10 najlepszych procesów spawalniczych szeroko wykorzystywanych w praktyce

Poniżej przedstawiono różne procesy spawania powszechnie stosowane w praktyce: 1. Spawanie łukiem węglowym (CAW) 2. Spawanie łukiem w osłonie metalowej (SMAW) 3. Spawanie metali w osłonie gazów obojętnych (MIG) 4. Spawanie łukiem krytym (SAW) 5. Spawanie elektrycznością 6. Spawanie ciśnieniowe 7. Spawanie wybuchowe 8. Spawanie ultradźwiękowe 9. Spawanie cierne 10. Spawanie indukcyjne.

1. Spawanie łukiem węglowym (CAW):

Podczas spawania łukiem węglowym (CAW) ciepło topnienia uzyskuje się z łuku elektrycznego. Łuk powstaje między pracą a elektrodą węglową lub dwoma elektrodami węglowymi. Ciepło wytwarzane przez łuk służy do topienia metalu podstawowego. Przy spawaniu ciężkich płyt stosuje się metal wypełniający, który osadza się w spoinie z pręta wypełniacza. Proces ten pokazano na rys. 7.22.

W CAW stosuje się nie zużywające się elektrody wykonane z węgla lub grafitu. Elektrody grafitowe mają dłuższą trwałość i o 400 procent więcej przewodności elektrycznej niż elektrody węglowe. Elektrody węglowe i grafitowe są pochłaniane powoli podczas procesu spawania z powodu powolnego utleniania węgla.

Można zastosować tylko zasilacz DC. Elektroda jest zwykle ujemna (katoda), a praca jest dodatnia (anoda). Temperatura lub ciepło wytwarzane na anodzie (pracy) jest wyższe około 3900 ° C, natomiast na katodzie (elektrodzie) mniej niż około 3200 ° C.

Łuk elektryczny jest ustalany albo pomiędzy pojedynczą elektrodą węglową, a przedmiotem obrabianym (pojedyncza elektroda CAW) albo między dwiema elektrodami węglowymi (metoda podwójnego łuku elektrodowego). W obu przypadkach nie zapewnia się ekranowania.

Różnice między tymi dwoma procesami są źródłem ciepła i różnicy w atmosferze wokół pracy. Elektrody węglowe mają średnicę w zakresie od 10 do 25 mm i około 300 mm długości. Używają prądu w zakresie od 200 do 600 Amperów.

Parametry procesu:

Źródło zasilania: zasilanie DC

Natężenie prądu: od 200 do 600 A,

Temperatura, zakres: od 3200 ° C do 3900 ° C.

Elektroda: węgiel lub grafit, nieprodukcyjna średnica. 10 do 25 mm, długość 300 mm (w przybliżeniu).

Aplikacja i zastosowania:

Spawanie łukiem węglowym nie jest powszechnie stosowane w przemyśle. Jego zastosowanie jest ograniczone do spawania cienkich blach metali kolorowych, takich jak miedź, nikiel, mosiądz, brąz, aluminium itp. Jest również stosowany do zgrubnego cięcia i lutowania.

Zalety CAW:

(I) Prosta kontrola:

Ten proces jest stosunkowo prosty do kontrolowania temperatury jeziorka spawalniczego przez zmianę długości łuku.

(Ii) Łatwiejsze rozpoczęcie łuku:

Proces ten jest łatwiejszy do rozpoczęcia łuku, ponieważ elektroda nie przykleja się do metalu podstawowego.

(Iii) Proces może być Atomize:

Proces ten można łatwo zaadaptować do automatyzacji, w którym napięcie łuku i prąd, prędkość przesuwu i szybkość podawania pręta są odpowiednio kontrolowane.

Wady CAW:

(i) Wymagany jest oddzielny pręt wlewowy:

Elektroda węglowa jest wykorzystywana tylko jako źródło ciepła i dlatego wymagany jest osobny pręt wypełniający, zwłaszcza podczas spawania arkuszy o grubości większej niż 1/8 cala (3 mm).

(ii) Używane tylko dla DCSP:

Ze względu na różnicę temperatur na katodzie i anodzie proces ten może być stosowany tylko dla DCSP (polaryzacja prosta prądu stałego).

(iii) Problem z ciosami:

Wytwarza również otwory do wydmuchiwania w metalu spoiny, podobnie jak wszystkie procesy spawania prądem stałym. Otwory do wydmuchiwania są spowodowane przez pole magnetyczne wytwarzane wokół łuku. Zjawisko to nazywa się uderzeniem łuku magnetycznego.

2. Spawanie łukiem krytym (SMAW):

Spawanie łukiem krytym w osłonie (SMAW) to proces ręcznego spawania łukowego, który czasami nazywany jest spawanie elektrodą otuloną. Źródłem ciepła do spawania jest łuk elektryczny utrzymywany pomiędzy pokrytą topnikiem elektrodą metalową, a elektrodą.

Materiał wypełniający jest dostarczany głównie przez metalowy rdzeń pręta elektrody. Ekranowanie końcówki elektrody, jeziorka spawalniczego i metalu podstawowego zapewnia dekompozycja powłoki topnikowej.

Podstawowa konfiguracja SWAW przedstawiona jest na Rys. 7.23:

Podczas spawania metalu o większej grubości wymagana jest pewna liczba pojedynczych przejść w celu wykonania spoiny, jak pokazano na Rys. 7.23 (b).

Linia metalu zdeponowana podczas pojedynczego przejścia nazywana jest paciorkami. W przypadku głębokich rowków lub zaokrągleń szerokość ściegu jest zwykle zwiększana przez tkanie elektrody. Niektóre wzory tkackie pokazano na Rys. 7.23 (c). Wybór wzoru tkania zależy od pozycji spoiny i grubości pracy.

Parametry procesu:

Źródło prądu:

AC lub DC

Obecny:

150 do 1000 Amp.

Napięcie:

20 do 40 woltów.

Zakres temperatury:

2400 - 2700 ° C.

Elektroda:

Materiały eksploatacyjne, powlekane strumieniem o średnicy 1, 2 do 12 mm i długości 450 mm.

Aplikacja i zastosowania:

Proces ten jest najczęściej stosowany w procesie spawania i znalazł szerokie zastosowanie w budownictwie stalowym i budowie statków. SMAW może być stosowany do łączenia cienkich i grubych arkuszy ze stali zwykłej, niskostopowej i żeliwa.

Właściwy dobór średnicy i materiału elektrody jest konieczny. Przeprowadzane jest także wstępne ogrzewanie i obróbka po podgrzaniu.

Zalety SMAW:

(1) Najlepiej nadaje się do metali żelaznych.

(2) Nadaje się do cienkich i grubych blach.

(3) Jest to powszechnie akceptowana metoda łączenia w przemyśle.

(4) Zapewnia lepszą osłonę stopionego basenu, krawędzi elektrody i obszaru narażonego na spawanie przed atmosferycznym tlenem i azotem.

Wady SMAW:

(1) Jest nieekonomiczny i nieodpowiedni dla metali nieżelaznych:

Jest on nieekonomiczny i nieodpowiedni dla metali nieżelaznych, takich jak stopy aluminium, miedź, nikiel, stopy miedzi i niklu, a także dla stopów o niskiej temperaturze topnienia, takich jak stopy cynku, cyny i magnezu.

(2) Jest to proces nieciągły:

Jasne krótkie zakończenie procesu polega na tym, że spawanie musi być zatrzymywane za każdym razem, gdy elektroda przywiera do pracy, a także po zużyciu elektrody i zastąpieniu jej nową. W konsekwencji powoduje to spadek wydajności.

3. Metalowe spawanie gazem obojętnym (MIG):

Proces spawania w osłonie gazu obojętnego jest zwykle nazywany spawanie łukiem elektrycznym. Wykorzystuje łuk elektryczny między stałą, ciągłą elektrodą a przedmiotem obrabianym.

Ekranowanie uzyskuje się przez pompowanie strumienia gazu obojętnego (argonu lub helu) wokół łuku, aby zapobiec stopieniu metalu przed atmosferycznym tlenem i azotem. Elektroda jest pusta i nie ma strumienia.

Ten proces pokazany na rys. 7.26:

Spawanie MIG jest na ogół procesem półautomatycznym. Jednak może być również stosowany automatycznie przez maszynę.

W tym procesie elektroda z drutu spawalniczego jest automatycznie i stale podawana ze szpuli (szpuli) z prędkością od 250 do 700 cm na minutę.

Źródło zasilania:

Tylko DC Supply z DCRP i DCSP jest używany w tym procesie. Odwrotna polaryzacja prądem stałym (DCRP) służy do uzyskania głębszej penetracji, gdy grubość pracy jest mniejsza.

Prąd stały o stałej prądzie stałoprądowym (DCSP) służy do wytwarzania niewielkiej penetracji, gdy grubość pracy jest większa.

Zasilanie prądem przemiennym nie jest jednak stosowane w MIG z powodu nierównomiernej szybkości spalania elektrody podczas cykli dodatnich i ujemnych.

Elektroda drutowa MIG:

Elektroda drutowa stosowana do spawania MIG ma następujące cechy:

(i) Materiały eksploatacyjne, nieprzerwanie zasilane.

(ii) Zamknięte tolerancje wymiarowe.

(iii) Właściwy skład chemiczny.

(iv) Średnica między 0, 5 a 3 mm.

(v) Dostępne w formie szpuli (rolka) o wadze od 1 do 350 kg.

(vi) Fed z prędkością od 250 do 700 cm / minutę.

Aplikacje i zastosowania:

Proces ten jest stosowany do tych samych zastosowań, w których spawanie TIG odbywa się, ale jest szeroko stosowany do spawania grubych blach (powyżej 4 mm grubości).

Niektóre zastosowania MIG to:

(i) Proces spawania MIG może być stosowany do spawania cienkich arkuszy, a także stosunkowo grubych płyt, ale jest najbardziej ekonomiczny przy spawaniu grubości od 3 do 13 mm.

(ii) Spawanie metodą MIG jest szczególnie popularne podczas spawania metali nieżelaznych, takich jak aluminium, magnez i stopy tytanu.

(iii) Proces spawania MIG jest również używany do spawania stali nierdzewnej i krytycznych części stalowych.

(iv) Proces spawania metodą MIG nadaje się również do spawania metali żelaznych, takich jak stale stopowe itp.

(v) Proces spawania MIG jest szeroko stosowany w przemyśle rakietowym i lotniczym.

Zalety MIG:

1. Szybsza operacja:

Ciągłe podawanie drutu elektrody sprawia, że proces przebiega szybko.

2. Bez tworzenia żużla:

Jako gaz obojętny stosuje się zamiast topnika, który służy do osłaniania atmosfery.

3. Lepsza jakość spoiny:

Uzyskano gładką, czystą i lepszą jakość spoiny.

4. Głębsza penetracja Możliwe:

Dzięki zastosowaniu prądu stałego w odwrotnej polaryzacji (DCRP) możliwa jest głębsza penetracja spoiny.

Wady MIG:

1. Koszt urządzeń spawalniczych MIG jest wysoki.

2. Koszt gazu obojętnego jest dodatkowy.

3. Nie nadaje się do pracy na wolnym powietrzu, ponieważ silny wiatr może wysadzić ekranowanie gazu obojętnego, co prowadzi do złej jakości spoiny.

4. Spawanie łukiem krytym (SAW):

Spawanie łukiem krytym (SAW) jest również znane jako spawanie łukiem krytym. Jest to dość nowa metoda automatycznego spawania łukowego, w której łuk i obszar spawania są osłonięte warstwą łatwotopliwego strumienia ziarnistego.

Używana jest nieosłonięta elektroda i jest stale zasilana przez specjalny mechanizm podczas spawania. To przyspiesza proces. Rys. 7.27 przedstawia zasadę działania spawania łukiem krytym.

Jak można zauważyć na figurze, proces ogranicza się do spawania płyt płaskich tylko w pozycji poziomej. To ograniczenie jest nałożone ze względu na zastosowany sposób strumienia i przewód zasilający elektrody.

Warstwa strumienia izoluje łuk od otaczającej atmosfery, a zatem zapewnia odpowiednie ekranowanie.

Temperatura topnienia topnika musi być niższa niż temperatura topnienia metalu nieszlachetnego. Strumień tworzy warstwę izolacyjną nad zestalającym się płynem w stopionym metalu. Powoduje to opóźnienie krzepnięcia stopionego metalu, a zatem pozwala na unoszenie się żużla i niemetalicznych zanieczyszczeń na szczycie stopionego basenu.

Końcowa uzyskana wydajność spawania jest wolna od zanieczyszczeń niemetalicznych i ma jednorodny skład chemiczny.

Parametry procesu:

Zasilacz:

Zarówno AC, jak i DC, AC są preferowane, ponieważ zmniejsza to ryzyko uderzeń łuku.

Zakres prądu:

1000 Amp do 4000 Amp.

Zakres temperatury:

2900 ° C do 4100 ° C.

Typ elektrody:

Eksploatowany, ciągły przewód zasilający.

Aplikacja i zastosowania:

Spawanie łukiem krytym służy do spawania stali niskowęglowej, stali stopowej i metali nieżelaznych, takich jak nikiel, brąz itp.

Zalety SAW:

1. Wysoka prędkość spawania i duża szybkość osadzania, która jest pięć do dziesięciu razy większa niż w przypadku spawania łukowego w osłonie z ekranowaniem.

2. Wysoka jakość uzyskanych spoin, ponieważ perfekcyjne ekranowanie uzyskuje się za pomocą warstwy topnika.

3. Wysoka sprawność cieplna, ponieważ całkowite ciepło utrzymuje się pod warstwą żużla.

4. Wysoka wytrzymałość i ciągliwość spoiny.

5. Można uzyskać głęboką penetrację.

6. Sporządzony spaw jest wolny od odprysków.

7. Mniej szkodliwe dla operatora, ponieważ ciepło i promienie ultrafioletowe są utrzymywane poniżej strumienia i warstwy żużla.

Wady SAW:

1. Odpowiedni tylko do płaskich i poziomych pozycji spawania.

2. Strumień może zostać uwięziony podczas spawania, co prowadzi do niejednorodnego spawania.

5. Spawanie elektrycznie oporowe:

Spawanie elektrooporowe jest rodzajem zgrzewania na gorąco. Jest to proces, w którym części metalowe są lokalnie ogrzewane do stanu plastycznego przepuszczając przez nie ciężki prąd elektryczny, a następnie kończąc spoinę przez zastosowanie ciśnienia.

Zestaw zgrzewania oporowego składa się z ramy, transformatora obniżającego, elektrod, automatycznego zegara elektronicznego i mechanizmu ciśnieniowego, jak pokazano na Rys. 7.28.

Zasada działania:

Ciepło wymagane do spawania jest wytwarzane przez przepuszczenie dużego prądu (3000 do 90 000 A) przy bardzo niskim napięciu (1 do 25 woltów) przez dwa metalowe elementy do spawania, które stykają się ze sobą, przez bardzo krótki czas. .

Wytworzone ciepło podaje się według następującej zależności:

H = I ² RT

Gdzie H = ciepło wytworzone (dżul),

I = Prąd elektryczny (rms w amperach)

R = Przedział czasu przepływu prądu (sekundy)

T = Przedział czasu prądu ma duży wpływ na ilość wytwarzanego ciepła.

Parametry procesu:

Ten proces dotyczy kontrolowania czterech podstawowych parametrów, jak pokazano we wzorze powyżej:

(i) Aktualne,

(ii) Opór,

(iii) Czas,

(iv) Ciśnienie.

Dla dobrego spawania zmienne te muszą być starannie wybrane i kontrolowane.

Ich wybór zależy od:

(a) Typ i wielkość elektrody,

(b) Grubość spoiny,

Omówmy powyższą zmienną jeden po drugim:

(i) prąd i zasilanie:

Spawanie elektryczne rezystancyjne wykorzystuje jednofazowy zasilacz prądu przemiennego, zwykle o częstotliwości 50 Hz.

Transformator jednofazowy obniżający napięcie służy do zamiany zasilania wejściowego na 220 woltów na niskie wymagane napięcie od 1 do 25 woltów. To zwiększa prąd do 100-2000 Amperów, aby wykonać operację.

(ii) Opór:

Całkowity opór układu obejmuje wytrzymałość detali, oporność elektrod i rezystancję pomiędzy dwoma kawałkami metalu.

Rezystancja obrabianych elementów i elektrod powinna być utrzymywana na jak najniższym poziomie w porównaniu z rezystancją między powierzchnią interfejsu, aby uniknąć niepożądanego nagrzewania elektrod. Elektrody muszą być wykonane z wysoce przewodzącego materiału, takiego jak stopy miedzi, kadmu lub miedzi i chromu.

(iii) Przedział czasu:

Przedział czasowy przepływu prądu jest bardzo krótki. Zwykle wynosi 0, 001 sekundy dla cienkich arkuszy i kilka sekund dla grubych płyt. Czas spawania jest automatycznie kontrolowany przez zegar elektroniczny.

(iv) Zakres ciśnienia:

Ciśnienie zazwyczaj waha się od 200 do 600 kg / cm2. Stosuje się umiarkowane ciśnienie przed i podczas przepływu prądu, aby ustalić stały opór. Po osiągnięciu odpowiedniego ciepła ciśnienie jest znacznie zwiększone, aby uzyskać drobnoziarniste spawanie.

Zastosowanie zgrzewania oporowego:

1. Spawanie elektrooporowe jest szeroko stosowane do łączenia cienkich blach do produkcji masowej w przemyśle.

2. Zwykle jest zatrudniony w przemyśle samochodowym, lotniczym, rurowym i rurowym.

3. Proces ten umożliwia spawanie metali takich jak stal, stal nierdzewna, brąz itp.

4. Aluminium można również spawać z pewnymi modyfikacjami w procesie.

Zalety spawania oporowego:

1. Proces jest bardzo szybki, ponieważ spoiny są szybko wykonywane.

2. Proces jest odpowiedni do produkcji bałaganu.

3. Proces nie wymaga dużych umiejętności operatora.

4. Proces jest ekonomiczny w działaniu, ponieważ nic nie jest zużywane z wyjątkiem energii elektrycznej.

5. Proces umożliwia spawanie różnych metali.

Wady spawania oporowego:

1. Są one ograniczone do połączeń zakładkowych z wyjątkiem zgrzewania doczołowego.

2. Koszt początkowy wyposażenia jest wysoki.

Rodzaje spawania oporowego:

Istnieją różne rodzaje zgrzewania oporowego stosowane w nowoczesnej praktyce, niektóre podstawowe i najczęściej używane to:

1. Zgrzewanie punktowe.

2. Spawanie szwów.

3. Spawanie rzutowe.

4. Spawanie doczołowe.

5. Spawanie rzutowe.

6. Spawanie perkusyjne.

6. Spawanie ciśnieniowe:

Spawanie ciśnieniowe polega na zastosowaniu ciśnienia zewnętrznego do rekrystalizacji struktury metalowej i do wykonania spoiny. Procesy spawania ciśnieniowego są stosowane przede wszystkim do metali o wysokiej plastyczności, takich jak aluminium, miedź i ich stopy.

Temperatura zaangażowana w ten proces może być:

(i) Temperatura w pomieszczeniu; (zgrzewanie na zimno).

(ii) Temperatura w stanie plastycznym lub poniżej temperatur topnienia; (spawanie w fazie stałej).

(iii) Temperatura topnienia lub topnienia; (spawanie w stanie stopionym).

Przy spawaniu ciśnieniowym należy uzyskać bardzo bliski kontakt między atomami łączonych części. Niestety, istnieją dwie przeszkody, które należy przezwyciężyć, aby można było przeprowadzić skuteczne spawanie ciśnieniowe.

Po pierwsze, powierzchnie nie są płaskie podczas oglądania pod mikroskopem. W związku z tym kontakt początkowy można osiągnąć tylko wtedy, gdy piki osiągają wartości szczytowe, jak pokazano na rys. 7.34, a wiązania te nie wystarczą do wytworzenia mocnego złącza spawanego.

Po drugie, powierzchnie metali są zwykle pokryte warstwami tlenków, które uniemożliwiają bezpośredni kontakt między metalem a częściami metalowymi, które mają być spawane. Dlatego te warstwy tlenkowe i niemetaliczne należy usunąć za pomocą szczotki drucianej, przed spawaniem, aby uzyskać mocne połączenie zgrzewane.

W zależności od powyższych temperatur zgrzewanie jest klasyfikowane jako:

Ilekroć mówimy o zgrzewaniu ciśnieniowym, uważa się je za spawanie w zimnym ciśnieniu, chyba że podano inaczej. Teraz warto omówić tutaj spawanie na zimno, zgrzewanie wybuchowe i zgrzewanie ultradźwiękowe.

7. Wybuchowe spawanie:

Spawanie wybuchowe jest spajaniem ciśnieniowym w stanie stałym. Proces ten nie ma ciepła i strumienia, a zatem eliminuje problemy związane z metodami zgrzewania, takimi jak strefa wpływu ciepła i mikroprzecieka. W procesie tym do wytworzenia bardzo wysokiego ciśnienia wykorzystywany jest materiał wybuchowy. To ciśnienie służyło do łączenia płaskich płyt.

Podczas zgrzewania wybuchowego wytwarza się strumień płynu, takiego jak metal, który rozbija warstewkę tlenku osadzoną na powierzchniach, aby doprowadzić dwie metalowe płytki do intymnego kontaktu metal-metal. Ten metalowy strumień jest również odpowiedzialny za typową falową i mechaniczną blokadę między dwiema płytkami i ostatecznie, w wyniku czego powstaje silne wiązanie. Rys. 7.36 (a) ilustruje rozmieszczenie zgrzewania wybuchowego dwóch płaskich płyt, a ryc. 7.36 (b) przedstawia powiększony szkic falistego interfejsu między nimi.

Aplikacja i zastosowania:

1. Wybuchowe zgrzewanie i wybijanie są bardziej popularne w produkcji wymienników ciepła i urządzeń do przetwarzania chemicznego.

2. Pancerne i wzmocnione kompozyty z metalową matrycą są również produkowane w tym wybuchowym procesie spawania.

Ograniczenia:

Niemniej jednak wyraźnym ograniczeniem jest to, że procesu tego nie można z powodzeniem stosować do spawania twardych i kruchych metali. W tej dziedzinie trwają badania, a lepsze wyniki są stale wprowadzane.

8. Spawanie ultradźwiękowe:

Zgrzewanie ultradźwiękowe to spawanie w stanie stałym, które wykorzystuje energię drgań ultradźwiękowych wraz z normalnymi naprężeniami statycznymi. Nie wymaga to stosowania wysokich ciśnień lub temperatur i jest realizowane w krótkim czasie około 0, 5 do 1, 5 sekundy.

Połączony efekt drgań ultradźwiękowych i normalnych naprężeń statycznych powoduje ruch molekuł metalu i wywołuje dźwiękowe połączenie między powierzchniami metali będących w kontakcie. Powszechnie stosuje się go do łączenia cienkich arkuszy lub drutów o podobnych lub różnych metalach w celu uzyskania połączeń typu biodrowego.

Ultradźwiękowy sprzęt spawalniczy: Dostępne są różne typy maszyn ultradźwiękowych, każdy skonstruowany do produkcji pewnego rodzaju spoin, takich jak miejsce, linia, ciągły szew lub pierścień. Rys. 7.37 pokazuje zgrzewarkę ultradźwiękową typu spot. Jest powszechnie stosowany w spawaniu elementów mikro obwodu.

Elementy:

Maszyna składa się z następujących podstawowych elementów:

(i) Konwerter częstotliwości:

Przetwornica częstotliwości przekształca standardowy prąd elektryczny o częstotliwości 50 Hz w prąd wysokiej częstotliwości o stałej częstotliwości w zakresie od 15 do 75 kHz.

(ii) Przetwornik:

Przetwornik, który przekształca energię elektryczną w elastyczne mechaniczne wibracje ultradźwiękowe.

(iii) Róg:

Róg, który zwiększa amplitudę tych wibracji i dostarcza je do strefy spawania.

(iv) Urządzenie mocujące:

Urządzenie zaciskowe stosowane do zaciskania płytek do spawania.

(v) Sonotrode:

Sonotroda, w porównaniu z elektrodą w zgrzewaniu rezystancyjnym, służy do dostarczania wibracji ultradźwiękowych do obrabianego przedmiotu.

(vi) Kowadło:

Stosowane jest kowadło, które trzyma części i Sonotrode.

(vii) Kontrole:

Odpowiednie elementy sterujące do ustawiania optymalnych wartości zmiennych procesowych, takich jak moc wibracyjna, normalna siła mocowania i czas zgrzewania itp.

Aplikacja i zastosowania:

1. Proces ten jest szczególnie odpowiedni do automatycznego ruchu i spawania cienkich arkuszy lub drutów z podobnych lub różnych metali, w celu uzyskania połączenia biodrowego.

2. Proces ten znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle elektrycznym i mikroelektronicznym.

3. Proces ten stosuje się do spawania cienkich folii metalowych do pakowania.

4. Proces ten znajduje szerokie zastosowanie w produkcji komponentów reaktorów jądrowych.

9. Spawanie cierne:

Zgrzewanie tarciowe jest rodzajem spawania w fazie stałej, w którym ciepło jest dostarczane przez tarcie mechaniczne między dwoma kawałkami metalu w celu połączenia ich ze sobą pod działaniem siły ściskającej. Spawanie to jest również znane jako spawanie bezwładnościowe.

Kroki związane z tym procesem są następujące:

(i) Dwie części przeznaczone do spawania są wyrównane osiowo.

(ii) Jedna część jest trzymana w stacjonarnym uchwycie lub osprzęcie, podczas gdy druga jest trzymana w poręcznym uchwycie, który jest zamontowany na wrzecionie.

(iii) Obrotowy element obraca się ze stałą dużą prędkością, aby wytworzyć wystarczającą energię kinetyczną.

(iv) Drugi element styka się z obracającym się elementem pod niewielkim naciskiem osiowym. Energia kinetyczna jest konwertowana na ciepło tarciowe na granicy faz.

(v) Ciśnienie i obrót są utrzymywane do momentu, aż współpracujące krawędzie obrabianych elementów osiągną odpowiednią temperaturę (w zakresie kucia), która umożliwia łatwy przepływ plastiku. W tym czasie metal powoli wytłacza się z obszaru zgrzewu, aby utworzyć spęczenie.

(vi) Po osiągnięciu wystarczającego ogrzewania, obrót wrzeciona zostaje zatrzymany, a wysokie ciśnienie osiowe zostaje zastosowane, aby wymodelować dwa składniki razem. Uzyskany wynik jest mocnym i solidnym spawem.

Proces ten jest wyraźnie pokazany na Rys. 7.38, który również wskazuje etapy związane ze spawaniem ciernym. Czas spawania wynosi od 2 do 30 sekund.

Prędkość obrotowa, nacisk osiowy i czas zgrzewania zależą od zgrzewanego materiału. Trudniej jest spawać metal, wyższe obroty i wyższe ciśnienie osiowe.

Aplikacja i zastosowania:

1. Zgrzewanie tarciowe jest z powodzeniem stosowane do spawania stali węglowej, stali nierdzewnej, aluminium, miedzi i tytanu itp.

2. Zgrzewanie tarciowe jest również wykorzystywane do spawania dwóch różnych metali, takich jak aluminium do stali lub aluminium do miedzi.

3. Zgrzewanie tarciowe umożliwia spawanie okrągłych prętów, rur lub okrągłego materiału na płycie, np. Pręt do jarzma, kołek do płyty i wał do przekładni.

Zalety spawania tarciowego:

Zgłoszono kilka zalet procesu spawania tarciowego.

Obejmują one:

(i) Wysoka efektywność wykorzystania energii.

(ii) Zdolność łączenia podobnie jak i podobnych metali, których nie można łączyć za pomocą konwencjonalnych procesów spawalniczych, np. aluminium do stali lub aluminium do miedzi.

(iii) Folie tlenkowe na powierzchni metalu są usuwane i następuje rozdrobnienie ziarna.

(iv) Uzyskuje się silne wiązanie i zwykle ma taką samą wytrzymałość jak metal nieszlachetny.

Wady spawania tarciowego:

Niemniej jednak główne ograniczenia tego procesu to:

(i) Co najmniej jedna z dwóch części do spawania musi być ciałem obrotowym wokół osi obrotu, takim jak okrągły pręt, rura, rura lub wał.

(ii) Podczas spawania należy zachować ostrożność, aby zapewnić współosiowość okrągłych prętów oraz prostokątność krawędzi obrabianego przedmiotu.

10. Spawanie indukcyjne:

Spawanie indukcyjne to rodzaj spawania w fazie stałej. Jak sama nazwa wskazuje, spawanie indukcyjne opiera się na zjawisku indukcji.

Zgodnie z tym, kiedy prąd elektryczny płynie w cewce induktora, inny prąd elektryczny jest indukowany w dowolnym przewodniku, który przecina strumień magnetyczny. Źródłem ciepła jest opór na styku dwóch elementów. Rys. 7.39 przedstawia zasadę spawania indukcyjnego.

Ten proces spawania jest również znany jako spawanie indukcyjne wysokoczęstotliwościowe (HFIW), ponieważ prąd wysokiej częstotliwości wykorzystywany jest do wydajnej konwersji energii elektrycznej w energię cieplną.

Częstotliwości w zakresie od 300 do 450 kHz są powszechnie stosowane, chociaż częstotliwości tak niskie jak 10 kHz są również używane w przemyśle.