Máquinas y dispositivos de soldadura por resistencia
Soldadura a presión
La soldadura a presión incluye varios métodos de soldadura en los que las piezas a unir se comprimen mediante una fuerza mecánica, gracias a lo cual se logra la continuidad y resistencia de la unión.
En la mayoría de los casos, la soldadura a presión se realiza calentando de una forma u otra las piezas a soldar, y sólo en algunos casos especiales se consigue soldar sin calentar (por ejemplo, soldadura en frío, soldadura explosiva). De todos los métodos de soldadura a presión, la soldadura por resistencia eléctrica es la más común.
La soldadura por contacto o por resistencia se denomina método de soldadura eléctrica, en el que el calentamiento se produce debido a la liberación predominante de calor en los puntos de contacto de las piezas a soldar cuando una corriente eléctrica fluye a través de ellas (Fig. 1).
Arroz. 1. Los principales tipos de soldadura por resistencia: a — frontal, 6 — punto, b — rodillo, I — dirección de la corriente de soldadura.
La resistencia de soldadura se caracteriza por una concentración local de energía térmica y por lo tanto una temperatura elevada en la zona de unión de las piezas a soldar, lo que se debe a la importante resistencia del contacto de la unión en comparación con la resistencia de las propias piezas. . A este respecto, la soldadura por resistencia es un tipo de soldadura muy económico y conveniente.
La soldadura por resistencia se puede realizar tanto con corriente continua como con corriente alterna, pero en la práctica se utiliza casi exclusivamente corriente alterna, ya que las corrientes necesarias para soldar son del orden de miles e incluso decenas de miles de amperios a tensiones de unos pocos voltios. fácilmente obtenido con la ayuda de transformadores. las fuentes de CC dedicadas para este fin serían demasiado caras, difíciles de fabricar y menos fiables en su funcionamiento.
soldadura a tope
En la soldadura a tope, los extremos de las piezas a unir se tocan, después de lo cual pasa una corriente significativa a través de las piezas, calentando la unión a la temperatura requerida para la soldadura. La fuerza de compresión longitudinal logra entonces la continuidad de la conexión directa.
Hay dos tipos de soldadura a tope: la soldadura no refleja (soldadura por resistencia) y la resoldadura.
En la soldadura por resistencia, las piezas con extremos mecanizados se ponen en contacto y se comprimen con una fuerza considerable, luego pasa una corriente a través de las piezas y, debido a la resistencia de contacto de la unión, se produce una liberación concentrada de calor.
Después de alcanzar la temperatura requerida para la soldadura en la zona frontal, la soldadura plástica de las piezas a unir se realiza bajo la influencia de la fuerza de presión.Al final del ciclo de soldadura, la corriente se apaga y luego se libera la fuerza de compresión.
La soldadura por resistencia se suele realizar con una densidad de corriente de 5-10 kA y una potencia específica de 10-15 kVA por 1 cm2 de sección transversal de las piezas soldadas. Este tipo de soldadura se suele utilizar para unir piezas de pequeñas secciones (hasta unos 300 mm2).
En la soldadura a tope con recalentamiento, el calentamiento de las piezas se realiza en tres o dos etapas consecutivas: precalentamiento, tapajuntas y recalcado final, o solo en las dos últimas etapas.
En el momento inicial de la soldadura, las partes a soldar están en contacto con una fuerza de compresión de 5 - 20 MPa. Luego se enciende la corriente, que calienta las uniones a 600 - 800 ° C (para acero), al igual que en soldadura a tope sin fundir. Después de eso, la fuerza de presión se reduce a 2 - 5 MPa, como resultado de lo cual aumenta la resistencia de contacto y, en consecuencia, disminuye la corriente de soldadura.
Con la liberación de la compresión, el área de contacto real de los extremos de las piezas disminuye, la corriente se precipita a un número limitado de puntos de contacto y los calienta a la temperatura de fusión, y con más calentamiento en estas condiciones, el metal se sobrecalienta a la temperatura de vaporización en puntos individuales.
Bajo la influencia de una presión excesiva, el vapor de metal se retira de la zona de contacto de soldadura y desplaza partículas de metal líquido en el aire en forma de abanico de chispas, y parte del metal fundido fluye en forma de gotas. Detrás de las protuberancias destruidas, protuberancias de contacto sucesivas se apoyan entre sí, creando nuevos caminos para que la corriente de soldadura repita el efecto establecido.
Este proceso de fusión secuencial de los extremos de las piezas a lo largo de las crestas elementales continúa hasta que los extremos de las piezas soldadas se cubren con una película continua de metal semilíquido, después de lo cual se crea una continuidad metálica de la unión soldada con una fuerza disruptiva relativamente pequeña. . En este caso, el exceso de metal fundido se expulsa del contacto en forma de orificio (borde).
El calentamiento de los extremos sobresalientes de las piezas soldadas se realiza principalmente por conducción de calor desde el contacto de soldadura, donde la temperatura es de suma importancia. El calentamiento de las partes entre los electrodos de conexión y de suministro de energía debido a la corriente que fluye durante el proceso de refundición es muy pequeño.
El ajuste de la cantidad de energía suministrada a una determinada resistencia de contacto determinada por las condiciones del proceso de soldadura se puede realizar cambiando la corriente de soldadura o cambiando la duración del flujo de corriente.
El funcionamiento de la máquina de soldadura a tope se ilustra en la fig. 2.
Arroz. 2. Diagrama de una máquina de soldar a tope: 1 — bancada, 2 — guías, 3 — placa fija, 4 — placa móvil, 5 — dispositivo de alimentación, 6 — dispositivo de sujeción, 7 — limitadores, 8 — transformador, 9 — conductor de corriente flexible , Pzazh — fuerza de apriete de los productos, Ros — fuerza perturbadora de los productos.
Las máquinas de soldadura a tope se clasifican de la siguiente manera.
1. Por método de soldadura: para soldadura por resistencia y tapajuntas (tapajuntas continuo o tapajuntas térmico).
2. Con inscripción previa — universal y especializada.
3. Según el diseño del mecanismo de potencia: con resorte, palanca, tornillo (desde el volante), accionamiento neumático, hidráulico o electromecánico.
4.Por disposición de las mordazas — con excéntricas, mordazas de palanca y tornillo, y las mordazas de palanca y tornillo pueden realizarse manualmente o mecanizarse con accionamiento neumático, hidráulico o electromecánico.
5. Según el método de montaje e instalación: estacionario y portátil.
Soldadura de punto
En la soldadura por puntos, las piezas a unir suelen estar situadas entre dos electrodos fijados en portaelectrodos especiales. Bajo la acción del mecanismo de presión, los electrodos presionan firmemente las piezas a soldar, después de lo cual se enciende la corriente.
Debido al paso de corriente, las piezas a soldar se calientan rápidamente a la temperatura de soldadura y la mayor liberación de calor se produce en las superficies a unir, donde la temperatura puede superar la temperatura de fusión de las piezas a soldar.
En la Fig. 3 muestra la distribución de temperatura a lo largo de la sección transversal de las piezas soldadas, característica de la etapa final de soldadura del acero.
Arroz. 3. Campo de temperatura en la última etapa de soldadura por puntos
La temperatura más alta se observa en la parte central sombreada del lugar de soldadura: el núcleo La superficie de contacto de la parte que se soldará con un electrodo (generalmente con enfriamiento por agua) se calienta a una temperatura relativamente baja, pero en presencia de un núcleo líquido o semilíquido y un núcleo de metal plástico adyacente, la fuerza de compresión de los electrodos provoca muescas en la superficie de las piezas de soldadura.
La temperatura del núcleo en el punto de soldadura suele ser ligeramente superior al punto de fusión del metal.El diámetro del núcleo fundido determina el diámetro del punto de soldadura, normalmente igual al diámetro de la superficie de contacto del electrodo.
El tiempo de soldadura en un lugar depende del grosor y las propiedades físicas del material de las piezas soldadas, la potencia de la máquina de soldar y la fuerza de presión. Este tiempo varía desde milésimas de segundo (para láminas de color muy delgadas) hasta varios segundos (para piezas de acero gruesas). Para una estimación aproximada, el tiempo para soldar un punto de acero dulce puede tomarse como 1 s por 1 mm de espesor de la lámina soldada. La tasa de calentamiento del metal a la temperatura de soldadura depende significativamente de la intensidad de la liberación de calor.
máquina de soldadura por puntos
Rollo de soldadura
En este tipo de soldadura, la unión de piezas con costura continua o discontinua se realiza mediante el paso por las piezas a soldar, alimentado por medio de rodillos giratorios (Fig. 4).
Arroz. 4. El principio de la soldadura con rodillos: 1 — transformador de soldadura, 2 — electrodos de rodillos, 3 — accionamiento de rodillos, 4 — piezas soldadas
En la naturaleza del proceso, la soldadura por rodillos es similar a la soldadura por puntos. La soldadura por rodillos a menudo se denomina soldadura por costura, lo cual es estrictamente incorrecto, ya que el concepto de soldadura por costura se puede extender a casi todos los tipos de soldadura.
Las máquinas de soldar de rodillos suelen estar equipadas con dos corrientes de alimentación, una de las cuales es accionada y la otra gira debido al rozamiento al mover las piezas a soldar.
La soldadura por rodillos se usa con mayor frecuencia para conectar piezas de paredes delgadas, por ejemplo, en la fabricación de tanques de combustible y barriles para transportar diversos materiales.
Hay tres modos de soldadura por rodillos.
1. Movimiento continuo de las piezas soldadas con respecto a los rodillos con suministro continuo de corriente. Este método se utiliza cuando se sueldan piezas con un espesor total de no más de 1,5 mm, porque con espesores grandes, la junta que sale de debajo de los rodillos, al estar en un estado plástico, puede romperse debido a la delaminación. Además, con un suministro continuo de corriente, se produce una importante distorsión de las piezas soldadas.
2. Movimiento continuo de las piezas soldadas con respecto a los rodillos con suministro de corriente intermitente. Este método más común produce costuras con poca distorsión en productos con menor consumo de energía.
3. Movimiento intermitente de las partes soldadas con respecto a los rodillos con suministro de corriente interrumpido (soldadura por pasos).
La soldadura por laminación es muy eficaz en la producción de recipientes de paredes delgadas, en la producción de tubos de metal soldados y en una serie de otros productos.
Los elementos principales de las máquinas de rodillos son la bancada, los brazos superior e inferior con electrodos de rodillos, un mecanismo de compresión, un accionamiento de rodillos y un transformador de soldadura con un cable de corriente flexible.
Los transformadores de las máquinas de rodillos funcionan en modo intensivo con PR = 50 - 60%, lo que requiere un enfriamiento mejorado de sus devanados.
Las máquinas de soldadura de rodillos se dividen: según la naturaleza de la instalación, en estacionarias y móviles, según el propósito, en universales y especializadas, según la ubicación de los rodillos con respecto al frente de la máquina, para soldadura transversal, para soldadura longitudinal y universal con la posibilidad de mover los rodillos para la ubicación de los rodillos en relación con el producto — con disposición de dos lados y de un lado, según el método de rotación de los rodillos — con accionamiento para un rodillo, con accionamiento para ambos rodillos, con un rodillo superior, moviéndose a lo largo de un soporte fijo, y con un rodillo y un mandril inferior móvil, según el dispositivo del mecanismo de compresión — resorte de palanca, accionado por un motor eléctrico, neumático e hidráulico, según el número de rodillos — en uno, dos rodillos y varios rodillos.
La potencia de las máquinas de rodillos más comunes suele ser de 100 — 200 kVA, similar a la soldadura por puntos de piezas delgadas, puede realizarse mediante pulsos de la corriente de descarga del condensador, para lo cual se fabrican diferentes tipos de máquinas de rodillos.
Arroz. 5. Máquina de soldadura por resistencia