ZGRZEWANIE OPOROWE DOCZOŁOWE. ZGRZEWANIE TARCIOWE.
05.12.2000	Krzysztof Rosicki WBMiZ	dr. D. Kikiewicz

1. Zagadnienia do przygotowania:

• Istota zgrzewania zwarciowego; parametry i zastosowanie

• Istota zgrzewania iskrowego z wyiskrzaniem i podgrzewaniem ciągłym

• Parametry zgrzewania iskrowego; zastosowanie metody

• Istota zgrzewania tarciowego; metody; parametry i zastosowanie.

2. Przebieg ćwiczenia.

Zapoznaliśmy się z przebiegiem zgrzewania tarciowego, które składa się z trzech szybko po sobie następujących etapów:

• nagrzanie metalu do stanu plastycznego przez wywarcie docisku tarcia

• zahamowanie obracającej się części

• zgrzanie łącznych elementów w wyniku wywartego docisku spęczania

Zobaczyliśmy także dwie metody zgrzewania oporowego doczołowego; iskrowe i zwarciowe. W metodach tych do rozgrzania elementów stosuje się prąd elektryczny.

3. Technologia zgrzewania doczołowego tarciowego stali niskowęglowej;

Rozróżnia się pięć podstawowych sposobów zgrzewania tarciowego:

• Z obrotem jednego z łącznych elementów

• Z obrotem łączonych elementów w przeciwne strony

• Z obrotem elementu pośredniego

• Z zastosowaniem drgań jednego z łącznych elementów

• Z zastosowaniem drgań elementu pośredniczącego.

Wspólną cechą wszystkich tych sposobów jest bezpośrednia zamiana energii mechanicznej, powstałej w wyniku wzajemnego tarcia powierzchni styku łącznych elementów, na energię cieplną. Proces zgrzewania składa się z trzech szybko po sobie następujących etapów:

• Nagrzania metalu do stanu plastycznego, przez wywarcie docisku tarcia

• Zahamowanie obracających się ( drgających ) części

• Zgrzania łączonych elementów w wyniku wywarcia docisku spęczania.

Przygotowanie do zgrzewania tarciowego: z powierzchni części podlegających łączeniu należy usuwać wszystkie zanieczyszczenia i pokrycia, które mogłyby spowodować zakłócenia w normalnym przebiegu procesu zgrzewania np. zgorzeliny, rdza, lakiery, smary, Zn, Al, Cr. Gładkość powierzchni łączonych może być dowolna. Powierzchnie łączone powinny być natomiast pozbawione różnych otworów technologicznych np. nakiełków, bowiem znajdujące się w nich powietrze, wydalając się przez nagrzany w czasie tarcia metal może powodować powstanie wad w płaszczyźnie zgrzania. Odchyłka prostopadłości powierzchni łączonych części stalowych o przekroju pełnym względem powierzchni bocznych nie powinna być większa od 0,2 - 0,5 mm. Powierzchnie boczne łączonych części należy oczyścić tylko wtedy, gdy zanieczyszczenia mogą spowodować zakłócenia w normalnej pracy przyrządów mocujących. Przy projektowaniu części zgrzewanych tarciowo należy uwzględnić odpowiednie naddatki technologiczne na długości i średnicy.

Problemy procesu:

• Liczba obrotów na minutę n - zależy od rodzaju materiału i średnicy elementu

• Docisk tarcia P_t - zależy od plastyczności i rozmiarów przedmiotu

• Czas tarcia t ( s ): od 1 do 50 s - zależy od liczby obrotów na minutę, średnicy elementów, docisku tarcia oraz sposobu przygotowania

• Docisk spęczania P_s - wywierany jest z chwilą zaistnienia równowagi cieplnej oraz raptownego zahamowania obracającej się części. W przypadku jednorodnych części natomiast różnorodnych P_s = 2 P_t

• Czas spęczania t_s: od1 do 5 s

• Ubytek ( skrócenie ) na długości - zależy od średnicy i rodzaju materiału, liczby obrotów, sposobu przygotowania do zgrzewania oraz od czasu zgrzewania.

Badanie jakości zgrzeiny.

Przy zgrzewaniu rozróżnia się dwa zasadnicze rodzaje metod kontroli jakości złączy:

1. metoda kontroli służąca do wykrywania wad występujących w gotowych złączach zalicza się do nich: oględziny zewnętrzne i pomiary, ujawnienie podstawowych wad zewnętrznych w postaci pęknięć nadtopień, odkształceń wyprysków metalu, niewłaściwych wymiarów zgrzeiny lub ich wadliwego usytuowania w węźle, przesunięcia lub skrzywienia zgrzewanych części. Oględziny nieuzbrojonym okiem lub przez lupę o powiększeniu 7 - 10x . Badanie nieniszczące do wykrywania wad wewnętrznych np. porów, pęcherzy, wtrąceń niemetalicznych, braku zgrzania lub pęknięć wychodzących na powierzchnię złącza, których ujawnienie przez oględziny zewnętrzne jest utrudnione lub niemożliwe. Do tych badań zalicza się badania penetracyjne magnetyczne, radiologiczne, ultradźwiękowe. Badania technologiczne przeprowadzone na próbkach dla uzyskania informacji o właściwościach np. plastycznych złączy o ewentualnych wadach. Badania własności mechanicznych: czy złącza odznaczają się wymaganymi własnościami mechanicznymi istotnymi dla prawidłowej konstrukcji np. R_m, KCU, HB. Badanie metalograficzne: określanie kształtu i wymiarów zgrzeiny oraz strefy wpływu ciepła, ilości, wielkości, rodzaju rozmieszczenia wad, struktury zgrzeiny i strefy wpływu ciepła . Badania korozyjne, badania szczelności.

2. metoda umożliwiająca kontrole jakości zgrzeiny bezpośrednio w procesie jej tworzenia podczas zgrzewania. W związku ze stosunkowo dużymi kosztami i pracochłonnością kontroli gotowych złączy, a niekiedy nawet dużymi stratami na skutek wybrakowania większej ilości gotowych wyrobów, dąży się do wprowadzenia kontroli jakości zgrzein bezpośrednio podczas zgrzewania. Przeważnie stosuje się w tym celu specjalne układy i urządzenia do pomiaru i rejestracji przebiegu podstawowych parametrów zgrzewania. Porównanie otrzymywanych na bieżąco zapisów z zapisami wzorcowymi umożliwia wychwycenie i oznakowanie zgrzein wadliwych.

---