تحقیق فرآیندهای جوشكاری «مقاومتی» Resistance Welding

تحقیق فرآیندهای جوشكاری «مقاومتی» Resistance Welding

بخشهایی از متن:

مقدمه و كلیات :

فرآیندهای جوشكاری مقاومتی با فرآیندهای قبلی تفاوت كلی دارد .اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار توأماً انجام می گیرد .فلزات به دلیل مقاومت الكتریكی در اثر عبور جریان الكتریكی گرم شده و حتی به حالت مذاب نیز می رسند كه طبق قانون ژول حرارت حاصل با رابطه زیر تعیین می شود .Q=KRI2t

=I شدت جریان( آمپر) ، R مقاومت( اهم)، t زمان( ثانیه) وQ ،حرارت (ژول ).

فرآیندهای قوس الكتریكی حرارت در روی كار بوسیله هدایت و تشعشع توزیع می شود اما در فرآیندهای جوشكاری مقاومتی حرارت در عرض داخلی و سطح مشترك دو ورق در موضع اتصال در اثر عبور جریان الكتریكی تولید و منتشر می شود . جریان الكتریكی مذكور از طریق الكترودها و تماس آنها به سطح كار منتقل و یا از طریق ایجاد حوزه مغناطیسی احاطه شده در اطراف كا به قطعه القاء می شود . هر چند هر دو روش بر اساس حرارت مقاومتی پایه گذاری شده است اما معمولاً نوع اول فرآیند جوشكاری مقاومتی و دومی به فرآیند جوشكاری القائی نیز مرسوم شده است .

فاكتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل كنترل هستند ، اما مقاومت الكتریكی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله : جنس و ضخامت قطعه كار ، فشار بین الكترودها ، اندازه و فرم و جنس الكترودها و چگونگی سطح كار یعنی صافی و تمیزی آن .

.مقاومت ۳ مقاومت تماس بین دو ورق مهمترین قسمت است. فلزات دارای مقاومت الكتریكی كم بوده بالنتیجه مقاومتهای ۱و۳و۵ اهمیت بیشتری پیدا می كنند . مقاومتهای ۲و۴ بستگی به ضریب مقاومت الكتریكی و درجه حرارت قطعه كار دارد .مقاومتهای ۱ و ۵ ناخواسته بوده و باید حتی المقدور آنرا كاهش داد . تمیزی سطح كار و الكترود و نیروی فشاری وارد بر الكترود عوامل تقلیل دهنده این مقاومتها (۱و۵) می باشند .

از نظر اقتصادی لازم است كه فاكتور زمان حتی المقدور كاهش یابد . كه در نتیجه جریان الكتریكی لحظه ای بالا در حدود ۱۰۰۰۰ – ۳۰۰۰ آمپر با ولتاژ ۱۰ – ۵/۰ ولت مورد نیاز است . انواع مختلف روش های جوشكاری مقاومتی به روش ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمركز حرارت در نقطه مورد نظر ارتباط دارد ، ولی به هر حال تماس فیزیكی بین الكترودهای ناقل جریان الكتریكی و قسمت هایی كه باید متصل شوند نیز مورد نیاز است . بطور كلی فرآیندهای جوشكاری مقاومتی یكی از بهترین روش ها برای اتصالات سری است .

فر آیند جوشكاری «مقاومتی نقطه ای» Resistance Spot Welding :

این فر آیند برای اتصال ورق های لب رویهم Lap یا سیم به ورق و یا سیم بر روی سیم بكاربرده شده و یكی از فرآیندهای مقاومتی می باشد كه اتصال در اثر ذوب موضعی بوسیله تمركز جریان الكتریكی بین الكترودهای استوانه ای انجام می شود ، این فرآیند به طور وسیعی در صنایع لوازم خانگی ، اتومبیل سازی و غیره بكار می رود. همانطوركه در مقدمه و كلیات توضیح داده شد قطعه كار بین الكترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان از طریق ترانسفورماتور و بازوها به الكترود ها و سپس قطعه كار عبور می كند . جوش به صورت دكمه یا دیسك هایی بین دو لایه ورق لب رویهم بوجود می آید.

۱) الكترود و اندازه دكمه جوش : تمركز جریان الكتریكی به وسیله سطح تماس بین الكترود و كار انجام می شود .استحكام برشی‍“دكمه جوش” (nugget) باید به اندازه ای باشد كه اگر تحت تنش قرار گرفت شكست در منطقه اطراف دكمه در ورق ایجاد شود . قطر الكترود و ضخامت ورق نیز باید به تناسب انتخاب شوند ، در عمل بین قطر الكترود ، ضخامت ورق و پارامترهای دیگر كار روابطی وجود دارد كه با كمك جداول راهنما مشخص و به كار می برند : جداول (۱۲۰۱ و ۱۳۰۱ و ۱۴۰۱) قطر دكمه جوش معمولاً نزدیك به قطر الكترود است .

باید در نظر داشت كه بعلت پیچیدگی در اطراف جوش ، تنش اعمال شده بر روی جوش (تحت نیرو) كاملاً تنش برشی نیست و در این حالت نرمی و انعطاف پذیری ورق بر روی خواص جوش اثر دارد . معیار مفید از نرمی و انعطاف پذیری جوش نسبت استحكام كششی عرضی و استحكام برشی آن می باشد كه برای ماگزیمم نرمی این مقدار ۱ و برای حالت تردی حدود صفر است . این نكته در مورد جوشكاری فلزات حساس در مقابل سخت شدن (quench hardening) حائز اهمیت است .

همانطور كه قبلاً اشاره شد سطح تماس بین الكترود و قطعه كار اهمیت زیادی دارند . معمولاً الكترود را به صورت یك میله استوانه ای با قطر مورد دلخواه نمی سازند ، بلكه آن را بزرگتر ساخته و نوك آنرا با زاویه ۳۰ درجه به صورت مخروطی می تراشند ، كه نوك آن بنابر موقعیت كار به شكل ها و طرح های مختلف ساخته شده شكل (۷۸۰۱) و بنابروضعیت و طرح اتصال به بازوهای مختلفی بسته می شوند.

نیاز به هدایت الكتریكی و حرارتی بالا همراه با خواص استحكامی و مقاومت سایشی خوب در درجه حرارت كار موجب شده تا جنس الكترود و شكل و اندازه آن مورد توجه قرار گرفته و درست انتخاب شود . افزایش فشار بر روی الكترودها علاوه بر اینكه موجب تماس بهتر دو سطح و پائین آمدن مقاومت الكتریكی تماسی (R5 . R1) می شود ، گاه باعث شكسته شدن لایه اكسیدی سطحی نیز خواهد شد . از نظر كلی نیروی فشاری بالاتر روی الكترود مطلوب است ولی در جوشكاری فلزات با مقاومت الكتریكی كم ، نیروی زیاد چندان جالب نخواهد بود زیرا باید مقاومتی در بین دو ورق در موضع جوش وجود داشته باشد تا حرارت لازم ایجاد شود . از طرف دیگر نیروی زیاد باعث اثر گذاری روی سطح ظاهری ورق در موضع جوش و احتمالاً تغییر فرم الكترود نیز خواهد شد . نیروی وارده معمولاً برای چند سیكل پس از قطع شدن جریان الكتریكی نگهداشته شده و اندكی نیز افزایش می یابد و سپس رها می شود.

خرید فایل