Temat: Połączenia zgrzewane.

1. Zgrzewanie metali polega na ogrzaniu i nadtopieniu powierzchni styku łączonych części oraz jednoczesnym

docisku tego miejsca. Skuteczność procesu
zależy od:
- ciśnienia, temperatury, czasu trwania

procesu.

2. W zależności od sposobu nagrzewania

części łączonych rozróżniamy zgrzewania:
• ogniskowe (elementy łączone nagrzewa

się w ognisku kuziemnym)

• gazowe (palnikiem acetylenowo-

tlenowym)

• elektryczne (iskrowe i oporowe) obie

części łączone są w obwód
elektrycznego prądu przemiennego,
temp. zgrzewania 1000-1600

o

C, docisk

20-200 MPa , (200-2000 kG/cm

2

)

• termitowe (spalanie mieszaniny tlenków

miedzi i proszku aluminium), bardzo
szybko nagrzewa części.

• tarciowe (wytwarzanie ciepła przez t

powierzchni styku przy odpow
docisku).

arcie

iednim

‰

zgrzewanie na zimno zgniotowe (przez
wywarcie dużego nacisku)

‰

zgrzewanie wybuchowe

‰

zgrzewanie ultradźwiękowe

3. Metody zgrzewania.

a) Punktowe- łączenie za pomocą

szeregu punktowych zgrzein
części blach (0,2-15 mm),
ułożonych nakładkowo lub
zakładkowo, zastępuje
nitowanie i nie wymaga
szczelności. Proces polega na
przepływie prądu a następnie
na docisku części, przesuw
następuje ręcznie lub
automatycznie. Automatyczne
zgrzewarki pracują z
prędkością 200 zgrzein/min.,
zgrzewając kilkadziesiąt lub
kilkaset punktów jednocześnie.
Zastosowanie przy zespołach
drzwi i płyty podłogowej
karoserii samochodów.

b)

Garbowe- w jednej części
wytwarza się garby o
półokrągłym kształcie i zaciska
obie części między płaskimi
elektrodami. Stosuje się je przy
masowym wyrobie części
tłoczonych cienkich blach
niskowęglowych,

łączenia

kołków, śrub ze ściankami

płaskimi. Przy blasze g

≤ 5 mm średnica garbu d = 3-5 mm, wysokość h = 1 mm, podziałka t ≥ 2,5 d,

odległ. od krawędzi e

≥ 2d

.

c)

Liniowe- stosowane do połączenia szczelnego w blachach (od 0,25-4 mm). Przesuw blach następuje
przez obracające się miedziane elektrody krążkowe, chłodzone intensywnie wodą. Zgrzewanie
następuje impulsowo z prędkością 0,5-10 m/min. Zgrzewanie stosuje się do: zbiorników, rur ze szwem,
pojemników, produkcji wagonów. Zgrzewanie liniowe następuje metodą: zakładkową, z zakładką
gubioną, zgniotowe z małą zakładką i krawędziową,

d) Czołowe- (doczołowe, stykowe), łączenie elementów w przekroju poprzecznym kiedy zgrzeina

obejmuje całe pole styku części. Łączyć można kształty: okrągłe, prostokątne, rurowe, kształtowe i
cienkie blachy. Max przekrój zgrzewania

≥ 500 cm

2

. Mamy dwa sposoby zgrzewania:

-

Zwarciowe

– docisk części, uzyskanie plastyczności, silny docisk, utworzenie spęczenia materiału i

zgrzeiny. Zastosowanie (małe elementy): ogniwa łańcuchów, prętów okrągłych, grubościennych rur
małej średnicy.

- Iskrowe

– włączenie prądu i powolne zbliżanie do siebie części, powoduje iskrzenie, pojawienie

kraterów, następuje docisk, utworzenie zgrzeiny z ostrym brzeżem, które należy usunąć.
Zastosowanie: przedmioty cienkościenne, odkuwki, części staliwnych, walcowanych, części z
różnych materiałów np. stali szybkotnącej z konstrukcyjną, mosiądzu ze stalą.

4. Zastosowanie połączeń zgrzewanych.

a) zgrzewanie czołowe –

stosuje się do łączenia:
o

prętów, odkuwek,
narzędzia skrawające
(noże tokarskie, wiertła
do głębokich otworów,
łącząc część skrawającą
narzędzia ze stali
narzędziowej z
trzonkiem ze stali
węglowej),

b) zgrzewanie punktowe

stosujemy do:
o

cienkich blach z różnymi
kształtownikami,

o

produkcji wielkoseryjnej
w przemyśle
samochodowym i
kolejowym (200 zgrzein
na minutę),

c) zgrzewanie liniowe

stosowane jest do:
o

szczelne połączenia z
cienkich blach: rur ze szwem, pojemników,

o

przy połączeniach kształtowych,

d) zgrzewanie garbowe stosujemy do:

o

do usztywnienia cienkich blach,

5. Wymiary zgrzein

- przyjmuje się wg normy
zaleca się przyjmować:

t≥ 3d oraz t≥ 60 mm –
przy łączeniu 2 ścianek,
t≥ 4d oraz t≥ 80 mm – p
łączeniu 3 ścianek,

rzy

e≥ 2d dla odległości
środka zgrzeiny od krawędzi ścianek

6. Obliczanie połączenia zgrzewanego.

- dla zgrzewania punktowego

τ = F / n*(πd

2

/4)

≤ k’

t

k’

t

= z

o

* k

t

k

t

– naprężenia dopuszczalne na ścinanie

z

o

– współczynnik zgrzeiny

z

o

= 0,35-0,6 - obciążenia statyczne i grubości ścianek do 3 mm

z

o

≈ 0,3 - obciążenia zmienne, rozstaw zgrzein t = 2d

n – liczba zgrzein
d – średnica zgrzeiny d =1,2g

min

+4 mm (g

min

<= 3 mm) d =1,5g

min

+5 mm (g

min

> 3 mm)

- dla zgrzewania czołowego

(obliczenia tak jak przy spawaniu)

z = 0,7-0,85 (średnio 0,8) - przy zgrzewaniu oporowym (zwarciowym)
z = 0,8-0,95 (średnio 0,9) - przy zgrzewaniu iskrowym

* przy różnych własnościach wytrzymałościowych materiałów przyjmujemy naprężenia materiału
słabszego

7. Zadanie