Anyagtudomány és Technológia Tanszék Hegesztés és rokon technológiák Dr. Palotás és Prof. Kaplan nyomán Fémek technológiája Dr. Orbulov Imre Norbert Anyagtudomány és Technológia Tanszék 1 Ellenállás hegesztési eljárások 2 Ellenállás hegesztés A darabon átfolyó áram Joule-hője hevíti fel a darabokat Lehet közvetlen és közvetett is 3 3 / 43 1
Ellenállás hegesztés 4 / 43 4 Eljárások ELLENÁLLÁS HEGESZTÉSEK Ponthegesztés Vonalhegesztés Fóliás vonalhegesztés Dudorhegesztés Tompahegesztés Tárcsaelektródás csõvonalhegesztés Tompa Természetes dudorú Átlapolt Kamrás Átlapolt Mesterséges dudorú Zömítõ Nagyfrekvenciás hegesztés Rézhuzal közbetétes Zömítõ Folyamatos leolvasztású Elõmelegítéses Vibrációs leolvasztású Tompahegesztés Egyszerű transzformátoros Vonalhegesztés Gyűrűtranszformátoros Csõ vonalhegesztés Egypontos Kétpontos Többpontos Melegzömítõ Vonalinduktoros Tekercsiduktoros Egyoldali Kátoldali Közvetlenbetáplálású ( csúszóérintkezõs ) 5 / 43 5 Előnyök és hátrányok Széles mérettartomány Átlapolt: 0,005 30 mm Tompa: 0,01 350 mm Kereszt: 0,01 80 mm Csaknem minden anyag Gépesített, automata Jó minőség Kis hőhatás övezet Termelékeny A berendezés költséges Szakemberigény Üzembeállítás Üzemeltetés Karbantartás Rossz beállítás esetén sok selejt Mechanikai tulajdonságokat be kell mérni 6 / 43 6 2
Ellenállás ponthegesztés Erőhatás alatti kristályosodás hozza létre a kötést Számos alváltozat 7 7 / 43 Tipikus ponthegesztő berendezés 8 8 / 43 Ellenállás ponthegesztés Munkarend fontos a kötés minőségéhez Egyszerű munkarend Összetett munkarend I F t es t h t u t 9 9 / 43 3
Anyagpárosítási háromszög Paraméterek és alkalmazás Elektróda átmérő S függvényében Áramsűrűség Kötésterületre vetítve Anyagtól függ Elektródanyomás 70 250 MPa Anyagtól függ Lemezek átlapolt kötése Autókarosszéria Csaknem minden anyagra Cu és ötvözetei csak W- betétes elektródával Vegyes kötések is Edződésre hajlamos anyagok különleges munkarenddel 10 10 / 43 11 Ellenállás vonalhegesztés Gyakorlatilag folyamatos ponthegesztés Pontsor, vagy tömítővarrat Lényegesen nagyobb áram kell kész pontok 12 12 / 43 4
Vonalhegesztés változatok 13 13 / 43 Vonalhegesztő gépek 14 14 / 43 Vonalhegesztés alkalmazása Lemezek átlapolt hegesztésére Főleg tömítő varratokat készítünk (radiátor) a varrat mechanikai tulajdonságai rosszak a folyamatos hőkezelésnek köszönhetően, így teherviselő varratként azok nem alkalmazhatók Kis átfedés (0,8 1,5 s) esetén tompakötés is készíthető Főleg átlapolt kötéseket készítenek (a 4s), tompakötésre a fóliás vonalhegesztés előnyösebben alkalmazható Anyagkombinációk mint ponthegesztésnél 15 15 / 43 5
Ellenállás dudorhegesztés Az áramot és az erőt nem az elektróda, hanem a munkadarab természetes vagy mesterséges dudorja koncentrálja A dudor megolvad, az olvadt anyagok sorjába nyomódnak, képlékeny alakváltozás köt 16 16 / 43 A dudor A hegesztés helyén hőegyensúly kell A dudor és a darab egyszerre olvadjon meg Dudor a nehezebb darabra Vegyes kötésnél a dudor a jobb hővezető képességű és nagyobb olvadáspontú darabra A vékonyabb darab a mérvadó Kördudor Gyűrűdudor Vonaldudor 17 17 / 43 Munkarend, tipikus kötések 18 18 / 43 6
A dudorhegesztés alkalmazása Az ipar minden területén alkalmazható Jelentős konstrukciós egyszerűsítéseket tesz lehetővé Anyagok hasonlóan, mint a ponthegesztésnél A dudorhegesztés gépei robosztusabbak Az ellenállás csaphegesztés is dudorhegesztés (lásd később) 19 19 / 43 Ellenállás tompahegesztés A tompán összenyomott darabokon átfolyó áram felhevíti a darabok érintkezési felületeit (egyes változatoknál meg is olvadnak azok) Az erőt növelve összenyomjuk a darabokat A képlékeny alakváltozás hozza létre a kötést (az olvadt anyagok sorjába nyomódnak) 20 20 / 43 Az ellenállás tompahegesztés változatai Zömítő tompahegesztés Leolvasztó ellenállás-tompahegesztés Előmelegítéses vagy szakaszos leolvasztó tompahegesztés 21 21 / 43 7
Tipikus kötések 22 / 43 22 A tompahegesztés alkalmazása Az ipar minden területén alkalmazzák Tengelyszerű alkatrészek, láncok, csapok stb. hegesztése Anyagcsoportok Ötvözetlen, gyengén és erősen ötvözött acél Edződő acélok Színes és könnyűfémek Vegyes kötések A méret korlátoz Acél, nikkel: 0,3 20 mm Réz: 0,3 14 mm Al, CuZn, CuSn: 0,3 18 mm 23 / 43 23 Zömítő tompahegesztés 2:03 http://www.youtube.com/watch?v=vgpchrpnmoq 24 8
Sajtolóhegesztési eljárások hőbevitellel 25 Dörzshegesztés Darabok közötti súrlódás hevíti a darabokat A mozgást gyorsan lefékezzük, a darabokat összenyomjuk Eredeti összeszorító erővel Megnövelt összeszorító erővel A jó hegesztésre a szimmetrikus alakváltozás, a szimmetrikus sorja jellemző 26 26 / 43 Forgó mozgású dörzshegesztés Forgó mozgású dörzshegesztés Egyik darab forog Mindkét darab forog Közbetét forog Legalább az egyik darab forgásszimmetrikus 27 27 / 43 9
Dörzshegesztés 1:05 http://www.youtube.com/watch?v=-aeuak8bsqg 28 Rezgő dörzshegesztés A relatív elmozdulás nem forgás, hanem lineáris elmozdulás jellegű Bármilyen keresztmetszet hegeszthető 29 / 43 29 Rezgő dörzshegesztés 0:37 http://www.youtube.com/watch?v=ig3t0q7uucu 30 10
Kavaró dörzshegesztés A darabba egy keményebb szerszámot nyomnak Az anyag helyileg nagy képlékeny alakváltozást szenved, ellágyul, összekeveredik 31 31 / 43 Robotosított kavaró dörzshegesztés 3:46 http://www.youtube.com/watch?v=anbqh8xbgxq 32 Dörzshegesztés munkarendje Hagyományos esetben a darabokat nagy teljesítményű fékkel lefékezik Lendkerekes esetben a darabok összenyomásakor keletkező ellenállás fékez Nagy daraboknál jó 33 33 / 43 11
Paraméterek és alkalmazás Keresztmetszet befoglaló mérete 5 30 mm Fordulatszám 500 1400 min -1 Összeszorító nyomás 20 200 MPa Záró nyomás 40 300 MPa Idő Előmelegítés 1 100 s Kötés 0,1 0,5 s Eltérő geometriájú darabok Eltérő anyagú darabok Tengelyek, csapok, csövek menetes csapok, rotorok stb. Szerszámgyártás Körszimmetrikus alkatrészek tömeggyártása Profilok hegesztése 34 34 / 43 Alkalmazási példák 35 35 / 43 36 12
Csaphegesztés Elektromos ívet húznak a csap és az alaplemez között Lehet nagyteljesítményű kondenzátor telep is Az olvadt anyagokat sorjába nyomják Átmenet az ív- és sajtolóhegesztés között A kötést képlékeny alakítás hozza létre Nagyobb keresztmetszeteknél a kristályosodás is szerepet játszik Védőgáz szükséges 37 37 / 43 Csaphegesztési eljárások 38 38 / 43 Ívhúzásos csaphegesztés Érintkezéssel rövidzár A csapot elhúzzák, ív jön létre Az ív megolvasztja a csap végét és a hordozó felületet A csapot a darabhoz nyomják, az olvadt anyagok sorjába nyomódnak A kötést képlékeny alakváltozás és kristályosodás hozza létre Módozatok Normál módszer, rövidciklusú, kúpos csapos, gyújtógyűrűs 39 39 / 43 13
Ívhúzásos csaphegesztés Ívhúzásos csaphegesztés F e I ív F z I, F Csap Í v v e Sorja F e I z F z = I z I ív t t ív Rövidzárlat Ívképződés Hegesztett kötés Munkarendi ábra 40 / 43 40 Paraméterek és alkalmazás Csapátmérő 2 25 mm Áramerősség 80d A Nyomás 10 MPa Ívhúzási idő 0,2 4 ms Ötvözetlen és ötvözött acélok Al és ötvözetei Cu és ötvözetei Vegyes kötések Lemezek és csapok Nem csak hengeres, hanem akár szabálytalan csapok is 41 / 43 41 Kerámiagyűrűs csaphegesztés 0:55 http://www.youtube.com/watch?v=2po_3pkxymk 42 14
Köszönöm a figyelmet! Dr. Orbulov Imre Norbert orbulov@eik.bme.hu 43 15