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Nella saldatura a punti, l'intensità della corrente è concentrata nella superficie che si trova tra due elettrodi di rame, quindi la saldatura è correlata al diametro della punta dell'elettrodo del punto di saldatura.
La resistenza al taglio nella saldatura deve essere tale da non rompersi a causa della forza di trazione della saldatura. In caso di rottura, la sua posizione sarà intorno al punto di saldatura.
Il metodo utilizzato oggi per determinare il diametro della punta dell'elettrodo, e accettato nell'industria, è lo stesso della relazione tra il gambo del rivetto e lo spessore della lamiera.
Materiale dell'elettrodo del punto di saldatura
Nella saldatura a resistenza (punto di saldatura), la superficie di contatto tra l'elettrodo e la lamiera è di particolare importanza.
In pratica l'elettrodo non può essere considerato liscio e piatto, sarà meccanicamente debole.
Per questo motivo le punte degli elettrodi sono tagliate con un angolo di 30 gradi in modo da rendere più piccola la superficie di contatto, e per evitare la concentrazione di calore nella punta dell'elettrodo, si sceglie tra rame o sue leghe.
D'altra parte, usano un sistema di raffreddamento come l'acqua.
Gli elettrodi sono realizzati e utilizzati in base a tre fattori principali:
A- trasferimento dell'intensità di corrente dall'elettrodo al pezzo senza causare molto calore tra di loro
b- Applicare pressione attraverso la punta dell'elettrodo al pezzo senza cambiarne la forma
C- Trasferire calore dal foglio senza generare troppo calore sulla punta dell'elettrodo
Affinché l'elettrodo soddisfi le condizioni menzionate, il suo metallo deve essere un ottimo conduttore di elettricità e calore, inoltre deve essere in grado di resistere alla forza di compressione alle temperature create senza deformarsi.
I metalli utilizzati per realizzare gli elettrodi per saldatura a punti sono:
Puro rame commerciale
Rame e lega di cadmio
Rame e lega di cromo
Rame e lega di tungsteno
1- Rame commerciale puro: Nella realizzazione di alcuni elettrodi, utilizzano rame commerciale puro su cui è stato lavorato, in modo tale da aumentarne la durezza attraverso operazioni meccaniche.
Questo tipo di elettrodi sono ottimi conduttori in termini di elettricità e calore, ma sono meccanicamente deboli. In particolare, cambiano forma nelle successive operazioni di riscaldamento.
Questi tipi di elettrodi sono utilizzati nella saldatura di metalli come l'alluminio e le sue leghe e la loro durezza è di circa 90 DPH.
2- Elettrodi in lega rame-cadmio: questo tipo di elettrodo contiene l'1% di cadmio, che è più duro del rame puro, ma la sua resistenza elettrica è aumentata in una certa misura e la sua conduttività termica è diminuita.
La durezza di questo tipo di elettrodi viene raggiunta a 110 DPH tramite operazione meccanica.
3- Lega rame-cromo: questo tipo di elettrodo è più duro degli elettrodi precedenti e può sopportare pressioni fino a 450 gradi Celsius.
Il prezzo di questo tipo di elettrodi è molto più alto rispetto ad altri tipi, ma se si considera la vita dell'elettrodo (il numero di punti di saldatura che si possono fare con esso), la differenza di prezzo scompare in questo modo.
4-Lega rame-berillio: questo tipo di elettrodo è più resistente del tipo precedente e può sopportare una pressione fino a 1000 kg e una temperatura di 500 ° C. Il prezzo di questo tipo di elettrodo non è lo stesso del precedente.
Efficace quanto prima, questo tipo di elettrodo può essere utilizzato per tutti i tipi di acciaio con spessori elevati.
Le parti principali dell'elettrodo per saldatura a punti
Un elettrodo per saldatura a punti ha 4 parti principali:
viso
la base
fine o giunzione
Sistema di raffreddamento
viso
Il lato superiore dell'elettrodo è la parte a contatto con la parte.
Il suo design dipende dalla composizione, dallo spessore e dalla forma geometrica delle parti saldate.
Al contrario, la geometria della superficie dell'elettrodo determina la densità di corrente e la pressione nella zona di saldatura.
I tipi radiali, a cupola e piatti sono i tipi più comuni.
Un elettrodo piatto viene utilizzato per ridurre al minimo l'effetto sulla superficie o per ottenere l'equilibrio termico.
La faccia superiore può essere concentrica con l'asse dell'elettrodo come A, B, C, E, F nella Figura o non concentrica come nella Figura 21D, La figura 23 mostra gli elettrodi utilizzati nella saldatura vicino agli angoli o ad altre parti inaccessibili.
la base
La base dell'elettrodo deve avere una sezione trasversale sufficiente per resistere alla forza di compressione dell'elettrodo e alla posizione della corrente di saldatura.
luogo di contatto
Le connessioni filettate vengono utilizzate dove l'elevata forza dell'elettrodo rende difficile l'uso di elettrodi stretti o dove la posizione dell'elettrodo è critica.
Gli elettrodi a base diretta vengono utilizzati per trasmettere forze di saldatura ad alta pressione, specialmente nei diametri di 3,4 e 7,8 pollici.
L'elettrodo è tenuto meccanicamente in posizione da un accoppiatore.
Raffreddamento
Se possibile, gli elettrodi per saldatura a punti dovrebbero avere un sistema di raffreddamento interno vicino alla faccia esterna della saldatura.
Questo articolo deve essere progettato in modo che i tubi di ingresso dell'acqua si trovino attorno al tubo.
Il tubo deve essere posizionato in modo che l'acqua di raffreddamento si muova nella direzione opposta alla punta dell'elettrodo.
Nella maggior parte dei casi, il tubo fa parte del portaelettrodo.
Gli elettrodi piegati sono un'eccezione in questo caso.
Laddove non sia possibile il raffreddamento interno, sarà necessario il raffreddamento esterno degli elettrodi.
Elettrodi in due pezzi
Gli elettrodi in due pezzi sono disponibili come cappucci maschio e femmina.
Questi tipi di elettrodi sono disponibili con base dritta e piegata.
L'uso di questo modello di elettrodo è economico.
Il costo di manutenzione dei cappucci è inferiore perché viene sostituito solo il cap stesso.
D'altra parte, la resistenza della superficie di contatto del cappuccio e del portaelettrodo può causare il riscaldamento e l'erosione dell'elettrodo.
Questi elementi dovrebbero essere considerati in ogni applicazione per determinare se è preferibile o meno a un design in un unico pezzo.
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Metodi di fabbricazione degli elettrodi
Gli elettrodi diretti sono realizzati mediante lavorazione di barre di lavoro refrigerate.
Gli elettrodi piegati possono essere ottenuti mediante formatura a freddo di elettrodi diritti mediante forgiatura o fusione.
La forgiatura o la colata vengono solitamente utilizzate laddove non è possibile ottenere la forma desiderata mediante formatura a freddo.
La maggior parte degli elettrodi piegati è formata a freddo perché presenta vantaggi rispetto ad altri metodi, tra cui:
Migliori proprietà fisiche e chimiche della barra dopo la trafilatura a freddo
Posizionare il tubo dell'acqua nel condotto di raffreddamento prima della formatura
Costi di produzione inferiori
Manutenzione degli elettrodi
La superficie dell'elettrodo di saldatura a punti è a contatto con la parte.
Questa superficie di contatto diventa più grande con la formazione di funghi e la densità del flusso e la pressione diminuiscono.
Di conseguenza, l'ebollizione diventa più piccola.
L'elettrodo rimuove del metallo dalla saldatura.
Una piccola quantità di questo metallo rimosso non causa problemi, ma se questa quantità è significativa, gli elettrodi si surriscalderanno e la formazione di funghi si verificherà più rapidamente. Prima che gli elettrodi debbano essere riparati, non è possibile prevedere per quante saldature possono essere utilizzati.
Il controllo periodico della qualità della saldatura e della forma dell'elettrodo può determinare il numero di saldature eseguite prima che sia necessaria la riparazione dell'elettrodo.
La pianificazione della riparazione dell'elettrodo deve essere eseguita in modo tale da mantenere la qualità della parte.
I seguenti suggerimenti possono essere utili nel corretto utilizzo degli elettrodi per puntatura:
Se possibile, utilizzando elettrodi standard e di tenuta
Uso di materiali per elettrodi adatti all'applicazione prevista
Raffreddamento ad acqua sufficiente e rotazione dell'acqua nella direzione corretta verso gli elettrodi
Il corretto orientamento degli elettrodi, gli elettrodi devono avere un angolo adeguato rispetto alle altre parti
Utilizzando uno strumento di gomma come un martello per installare l'elettrodo nella posizione desiderata e strumenti adatti per rimuovere l'elettrodo dal dispositivo
Impostando e abbinando correttamente il dispositivo, gli elettrodi devono dare un impatto minimo alla parte prima che si stabilisca la corrente e devono mantenere il loro collegamento con essa fino al taglio della corrente.
proprietà e identificazione
Gli elettrodi per saldatura a punti includono 2 standard:
ANSI/RWMA: Bollettino n. 16, Resistance Welding Standards, pubblicato dalla Resistance Welding Manufacturing Association.
SAE HS-J1156 /A WS D .86: Standard for Automatic Resistance Spot Welding Electrodes, pubblicato dalla American Welding Society Society of Automation Engineers.
Questi standard forniscono un sistema di codifica mediante il quale è possibile progettare diversi elettrodi standard.
Questi codici specificano la forma del naso, l'impugnatura in lega, le dimensioni e la lunghezza della base.
Esistono anche metodi che determinano la forma della curva dell'elettrodo, le sue caratteristiche speciali e gli elettrodi a cappuccio.
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Portaelettrodi
Gli elettrodi sono collegati alla saldatrice a punti tramite supporti. Esistono diversi modelli di fermi scelti per una determinata applicazione.
I supporti sono fissati ai bracci della saldatrice tramite morsetti.
La maggior parte dei supporti ha una sezione per il passaggio dell'acqua di raffreddamento e alcuni hanno anche un dispositivo di rimozione degli elettrodi.
Esistono tre modelli principali per la realizzazione di fermi:
Diretto
Ad arco (due curve)
Bilanciatore di direzione regolabile
Questi tre tipi principali hanno design e dimensioni standard per l'uso nelle saldatrici a punti. Inoltre, ci sono regole di progettazione per realizzare supporti speciali.
Esistono tre tipi di fermi standard nei tipi estrudibili e non estrusibili.
Il tipo di rimozione dell'elettrodo viene rimosso dalla testina di rimozione dell'impatto o dal martello. Nel tipo non rilasciante, la conicità dell'elettrodo viene rilasciata ruotando l'elettrodo.
I supporti sono disponibili in varie lunghezze e diametri. I supporti ad arco e i bilanciatori di direzione sono realizzati con teste a 90° e 30°, come mostrato in Figura 30.
Viene utilizzato anche un supporto a bassa inerzia con una molla per un movimento rapido.
Sono inoltre disponibili portaelettrodi multipli per eseguire più saldature a punti in parallelo.
Questi supporti hanno un sistema di equalizzazione della forza a molla, meccanico o idraulico. Poiché la saldatura viene eseguita in circuiti paralleli, la corretta distribuzione della corrente a ciascuna saldatura dipende dalla resistenza di ciascun percorso.
Il percorso che ha l'impedenza più bassa passerà più corrente e la dimensione della saldatura può cambiare con la quantità di corrente.
Elettrodo di saldatura e dimensione del bottone
La concentrazione della corrente elettrica è data dalla superficie di contatto tra l'elettrodo e il pezzo.
La resistenza al taglio del bottone di saldatura deve essere tale che, se sottoposto a tensione, si verificherà una frattura nell'area intorno al bottone nel foglio.
Anche il diametro dell'elettrodo e lo spessore del foglio devono essere scelti in modo appropriato.In pratica c'è una relazione tra il diametro dell'elettrodo, lo spessore del foglio e altri parametri, che vengono specificati e utilizzati con l'ausilio della guida tavoli.
Va tenuto presente che a causa della complessità attorno alla saldatura, la sollecitazione applicata alla saldatura (sotto forza) non è completamente una sollecitazione di taglio e, in questo caso, la morbidezza e la flessibilità della lamiera hanno un effetto sulle proprietà della saldatura.
Una misura utile della morbidezza e flessibilità della saldatura rispetto alla resistenza alla trazione trasversale è la resistenza al taglio di quella lamiera, che è pari a 1 per la morbidezza massima e circa zero per lo stato fragile.
Questo punto è importante per la saldatura di metalli delicati contro l'indurimento.
La superficie di contatto tra due elettrodi e il pezzo è molto importante.
Di solito, l'elettrodo non è realizzato sotto forma di un'asta cilindrica con il diametro desiderato, ma è realizzato con un diametro maggiore e la sua punta è tagliata in un cono con un angolo di 30 gradi, la cui punta è realizzata in forme diverse e disegni in base alla posizione di lavoro da essere.
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