Máquinas e dispositivos de solda por resistência

soldagem por pressão

A soldagem por pressão inclui vários métodos de soldagem nos quais as peças a serem unidas são comprimidas por força mecânica, devido à qual a continuidade e a resistência da junta são alcançadas.

Na maioria dos casos, a soldagem por pressão é realizada aquecendo as peças a serem soldadas de uma forma ou de outra, e apenas em alguns casos especiais a soldagem é realizada sem aquecimento (por exemplo, soldagem a frio, soldagem explosiva). De todos os métodos de soldagem por pressão, a soldagem por resistência elétrica é o mais comum.

A soldagem por contato ou resistência é chamada de método de soldagem elétrica, em que o aquecimento ocorre devido à liberação predominante de calor nos pontos de contato das peças a serem soldadas quando uma corrente elétrica flui através delas (Fig. 1).

Arroz. 1. Os principais tipos de soldagem por resistência: a — frontal, 6 — ponto, b — rolo, I — direção da corrente de soldagem.

A resistência da soldagem é caracterizada por uma concentração local de potência térmica e, portanto, uma alta temperatura na região da junta das peças a serem soldadas, o que se deve à resistência significativa do contato da junta em comparação com a resistência das próprias peças . Nesse sentido, a soldagem por resistência é um tipo de soldagem muito econômico e conveniente.

A soldagem por resistência pode ser realizada tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada, mas na prática é usada quase exclusivamente corrente alternada, uma vez que as correntes necessárias para soldagem na ordem de milhares e até dezenas de milhares de amperes em tensões de alguns volts podem ser mais facilmente obtido com a ajuda de transformadores. fontes DC dedicadas para este propósito seriam muito caras, difíceis de fabricar e menos confiáveis ​​em operação.

Soldagem de topo

Na soldagem de topo, as extremidades das peças a serem unidas se tocam, após o que uma corrente significativa passa pelas peças, aquecendo a junta até a temperatura necessária para a soldagem. A força de compressão longitudinal atinge então a continuidade da conexão direta.

Existem dois tipos de soldagem de topo: soldagem sem reflexo (soldagem por resistência) e re-soldagem.

Na soldagem por resistência, as peças com extremidades usinadas são colocadas em contato e comprimidas com força considerável, então uma corrente passa pelas peças e devido à resistência de contato da junção, ocorre uma liberação concentrada de calor.

Depois de atingir a temperatura necessária para a soldagem na zona frontal, a soldagem plástica das peças a serem unidas é realizada sob a influência da força de pressão.Ao final do ciclo de soldagem, a corrente é desligada e então a força compressiva é liberada.

A soldagem por resistência é geralmente realizada a uma densidade de corrente de 5-10 kA e uma potência específica de 10-15 kVA por 1 cm2 da seção transversal das peças soldadas. Este tipo de soldagem é geralmente usado para conectar peças com pequenas seções transversais (até cerca de 300 mm2).

Na soldagem de topo com reaquecimento, o aquecimento das peças é feito em três ou duas etapas consecutivas - pré-aquecimento, rebarbação e recalque final, ou apenas nas duas últimas etapas.

No momento inicial da soldagem, as peças a serem soldadas estão em contato com uma força de compressão de 5 a 20 MPa. Em seguida, é ligada a corrente que aquece as juntas a 600 a 800 ° C (para aço), assim como em soldagem de topo sem fusão. Depois disso, a força de pressão é reduzida para 2 - 5 MPa, com o que a resistência de contato aumenta e, consequentemente, a corrente de soldagem diminui.

Com a liberação da compressão, a área de contato real das extremidades das peças diminui, a corrente corre para um número limitado de pontos de contato e os aquece até a temperatura de fusão e, com mais aquecimento nessas condições, o metal superaquece para a temperatura de vaporização em pontos individuais.

Sob a influência de pressão excessiva, o vapor de metal é retirado da zona de contato da soldagem e desloca as partículas de metal líquido para o ar na forma de um leque de faíscas, e parte do metal fundido flui em gotas. Atrás das saliências destruídas, sucessivas saliências de contato se encostam, criando novos caminhos para a corrente de soldagem repetir o efeito definido.

Este processo de fusão sequencial das extremidades das peças ao longo das arestas elementares continua até que as extremidades das peças soldadas sejam cobertas com uma película contínua de metal semilíquido, após o que uma continuidade metálica da junta soldada é criada com relativamente pouca força disruptiva . Nesse caso, o excesso de metal fundido é espremido para fora do contato na forma de um orifício (aro).

O aquecimento das extremidades salientes das peças soldadas é realizado principalmente pela condução de calor do contato de soldagem, onde a temperatura é de maior importância. O aquecimento das peças entre os eletrodos de conexão e de alimentação devido à corrente que flui durante o processo de refundição é muito pequeno.

O ajuste da quantidade de energia fornecida a uma determinada resistência de contato determinada pelas condições do processo de soldagem pode ser feito alterando a corrente de soldagem ou alterando a duração do fluxo de corrente.

O funcionamento da máquina de soldar topo a topo está ilustrado na fig. 2.

Arroz. 2. Diagrama de uma máquina de solda de topo: 1 — base, 2 — guias, 3 — placa fixa, 4 — placa móvel, 5 — dispositivo de alimentação, 6 — dispositivo de fixação, 7 — limitadores, 8 — transformador, 9 — condutor de corrente flexível , Pzazh — força de aperto dos produtos, Ros — força perturbadora dos produtos.

As máquinas de solda de topo são classificadas da seguinte forma.

1. Pelo método de soldagem — para soldagem por resistência e rebarbação (rebarbação contínua ou rebarbação por aquecimento).

2. Com inscrição prévia — universal e especializada.

3. De acordo com o projeto do mecanismo de força - com mola, alavanca, parafuso (do volante), acionamento pneumático, hidráulico ou eletromecânico.

4.Por disposição de grampos — com excêntrico, grampos de alavanca e parafuso, e grampos de alavanca e parafuso podem ser executados manualmente ou mecanizados com acionamento pneumático, hidráulico ou eletromecânico.

5. De acordo com o método de montagem e instalação — fixo e portátil.

Soldagem a ponto

Na soldagem a ponto, as peças a serem unidas geralmente estão localizadas entre dois eletrodos fixados em porta-eletrodos especiais. Sob a ação do mecanismo de pressão, os eletrodos pressionam firmemente as peças a serem soldadas, após o que a corrente é ligada.

Devido à passagem de corrente, as peças a serem soldadas são rapidamente aquecidas até a temperatura de soldagem e a maior liberação de calor ocorre nas superfícies a serem unidas, onde a temperatura pode ultrapassar a temperatura de fusão das peças a serem soldadas.

Na fig. 3 mostra a distribuição de temperatura ao longo da seção transversal das peças soldadas, característica da etapa final da soldagem do aço.

Arroz. 3. Campo de temperatura na última etapa da soldagem a ponto

A temperatura mais alta é observada na parte sombreada central do local de soldagem - o núcleo. A superfície de contato da peça que será soldada com um eletrodo (geralmente com resfriamento a água) é aquecida a uma temperatura relativamente baixa, mas na presença de um núcleo líquido ou semilíquido e um núcleo de metal plástico adjacente, a força compressiva dos eletrodos causa entalhes na superfície das peças de trabalho de soldagem.

A temperatura do núcleo no ponto de solda é geralmente ligeiramente superior ao ponto de fusão do metal.O diâmetro do núcleo fundido determina o diâmetro do ponto de solda, geralmente igual ao diâmetro da superfície de contato do eletrodo.

O tempo de soldagem em um local depende da espessura e das propriedades físicas do material das peças soldadas, da potência da máquina de solda e da força de pressão. Este tempo varia de milésimos de segundo (para chapas coloridas muito finas) a vários segundos (para peças de aço grossas). Para uma estimativa aproximada, o tempo para soldar um ponto de aço macio pode ser considerado como 1 s por 1 mm de espessura da chapa soldada. A taxa de aquecimento do metal até a temperatura de soldagem depende significativamente da intensidade da liberação de calor.

máquina de solda a ponto

Soldagem por rolo

Neste tipo de soldadura, a ligação das peças com costura contínua ou descontínua é efectuada por passagem nas peças a soldar, alimentadas por meio de rolos rotativos (Fig. 4).

Arroz. 4. O princípio da soldagem por rolo: 1 - transformador de soldagem, 2 - eletrodos de rolo, 3 - acionamento por rolo, 4 - peças soldadas

Pela natureza do processo, a soldagem por rolo é semelhante à soldagem por pontos. A soldagem por rolo é frequentemente chamada de soldagem por costura, o que é estritamente incorreto, pois o conceito de soldagem por costura pode ser estendido a quase todos os tipos de soldagem.

As máquinas de solda a rolo são geralmente equipadas com duas correntes de alimentação, uma das quais é acionada e a outra gira devido ao atrito ao mover as peças a serem soldadas.

A soldagem por rolo é usada com mais frequência para conectar peças de paredes finas, por exemplo, na fabricação de tanques de combustível e barris para o transporte de vários materiais.

Existem três modos de soldagem por rolo.

1. Movimento contínuo das peças soldadas em relação aos rolos com alimentação contínua de corrente. Este método é utilizado na soldagem de peças com espessura total não superior a 1,5 mm, pois com grandes espessuras, a junta que sai por baixo dos rolos, estando em estado plástico, pode quebrar devido à delaminação. Além disso, com um fornecimento contínuo de corrente, ocorre uma distorção significativa das peças soldadas.

2. Movimento contínuo das peças soldadas em relação aos rolos com fornecimento de corrente intermitente. Este método mais comum produz costuras com pouca distorção em produtos com menor consumo de energia.

3. Movimento intermitente das peças soldadas em relação aos rolos com fornecimento de corrente interrompido (soldagem escalonada).

A soldagem por rolo é muito eficaz na produção de vasos de paredes finas, na produção de tubos de metal soldados e em vários outros produtos.

Os principais elementos das máquinas de rolos são a cama, os braços superiores e inferiores com eletrodos de rolos, um mecanismo de compressão, um acionador de rolos e um transformador de soldagem com fio de corrente flexível.

Os transformadores das máquinas de rolos trabalham em modo intensivo com PR = 50 - 60%, o que requer resfriamento aprimorado de seus enrolamentos.

As máquinas de solda de rolos são divididas: de acordo com a natureza da instalação - estacionária e móvel, de acordo com a finalidade - universal e especializada, de acordo com a localização dos rolos em relação à frente da máquina - para soldagem transversal, para soldagem longitudinal e universal com a possibilidade de mover os rolos. para a localização dos rolos em relação ao produto - com disposição bilateral e unilateral, de acordo com o método de rotação dos rolos - com acionamento para um rolo, com acionamento para ambos os rolos, com um rolo superior, movendo-se ao longo de um suporte fixo, e com um rolo e um mandril inferior móvel, de acordo com o dispositivo do mecanismo de compressão - mola de alavanca, acionada por motor elétrico, pneumático e hidráulico, de acordo com o número de rolos — em rolo único, rolo duplo e rolo múltiplo.

A potência das máquinas de rolos mais comuns é geralmente de 100 a 200 kVA, semelhante à soldagem a ponto de peças finas, pode ser realizada por pulsos da corrente de descarga do capacitor, para o qual são fabricados diferentes tipos de máquinas de rolos.

Arroz. 5. Máquina de solda por resistência