pobieranie: Spajalnictwo 6
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
6. Zgrzewanie i lutowanie.
1. Definicje: zgrzewanie elektryczne oporowe, lutowanie miękkie
lutowanie twarde.
Zgrzewanie elektryczne oporowe polega na silnym rozgrzaniu i
mechanicznym docisku w czasie przepływu prądu przez łączone
elementy. Prąd, płynąc przez metalowy przewodnik, trafia na opór
uzależniony od oporności właściwej, długości przewodnika i pola
przekroju. Oporność właściwa dla każdego metalu jest inna.
Najmniejszą oporność ma srebro 0,016 i miedź 0,0178. Oporność
właściwa aluminium wynosi 0,03, a stali przeciętnie 0,15.
Do pokonania oporu przepływu prądu w przewodniku zużywa się energię
elektryczną. Ta energia zostaje zamieniona na ciepło. Ilość
wydzielającego się ciepła podczas przepływu prądu jest
proporcjonalna do poszczególnych oporów. Tam gdzie jest większy
opór, wydzieli się więcej ciepła. Opór zależy tylko od rodzaju
zgrzewanego materiału. Natomiast opór styku między elektrodą a
blachą oraz opór styku między blachami zależy nie tylko od
materiału zgrzewanych elementów, ale przede wszystkim od stanu
powierzchni.
Lutowanie jest to proces łączenia metali, w którym części lutowane
mają wyższą temperaturę topnienia niż materiał łączący. Przy
lutowaniu nie zachodzi stopienie lutu z materiałem łączonym;
połączenie uzyskuje się przez przyczepność lutu do materiału i
wzajemną ich dyfuzję, wskutek czego otrzymuje się złącze o innej
wytrzymałości niż wytrzymałość materiałów użytych na to
złącze. Podstawowym warunkiem otrzymania prawidłowego złącza
lutowanego jest dobór właściwego lutu oraz sposób przygotowania
części łączonych, a także umiejętny wybór technologii lutowania.
Lutowanie dzieli się na twarde i miękkie. Lutowaniem twardym nazywa
się proces lutowania odbywający się w temperaturze powyżej 450°C.
Lutowaniem miękkim - proces lutowania odbywający się w temperaturze
poniżej 450°C.
3. Schemat zgrzewarki punktowej, przebieg procesu zgrzewania, program
zgrzewania.
W zgrzewarkach punktowych występuje oprócz oporów omowych opór
indukcyjny. Obwód zgrzewania działa podobnie jak cewka indukcyjna.
Jeśli w obwód zgrzewania zostanie wprowadzony metal magnetyczny, np.
stal węglowa mająca zdolność do zagęszczania linii sił
magnetycznych, to powstanie dodatkowy opór, zwany indukcyjnym. Będzie
on tym większy, im więcej stali znajdzie się w polu działania
indukcyjnego wtórnego obwodu. Im obwód zgrzewania obejmuje większą
powierzchnię, przy wysuniętych elektrodach, tym większy jest opór
indukcyjny po wprowadzeniu metalu w pole działania indukcyjnego.
Zgrzewanie jest ekonomiczniejsze, gdy wysięg elektrod jest jak
najmniejszy.
Proces zgrzewania punktowego powinien się tak odbywać, żeby najpierw
nastąpił docisk elektrod, następnie przepływ prądu. Po jego
ukończeniu dopiero powinien być zwolniony docisk elektrod. Czas
docisku elektrod powinien więc obejmować czas przepływu prądu.
Jeśli jest odwrotnie, czas działania prądu jest dłuższy niż docisk
elektrod, to występuje przede wszystkim widoczne silne iskrzenie
metalu. Powstają opory mogące wystąpić w środku zgrzeiny,
dyskwalifikujące jej wykonanie.
4. Lutowanie miękkie (topnik, lutowie przebieg procesu, źródła
ciepła zastosowanie)
Lutowanie miękkie stosuje się do złączy szczelnych i połączeń
przewodów elektrycznych oraz tam, gdzie się nie wymaga większej
wytrzymałości. Luty miękkie dobrze zwilżają powierzchnię, co daje
dobry kontakt prądowy między łączonymi elementami, mają też małą
twardość, dużą plastyczność, co pozwala na przenoszenie małych
obciążeń dynamicznych.
Na luty miękkie używa się różnych stopów na osnowie metali o
niskiej temperaturze topnienia. Najczęściej stosuje się luty na
osnowie ołowiu, cyny i cynku. Najczęściej stosowanymi lutami są
stopy na osnowie cyny. Czysta cyna jest droga i ma małą
wytrzymałość. Stopy cynowe polepszają własności wytrzymałościowe
lutów.
Czysty ołów jako lut nie jest stosowany, ponieważ z większością
metali nie tworzy trwałych związków. Natomiast bardzo często
stosowany jest do lutowania miedzi, mosiądzu i stali jako stop.
Luty na osnowie cynku do lutowania miedzi, stopów miedzi i stali
węglowych nie dają zadowalających wyników. Stopy cynku z aluminium,
kadmem i cyną nadają się z dużym powodzeniem do lutowania aluminium
i jego stopów.
Podstawowymi składnikami topników,do lutowania miękkiego są: chlorek
cynku, chlorek amonu, chlorek potasu, kwas solny i kwas ortofosforowy.
Składniki te stosowalne są jako roztwory wodne lub spirytusowe.
Najpowszechniej stosowany jest 30% roztwór wodny chlorku cynku. Po
lutowaniu złącze należy dobrze przemyć gorącą wodą , w przeciwnym
bowiem razie będzie korodowało. Topniki zawierające chlorek cynku
stosowane są do lutowania prawie wszystkich metali i stopów z
wyjątkiem części cynowych i cynowanych, do których należy stosować
roztwór wodny kwasu solnego (ok. 50%). Mieszanina różnych proporcji
chlorku cynku i kwasu solnego stosowana jest do lutowania części ze
stali nierdzewnych.
Inną grupą topników nie powodujących korozji są topniki oparte na
kalafonii i różnych tłuszczach. Wadą tych topników jest to, że są
mało aktywne i raczej odgrywają rolę ochronną złącza lutowanego.
Do lutowania miękkiego najczęściej stosuje się lutownice. Zadaniem
lutownic jest roztopienie lutu i naniesienie go na powierzchnie lutowane
przy jednoczesnym nagrzaniu części lutowanych.
5. Lutowanie twarde (topnik, lutowie przebieg procesu, źródła ciepła
zastosowanie)
Lutowanie twarde stosuje się tam, gdzie od złącza wymagamy dużej
wytrzymałości. Właściwie wykonane złącza są szczelne, mają
dobrą przewodność elektryczną i dużą wytrzymałość. Dzięki temu
przemysł maszynowy może wykonywać różne części przez lutowanie,
zamiast stosować kosztowną obróbkę skrawaniem. Po zlutowaniu
część taka nie ma żadnych odkształceń, czego się nie uniknie przy
spawaniu.
Przy lutowaniu twardym tak się dobiera luty, żeby z materiałem
lutowanym tworzyły roztwory i fazy międzymetaliczne, dzięki czemu
wytrzymałość złączy znacznie wzrasta. Luty twarde są wytwarzane w
postaci drutów, folii lub proszków. Ze względu na skład chemiczny
luty dzielą się na:
- luty na osnowie miedzi i miedziane,
- luty na osnowie srebra i srebrne,
- luty na osnowie aluminium,
- luty na osnowie metali szlachetnych,
- luty żarowytrzymałe.
Najszersze zastosowanie mają miedź i luty miedziane. Miedź nadaje
się do lutowania wszystkich stali węglowych i znacznej ilości stali
stopowych. Temperatura topnienia miedzi wynosi 1083°C, natomiast
lutowanie miedzią wymaga stosowania temperatur w granicach 1100-
1200°C. Czystą miedzią lutuje się przeważnie bez topników w
atmosferach redukcyjnych, ochronnych lub w próżni. Oprócz czystej
miedzi stosuje się stopy miedzi z małymi ilościami niklu, chromu lub
kobaltu. Tymi lutami lutuje się przeważnie przedmioty, które po
lutowaniu podlegają hartowaniu. Wadą lutów miedzianych jest to, że
potrzebują stosunkowo wysokiej temperatury lutowania, co wymaga
stosowania specjalnych pieców lutowniczych.
Spajalnictwo 6
6. Zgrzewanie i lutowanie.
1. Definicje: zgrzewanie elektryczne oporowe, lutowanie miękkie
lutowanie twarde.
Zgrzewanie elektryczne oporowe polega na silnym rozgrzaniu i
mechanicznym docisku w czasie przepływu prądu przez łączone
elementy. Prąd, płynąc przez metalowy przewodnik, trafia na opór
uzależniony od oporności właściwej, długości przewodnika i pola
przekroju. Oporność właściwa dla każdego metalu jest inna.
Najmniejszą oporność ma srebro 0,016 i miedź 0,0178. Oporność
właściwa aluminium wynosi 0,03, a stali przeciętnie 0,15.
Do pokonania oporu przepływu prądu w przewodniku zużywa się energię
elektryczną. Ta energia zostaje zamieniona na ciepło. Ilość
wydzielającego się ciepła podczas przepływu prądu jest
proporcjonalna do poszczególnych oporów. Tam gdzie jest większy
opór, wydzieli się więcej ciepła. Opór zależy tylko od rodzaju
zgrzewanego materiału. Natomiast opór styku między elektrodą a
blachą oraz opór styku między blachami zależy nie tylko od
materiału zgrzewanych elementów, ale przede wszystkim od stanu
powierzchni.
Lutowanie jest to proces łączenia metali, w którym części lutowane
mają wyższą temperaturę topnienia niż materiał łączący. Przy
lutowaniu nie zachodzi stopienie lutu z materiałem łączonym;
połączenie uzyskuje się przez przyczepność lutu do materiału i
wzajemną ich dyfuzję, wskutek czego otrzymuje się złącze o innej
wytrzymałości niż wytrzymałość materiałów użytych na to
złącze. Podstawowym warunkiem otrzymania prawidłowego złącza
lutowanego jest dobór właściwego lutu oraz sposób przygotowania
części łączonych, a także umiejętny wybór technologii lutowania.
Lutowanie dzieli się na twarde i miękkie. Lutowaniem twardym nazywa
się proces lutowania odbywający się w temperaturze powyżej 450°C.
Lutowaniem miękkim - proces lutowania odbywający się w temperaturze
poniżej 450°C.
3. Schemat zgrzewarki punktowej, przebieg procesu zgrzewania, program
zgrzewania.
W zgrzewarkach punktowych występuje oprócz oporów omowych opór
indukcyjny. Obwód zgrzewania działa podobnie jak cewka indukcyjna.
Jeśli w obwód zgrzewania zostanie wprowadzony metal magnetyczny, np.
stal węglowa mająca zdolność do zagęszczania linii sił
magnetycznych, to powstanie dodatkowy opór, zwany indukcyjnym. Będzie
on tym większy, im więcej stali znajdzie się w polu działania
indukcyjnego wtórnego obwodu. Im obwód zgrzewania obejmuje większą
powierzchnię, przy wysuniętych elektrodach, tym większy jest opór
indukcyjny po wprowadzeniu metalu w pole działania indukcyjnego.
Zgrzewanie jest ekonomiczniejsze, gdy wysięg elektrod jest jak
najmniejszy.
Proces zgrzewania punktowego powinien się tak odbywać, żeby najpierw
nastąpił docisk elektrod, następnie przepływ prądu. Po jego
ukończeniu dopiero powinien być zwolniony docisk elektrod. Czas
docisku elektrod powinien więc obejmować czas przepływu prądu.
Jeśli jest odwrotnie, czas działania prądu jest dłuższy niż docisk
elektrod, to występuje przede wszystkim widoczne silne iskrzenie
metalu. Powstają opory mogące wystąpić w środku zgrzeiny,
dyskwalifikujące jej wykonanie.
4. Lutowanie miękkie (topnik, lutowie przebieg procesu, źródła
ciepła zastosowanie)
Lutowanie miękkie stosuje się do złączy szczelnych i połączeń
przewodów elektrycznych oraz tam, gdzie się nie wymaga większej
wytrzymałości. Luty miękkie dobrze zwilżają powierzchnię, co daje
dobry kontakt prądowy między łączonymi elementami, mają też małą
twardość, dużą plastyczność, co pozwala na przenoszenie małych
obciążeń dynamicznych.
Na luty miękkie używa się różnych stopów na osnowie metali o
niskiej temperaturze topnienia. Najczęściej stosuje się luty na
osnowie ołowiu, cyny i cynku. Najczęściej stosowanymi lutami są
stopy na osnowie cyny. Czysta cyna jest droga i ma małą
wytrzymałość. Stopy cynowe polepszają własności wytrzymałościowe
lutów.
Czysty ołów jako lut nie jest stosowany, ponieważ z większością
metali nie tworzy trwałych związków. Natomiast bardzo często
stosowany jest do lutowania miedzi, mosiądzu i stali jako stop.
Luty na osnowie cynku do lutowania miedzi, stopów miedzi i stali
węglowych nie dają zadowalających wyników. Stopy cynku z aluminium,
kadmem i cyną nadają się z dużym powodzeniem do lutowania aluminium
i jego stopów.
Podstawowymi składnikami topników,do lutowania miękkiego są: chlorek
cynku, chlorek amonu, chlorek potasu, kwas solny i kwas ortofosforowy.
Składniki te stosowalne są jako roztwory wodne lub spirytusowe.
Najpowszechniej stosowany jest 30% roztwór wodny chlorku cynku. Po
lutowaniu złącze należy dobrze przemyć gorącą wodą , w przeciwnym
bowiem razie będzie korodowało. Topniki zawierające chlorek cynku
stosowane są do lutowania prawie wszystkich metali i stopów z
wyjątkiem części cynowych i cynowanych, do których należy stosować
roztwór wodny kwasu solnego (ok. 50%). Mieszanina różnych proporcji
chlorku cynku i kwasu solnego stosowana jest do lutowania części ze
stali nierdzewnych.
Inną grupą topników nie powodujących korozji są topniki oparte na
kalafonii i różnych tłuszczach. Wadą tych topników jest to, że są
mało aktywne i raczej odgrywają rolę ochronną złącza lutowanego.
Do lutowania miękkiego najczęściej stosuje się lutownice. Zadaniem
lutownic jest roztopienie lutu i naniesienie go na powierzchnie lutowane
przy jednoczesnym nagrzaniu części lutowanych.
5. Lutowanie twarde (topnik, lutowie przebieg procesu, źródła ciepła
zastosowanie)
Lutowanie twarde stosuje się tam, gdzie od złącza wymagamy dużej
wytrzymałości. Właściwie wykonane złącza są szczelne, mają
dobrą przewodność elektryczną i dużą wytrzymałość. Dzięki temu
przemysł maszynowy może wykonywać różne części przez lutowanie,
zamiast stosować kosztowną obróbkę skrawaniem. Po zlutowaniu
część taka nie ma żadnych odkształceń, czego się nie uniknie przy
spawaniu.
Przy lutowaniu twardym tak się dobiera luty, żeby z materiałem
lutowanym tworzyły roztwory i fazy międzymetaliczne, dzięki czemu
wytrzymałość złączy znacznie wzrasta. Luty twarde są wytwarzane w
postaci drutów, folii lub proszków. Ze względu na skład chemiczny
luty dzielą się na:
- luty na osnowie miedzi i miedziane,
- luty na osnowie srebra i srebrne,
- luty na osnowie aluminium,
- luty na osnowie metali szlachetnych,
- luty żarowytrzymałe.
Najszersze zastosowanie mają miedź i luty miedziane. Miedź nadaje
się do lutowania wszystkich stali węglowych i znacznej ilości stali
stopowych. Temperatura topnienia miedzi wynosi 1083°C, natomiast
lutowanie miedzią wymaga stosowania temperatur w granicach 1100-
1200°C. Czystą miedzią lutuje się przeważnie bez topników w
atmosferach redukcyjnych, ochronnych lub w próżni. Oprócz czystej
miedzi stosuje się stopy miedzi z małymi ilościami niklu, chromu lub
kobaltu. Tymi lutami lutuje się przeważnie przedmioty, które po
lutowaniu podlegają hartowaniu. Wadą lutów miedzianych jest to, że
potrzebują stosunkowo wysokiej temperatury lutowania, co wymaga
stosowania specjalnych pieców lutowniczych.
