger:

1. Forbered arbejdsområdet i overensstemmelse med sikkerhedskravene.
2. Foretag en sikker fiksering af arbejdsemner. Fastgørelse kan udføres ved hjælp af specielle klemmer, men i husholdningsforhold bruges mursten eller fordybninger i jorden oftest. Det vigtigste er, at delene forbliver ubevægelige.
3. Brug sandpapir eller en fil til at rense de overflader, der skal svejses.
4. Ved opvarmning af en stumpsvejsning skal der lægges tryk på samlingen.
5. Sømmen afkøles naturligt - i luft.

I tilfælde af kraftig vind udenfor, tilrådes det at stoppe arbejdet for at forhindre, at støv eller sand trænger ind i svejseområdet. I regnvejr kan arbejdet udføres under en speciel baldakin.

Defekter i stødsamlinger

Den langsigtede funktion af enhver mekanisk enhed afhænger i høj grad af kvaliteten af den visuelle kontrol af det udførte arbejde. Derfor skal enhver svejser kende og være i stand til at vurdere de væsentligste fejl, der kan opstå under svejseprocessen.

De vigtigste fejl ved flash-stumpsvejsning omfatter:

1. Manglende gennemtrængning af svejsningen, hvilket viser sig i en delvis metallisk binding. Den mest almindelige årsag til denne defekt er tilstedeværelsen afkrydset af oxidfilmen, samt svag opvarmning af delenes ender.
2. Revner og delaminering af sømmen, som kan opstå, når materialet afkøles hurtigt efter svejsning.
3. Fiberforvrængning i svejseområdet kan også være forårsaget af overdreven forstyrrelse.
4. Forurening af samlingen med forskellige indeslutninger, store korn på svejsningen er strukturelle defekter. Sådanne problemer opstår, når sømmen er oxideret eller overophedet.

Svejsning med stødmodstand er ifølge eksperter en pålidelig og højkvalitets måde at sammenføje dele fra forskellige materialer. På grund af evnen til at udføre processen i automatisk tilstand, er den meget brugt i industrielle virksomheder til at forbinde komplekse komponenter i mange mekaniske enheder.