8 Schweissverfahren, die Sie kennen sollten: Techniken und Anwendungen

In diesem Artikel werden 8 verschiedene Arten von Schweißverfahren und -prozessen im Detail vorgestellt, einschließlich Definitionen, Funktionsprinzipien, Merkmale, Vorteile, usw.

Ich glaube, dass Sie nach der Lektüre dieses Artikels ein neues Verständnis für die Schweißverfahren haben werden.

Lassen Sie uns gleich loslegen.

Metall-Schutzgasschweißen

Grundsatz

Das Lichtbogenschweißen mit Schweißdraht ist ein Verfahren, bei dem ein stabiler Lichtbogen zwischen dem Schweißdraht und dem Werkstück erzeugt wird, um den Schweißdraht und das Werkstück zu schmelzen und so eine feste Schweißverbindung zu erzielen.

Während des Schweißens wird die Umhüllung kontinuierlich zersetzt und geschmolzen, um Gas und Schlacke zu erzeugen, die das Elektrodenende, den Lichtbogen, das Schmelzbad und seine Umgebung schützen und eine schädliche Verunreinigung der Atmosphäre durch das geschmolzene Metall verhindern.

Auch der Schweißkern schmilzt unter der Einwirkung der Lichtbogenhitze kontinuierlich und tritt in das Schmelzbad ein, um den Schweißzusatzwerkstoff zu bilden.

Charakteristisch

1. Im Vergleich zu anderen Lichtbogenschweißverfahren hat das Elektroden-Lichtbogenschweißen die folgenden Vorteile:

1. Einfache Ausrüstung, flexible und bequeme Bedienung, starke Anpassungsfähigkeit, gute Zugänglichkeit, frei von der Einschränkung der Website und Schweißposition, und Schweißen kann im Allgemeinen durchgeführt werden, wo die Elektrode erreichen kann.

Dies sind wichtige Gründe für die breite Anwendung von abgeschirmten Metallbogen Schweißen.

2. Es gibt eine breite Palette von schweißbaren metallischen Werkstoffen.

Fast alle Metalle können geschweißt werden, mit Ausnahme derjenigen, die unlöslich oder leicht oxidierbar sind.

3. Die Anforderungen an die Montagequalität der Verbindung sind gering. Während der Schweißverfahrenwird der Lichtbogen vom Schweißer manuell gesteuert.

Die Parameter des Schweißprozesses können durch rechtzeitiges Anpassen der Lichtbogenposition und der Elektrodengeschwindigkeit verändert werden, wodurch die Qualitätsanforderungen an die Verbindungsmontage gesenkt werden.

2. Im Vergleich zu anderen Lichtbogenschweißverfahren hat das Elektrodenschweißen die folgenden Nachteile:

1. Die Schweißproduktivität ist niedrig und die Arbeitsintensität ist hoch.

Im Vergleich zu anderen Lichtbogenschweißverfahren ist der Schweißstrom gering, und die Schweißdraht muss nach jedem Schweißdraht ausgetauscht werden.

Nach dem Schweißen ist auch eine Schlackenreinigung erforderlich.

Die Produktionseffizienz ist gering und die Arbeitsintensität ist hoch;

Das Licht des Lichtbogens ist stark und der Rauch ist schwer.

2. Die Qualität der Schweißnaht hängt in hohem Maße von den Menschen ab.

Da mit Handschweißelektroden geschweißt wird, werden an den Schweißer besondere Anforderungen in Bezug auf seine Arbeitsweise, seine Arbeitseinstellung und seine Einsatzmöglichkeiten gestellt.

Die Schweißqualität hängt weitgehend vom Betriebsniveau des Schweißers ab.

Schweißen prozess

Das elektrische Lichtbogenschweißen mit Schweißdraht besteht aus SchweißstromquelleSchweißkabel, Schweißzangen, Schweißdrähte, Schweißteile und Lichtbögen.

Beim Schweißen werden die Schweißdrähte und die Werkstücke verwendet, um die Lichtbögen zu kontaktieren und zu zünden, und dann werden die Schweißdrähte angehoben und in einem bestimmten Abstand gehalten.

Unter der Voraussetzung, dass die Schweißstromversorgung eine geeignete Lichtbogenspannung und einen geeigneten Schweißstrom bereitstellt, brennen die Lichtbögen gleichmäßig und erzeugen hohe Temperaturen, und die Schweißstäbe und Schweißteile werden lokal bis zum Schmelzzustand erhitzt.

Das geschmolzene Metall am Ende der Elektrode verschmilzt mit dem geschmolzenen Schweißgut und bildet ein Schmelzbad.

Beim Schweißen bewegt sich der Lichtbogen mit der Elektrode, und das flüssige Metall im Schmelzbad kühlt allmählich ab und kristallisiert, um eine Schweißnaht zu bilden, und die beiden Schweißteile werden zusammengeschweißt.

Beim Schweißen wird der Schweißkern der Elektrode nach dem Aufschmelzen in Form von Schmelztropfen in das Schmelzbad überführt, und die Elektrodenumhüllung erzeugt eine gewisse Menge gasförmiger und flüssiger Schlacke.

Das erzeugte Gas wird um den Lichtbogen und das Schmelzbad herum gefüllt, um die Luft zu isolieren.

Die Dichte der flüssigen Schlacke ist geringer als die des flüssigen Metalls, und sie schwimmt auf dem Schmelzbad, um dieses zu schützen.

Wenn das Metall im Schmelzbad abkühlt und erstarrt, erstarrt auch die Schlacke und bildet eine Schweißschlacke, die die Oberfläche der Schweißnaht bedeckt, die Oxidation des Hochtemperatur-Schweißguts verhindert und die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht verringert.

Beim Schweißen werden komplexe metallurgische Reaktionen wie Desoxidation, Entschwefelung, Entphosphorung und Dehydrierung zwischen dem flüssigen Metall und der flüssigen Schlacke und dem Gas durchgeführt, so dass das Schweißgut eine geeignete chemische Zusammensetzung und Struktur erhält.

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)

Definition

WIG-Schweißen ist auch als nicht abschmelzendes Schutzgasschweißen bekannt.

Ob manuelles Schweißen oder automatisches Schweißen von 0,5 bis 4,0 mm dickem Edelstahl, das WIG-Schweißen ist das am häufigsten verwendete Schweißverfahren.

Die Methode des WIG-Schweißens mit Zusatzdraht wird häufig für das Hinterschweißen von Druckbehältern verwendet, da das WIG-Schweißen eine gute Gasdichtigkeit aufweist, die die Porosität der Schweißnähte beim Schweißen von Druckbehältern verringern kann.

Die Wärmequelle des WIG-Schweißens ist der Gleichstrombogen, die Arbeitsspannung beträgt 10-95 V, aber der Strom kann 600 A erreichen.

Der richtige Anschlussmodus der Schweißmaschine besteht darin, dass das Werkstück mit dem Pluspol der Stromversorgung verbunden wird und die Wolframelektrode im Schweißbrenner als Minuspol verwendet wird.

Das Inertgas ist im Allgemeinen Argon.

Tig wAusleseprozess

Inertes Gas wird durch den Schweißbrenner geleitet, um einen Schutzschild um den Lichtbogen und das Schweißbad zu bilden.

Um die Wärmezufuhr zu erhöhen, wird dem Argon im Allgemeinen 5%-Wasserstoff zugesetzt.

Beim Schweißen jedoch ferritischer rostfreier StahlIn Argon kann kein Wasserstoff hinzugefügt werden. Der Gasverbrauch liegt bei 3-8 Litern pro Minute.

Zusätzlich zum Ausblasen des Schutzgases aus dem Schweißbrenner ist es besser, auch das Gas, das zum Schutz der Rückseite der Schweißnaht verwendet wird, unter der Schweißnaht auszublasen.

Falls erforderlich, kann das Schweißbad mit Schweißdraht gefüllt werden, der die gleiche Zusammensetzung hat wie der zu schweißende austenitische Werkstoff.

Beim Schweißen von ferritischem rostfreiem Stahl wird in der Regel ein Schweißzusatz des Typs 316 verwendet.

Grundsätzliche Vorteile

Das Schutzgasschweißen ist eine Art Lichtbogenschweißverfahren, bei dem ein externes Gas als Schutzmedium verwendet wird.

Seine Vorteile sind die gute Sichtbarkeit des Lichtbogens und des Schmelzbades sowie die einfache Bedienung;

Es fällt keine oder nur wenig Schlacke an, so dass nach dem Schweißen keine Schlackenreinigung erforderlich ist.

Bei Arbeiten im Freien sind jedoch besondere Windschutzmaßnahmen zu ergreifen.

Je nachdem, ob die Elektrode beim Schweißen geschmolzen wird, Schutzgasschweißen lassen sich in nicht abschmelzende Elektroden (Wolframelektroden), Schutzgasschweißen und abschmelzende Elektroden, Schutzgasschweißen unterteilen.

Zu ersterem gehört das Wolfram-Inertgasschweißen, Plasmaschweißen und das Schweißen mit atomarem Wasserstoff.

Das Schweißen mit atomarem Wasserstoff wird derzeit nur selten in der Produktion eingesetzt.

Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) ist ein Schweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen der Wolframelektrode und dem Werkstück erzeugt wird, um den Grundwerkstoff und den Schweißdraht (falls ein Schweißdraht verwendet wird) unter dem Schutz von Inertgas zu schmelzen.

Beim Schweißen wird die Schutzgas wird kontinuierlich aus der Düse der Schweißpistole gesprüht und bildet eine Gasschutzschicht um den Lichtbogen, um die Luft zu isolieren und so ihre schädlichen Auswirkungen auf die Wolframelektrode, das Schweißbad und die angrenzende Wärmeeinflusszone zu verhindern und qualitativ hochwertige Schweißnähte zu erzielen.

Als Schutzgas kann Argon, Helium oder ein Argon-Helium-Gemisch verwendet werden.

Bei speziellen Anwendungen können geringe Mengen Wasserstoff zugesetzt werden.

Argon wird als Schutzgas für Wolfram verwendet Argon-Lichtbogenschweißen und Helium wird zum Wolfram-Helium-Lichtbogenschweißen verwendet.

Aufgrund des hohen Heliumpreises ist das Wolfram-Argon-Schweißen in der Industrie viel weiter verbreitet als das Helium-Lichtbogenschweißen.

Klassifizierung

Das WIG-Schweißen kann je nach Betriebsart in manuelles Schweißen, halbautomatisches Schweißen und automatisches Schweißen unterteilt werden.

Während der manuellen Argon Wolfram-LichtbogenschweißenDie Bewegung der Schweißpistole und die Zugabe von Schweißdraht erfolgen vollständig manuell;

Beim halbautomatischen Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen wird die Schweißpistole manuell bewegt, der Schweißdraht wird jedoch automatisch durch den Drahtvorschubmechanismus zugeführt;

Beim automatischen Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen, wenn das Werkstück fixiert ist und der Lichtbogen sich bewegt, wird die Schweißpistole auf dem Schweißwagen installiert, und der Wagen fährt und der Zusatzdraht kann in Form von Kaltdraht oder Heißdraht hinzugefügt werden.

Heißer Draht bedeutet, dass die Abscheidegeschwindigkeit erhöht wird.

In einigen Fällen, wie z. B. Blechschweißen oder Backing Pass, ist es manchmal nicht notwendig, Fülldraht hinzuzufügen.

Unter den drei oben genannten Schweißverfahren ist das manuelle Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen am weitesten verbreitet, während das halbautomatische Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen nur selten eingesetzt wird.

Stromquelle zum Schweißen

Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen aufgrund der geringen Stromdichte und der niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Argon im Grunde nicht komprimiert, und die statischen Eigenschaften des Lichtbogens sind horizontal.

Entsprechend den Anforderungen der statischen Eigenschaften des Lichtbogens an die externen Eigenschaften der Stromversorgung sollte die Stromversorgung mit reduzierten externen Eigenschaften verwendet werden, unabhängig davon, ob die Wechselstromversorgung oder die Gleichstromversorgung verwendet wird.

Beim WIG-Schweißen führen kleine Änderungen der Lichtbogenlänge zu großen Schwankungen in der Schweißstromquelle.

Daher ist die ideale WIG-Schweißstromquelle eine Stromquelle mit vertikalen, steil abfallenden äußeren Merkmalen (z. B. ein Silizium-Lichtbogenschweißgleichrichter mit magnetischem Verstärker), die Stromschwankungen aufgrund von Änderungen der Lichtbogenlänge ausgleichen kann.

AC-Stromversorgung wird im Allgemeinen für WIG verwendet Schweißen von Aluminium, Magnesium und deren Legierungen.

MIG-Schweißen

Definition

Das MIG-Schweißen (MIG welding) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem die abschmelzende Elektrode und ein externes Gas als Lichtbogenmedium verwendet werden und das Metalltröpfchen, Schweißbad und Hochtemperaturmetall im Schweißbereich schützt. Es wird als MIG-Schweißen bezeichnet.

Das Lichtbogenschweißen mit Massivdraht unter Schutzgas (Ar oder He) wird als MIG-Schweißen bezeichnet.

Weiterführende Lektüre: MIG-Schweißen vs. TIG-Schweißen

Grundsatz

Im Gegensatz zum WIG-Schweißen wird beim MIG (MAG)-Schweißen ein schmelzbarer Schweißdraht als Elektrode verwendet und der brennende Lichtbogen zwischen dem kontinuierlich zugeführten Schweißdraht und dem zu schweißenden Werkstück als Wärmequelle genutzt, um den Schweißdraht und den Grundwerkstoff zu schmelzen.

Während des Schweißvorgangs wird das Schutzgas Argon durch die Schweißpistolendüse kontinuierlich in den Schweißbereich geleitet, so dass der Lichtbogen, das Schmelzbad und der Grundwerkstoff in der Nähe frei von den schädlichen Auswirkungen der Umgebungsluft sind.

Die kontinuierliche Schmelze des Schweißdrahtes muss in Form von Tropfen auf das Schweißbad übertragen werden, und das Schweißgut muss sich nach dem Schmelzen und Kondensieren mit dem geschmolzenen Grundwerkstoff bilden.

Charakteristisch

1. Wie WIG-Schweißen, kann es fast alle Metalle schweißen, besonders geeignet für das Schweißen von Aluminium und Aluminium-Legierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Edelstahl und anderen Materialien.

Beim Schweißen gibt es so gut wie keine Oxidationsbrandverluste, nur geringe Verdampfungsverluste, und der metallurgische Prozess ist relativ einfach.

2. Hohe Arbeitsproduktivität.

3. MIG-Schweißen kann DC-Reverse-Verbindung sein. Schweißen von Aluminium, Magnesium und anderen Metallen hat eine gute kathodische Zerstäubung Wirkung, die effektiv die Oxidschicht zu entfernen und verbessern die Schweißqualität der Verbindung kann.

4. Wolfram-Elektrode wird nicht verwendet, und die Kosten sind niedriger als WIG-Schweißen; Es ist möglich, WIG-Schweißen zu ersetzen.

5. Beim MIG-Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen kann der Sub-Jet-Tropfen-Transfer verwendet werden, um die Qualität der Schweißnähte.

6. Da Argon ein inertes Gas ist und mit keiner Substanz reagiert, reagiert es empfindlich auf Ölflecken und Rost auf der Oberfläche von Schweißdraht und unedlem Metall und erzeugt leicht Luftlöcher.

Vor dem Schweißen müssen der Schweißdraht und das Werkstück sorgfältig gereinigt werden.

Laserschweißen

Definition

Das Laserschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem ein fokussierter Laserstrahl als Energiequelle für die von der Schweißnaht erzeugte Wärme verwendet wird.

Aufgrund der optischen Eigenschaften des Lasers, wie Brechung und Fokussierung, eignet sich das Laserschweißen sehr gut für das Schweißen von Mikroteilen und schlecht zugänglichen Teilen.

Das Laserschweißen zeichnet sich außerdem durch einen geringen Wärmeeintrag, eine geringe Schweißverformung und die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern aus.

Gegenwärtig ist das Laserschweißen wegen des hohen Preises des Lasers und der geringen elektro-optischen Umwandlungseffizienz noch nicht weit verbreitet.

Weiterführende Lektüre: Laserschweißen: Der grundlegende Leitfaden

Klassifizierung

1. Laserschweißen kann unterteilt werden in LaserhandschweißgerätAutomatische Laserschweißmaschine und Galvanometer-Laserschweißmaschine je nach Steuerungsart

2. Nach der Laserquelle, kann es in unterteilt werden: YAG-Laser-Schweißmaschine, Halbleiter-Laser-Schweißmaschine, und Faserlaserschweißen.

Es gibt zwei grundlegende Arten des Laserschweißens: Laser-Wärmeleitschweißen und Laser-Tiefschweißen.

Ersteres verwendet eine niedrige Laserleistung Dichte (105~106W/cm2).

Nachdem das Werkstück den Laser absorbiert hat, erreicht er nur das Oberflächenschmelzen und ist dann auf die Wärmeübertragung angewiesen, um die innere Wärmeübertragung des Werkstücks zur Bildung eines Schmelzbads zu leiten.

Dieser Schweißmodus hat einen geringen Einbrand und ein kleines Tiefen-Breiten-Verhältnis.

Letzterer hat eine hohe Laserleistungsdichte (106~107W/cm2).

Nach der Absorption des Lasers schmilzt das Werkstück schnell und verdampft sogar.

Das geschmolzene Metall bildet unter der Einwirkung des Dampfdrucks einen kleinen Laserstrahl, der direkt auf den Boden des Lochs strahlen kann, wodurch sich das Loch kontinuierlich ausdehnt, bis der Dampfdruck im Loch mit der Oberflächenspannung und der Schwerkraft des flüssigen Metalls ausgeglichen ist.

Wenn sich das Schlüsselloch mit dem Laserstrahl in Schweißrichtung bewegt, fließt das geschmolzene Metall vor dem Schlüsselloch um das Schlüsselloch herum nach hinten, und die Schweißnaht wird nach der Erstarrung gebildet.

Dieser Schweißmodus hat einen großen Einbrand und ein großes Verhältnis von Tiefe zu Breite.

Im Bereich der mechanischen Fertigung sollte, außer bei dünnen Teilen, in der Regel das Tiefschweißen angewendet werden.

Der Metalldampf und das Schutzgas, die beim Tiefschweißen entstehen, werden unter der Einwirkung des Lasers ionisiert und bilden so ein Plasma innerhalb und oberhalb des Schlüssellochs.

Plasma kann den Laser absorbieren, brechen und streuen, so dass im Allgemeinen das Plasma über dem Schmelzbad die Laserenergie, die das Werkstück erreicht, schwächt.

Sie beeinträchtigt auch die Fokussierungswirkung des Strahls und ist für das Schweißen ungünstig.

In der Regel ist es möglich, das Plasma durch seitliches Ausblasen zu vertreiben oder zu schwächen.

Durch die Bildung des Schlüssellochs und den Plasmaeffekt wird der Schweißvorgang von charakteristischen Geräuschen, Licht und elektrischer Ladung begleitet.

Es ist von großer theoretischer Bedeutung und praktischem Wert, die Beziehung zwischen ihnen und den Schweißspezifikationen und der Schweißqualität zu untersuchen und den Laserschweißprozess und die Qualität anhand dieser charakteristischen Signale zu überwachen.

Laserschweißen advantages

1. Die Wärmezufuhr kann auf das erforderliche Minimum reduziert werden, der metallographische Änderungsbereich der Wärmeeinflusszone ist gering, und die durch Wärmeleitung verursachte Verformung ist ebenfalls minimal.

Die Schweißprozessparameter für das Schweißen von 2,32 mm dicken Blechen in einem Durchgang werden nach der Überprüfung qualifiziert, wodurch die für dicke Bleche erforderliche Zeit reduziert werden kann. Blechschweißen und sogar den Einsatz von Zusatzwerkstoffen einsparen.

3. Es müssen keine Elektroden verwendet werden, und es gibt keine Bedenken wegen Verschmutzung oder Beschädigung der Elektroden.

Und da es sich nicht um ein Kontaktschweißverfahren handelt, können Verschleiß und Verformung der Maschine minimiert werden.

4. Der Laserstrahl ist leicht zu fokussieren, auszurichten und mit optischen Instrumenten zu führen, kann in einem angemessenen Abstand zum Werkstück platziert und zwischen Maschinen und Werkzeugen oder Hindernissen um das Werkstück herum wieder geführt werden.

Andere Schweißregeln können wegen der oben genannten Platzbeschränkungen nicht verwendet werden.

5. Das Werkstück kann in einem geschlossenen Raum platziert werden (unter der Kontrolle von Vakuumpumpen oder einer internen Gasumgebung).

6. Der Laserstrahl kann auf eine sehr kleine Fläche fokussiert und zum Schweißen kleiner Teile mit ähnlichem Abstand verwendet werden.

7. Die Bandbreite der schweißbaren Materialien ist groß, und es können auch verschiedene heterogene Materialien miteinander verbunden werden.

8. Es ist einfach, High-Speed-Schweißen automatisch durchzuführen, und kann auch durch digitale oder Computer gesteuert werden.

9. Beim Schweißen von dünnen Materialien oder Drähten mit dünnem Durchmesser gibt es keine Rückflussprobleme wie beim Lichtbogenschweißen.

10. Es wird durch das Magnetfeld nicht beeinflusst (Lichtbogenschweißen und Elektronenstrahlschweißen sind einfach) und kann die Schweißnaht genau ausrichten.

11. Sie kann zwei Metalle mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften (z. B. unterschiedliche Beständigkeit) schweißen.

12. Ein Vakuum- oder Röntgenschutz ist nicht erforderlich.

13. Beim Einstechschweißen ist das Tiefen-Breiten-Verhältnis von Schweißraupe kann 10:1 erreichen.

14. Das Gerät kann umgeschaltet werden, um den Laserstrahl an mehrere Arbeitsplätze zu übertragen.

Elektronenstrahlschweißen

Grundsatz

Elektronen sind eines der Grundteilchen der Materie, die normalerweise mit hoher Geschwindigkeit um den Kern kreisen.

Wenn Elektronen eine bestimmte Energiemenge erhalten, können sie aus ihrer Umlaufbahn springen.

Erhitzen Sie eine Kathode, um eine freie Elektronenwolke freizusetzen und zu bilden.

Wenn die Spannung auf 30 bis 200 kv erhöht wird, werden die Elektronen beschleunigt und bewegen sich zur Anode.

Das Grundprinzip des Elektronenstrahlschweißens besteht darin, dass die Kathode in der Elektronenkanone durch direkte oder indirekte Erwärmung Elektronen aussendet.

Durch die Beschleunigung des elektrostatischen Hochspannungsfeldes können die Elektronen durch die Fokussierung des elektromagnetischen Feldes einen Elektronenstrahl mit hoher Energiedichte bilden.

Wenn dieser Elektronenstrahl das Werkstück beschießt, wird die enorme kinetische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, so dass das Werkstück an der Schweißstelle schmilzt und ein Schmelzbad bildet, wodurch das Schweißen des Werkstücks realisiert wird.

Anmeldung

Das Elektronenstrahlschweißen ist in der Luft- und Raumfahrt, der Atomenergie, der Verteidigungs- und Militärindustrie sowie in der Automobil- und Elektroindustrie weit verbreitet, da es keine Schweißdrähte, keine Oxidation, eine gute Prozesswiederholbarkeit und eine geringe thermische Verformung aufweist.

In der Schwerindustrie hat die Leistung der Elektronenstrahlschweißmaschine 100 Kilowatt erreicht, und sie kann Edelstahlplatten mit einer Dicke von 200 mm schweißen.

Beim Schweißen großer Werkstücke ist eine großvolumige Vakuumkammer zu verwenden oder ein bewegliches lokales Vakuum an der Schweißposition zu erzeugen.

In der Automobilproduktion wird das Elektronenstrahlschweißen vor allem für die Bearbeitung von Teilen von Motoren, Getrieben usw. eingesetzt.

Diese Teile müssen relativ wenig bearbeitet werden, was den wirtschaftlichen Anforderungen des Elektronenstrahlschweißens entspricht.

Als modernes, fortschrittliches SchweißtechnikAuch in der Luft- und Raumfahrt spielt das Elektronenstrahlschweißen eine wichtige Rolle.

Die Einzigartigkeit der Werkstoffe und die Anforderungen an das Schweißen von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, die von Mikro-Drucksensoren bis hin zu Raumschiffschalen reichen, machen das Elektronenstrahlschweißen zu einem unverzichtbaren Verfahren für die Bearbeitung dieser wichtigen Bauteile, das beim Schweißen wichtiger Flugzeuglagerteile und Triebwerksrotorkomponenten weit verbreitet ist.

Technische Anforderung

Die Hochspannungsversorgung für Elektronenstrahlschweißmaschinen unterscheidet sich in ihren technischen Eigenschaften von anderen Arten der Hochspannungsversorgung.

Nach den Werksnormen ausländischer Hersteller von Elektronenstrahlschweißmaschinen, den deutschen DIN-Normen und den technischen Anforderungen an chinesische Elektronenstrahlschweißmaschinen sind die Anforderungen an die Hochspannungsversorgung für Elektronenstrahlschweißmaschinen wie folgt:

Da es im In- und Ausland keine einheitliche Norm für die technischen Anforderungen an Hochspannungsstromversorgungen für Elektronenstrahlschweißmaschinen gibt, sind die von einigen Herstellern vorgeschlagenen technischen Anforderungen vor allem der Restwelligkeitskoeffizient und die Stabilität.

Der Welligkeitskoeffizient muss weniger als 1% betragen, und die Stabilität liegt bei ± 1%.

Fast alle Hersteller von Elektronenstrahlschweißmaschinen haben solche Anforderungen gestellt.

Die deutsche PTR hat auch die technischen Anforderungen für den Mittelspannungstyp vorgelegt, wonach der relative Restwelligkeitskoeffizient weniger als 0,5%, die Stabilität ± 0,5% und die Wiederholbarkeit weniger als 0,5% betragen müssen.

Die oben genannten Anforderungen werden je nach Elektronenstrahlpunkt und Schweißverfahren festgelegt.

Darüber hinaus hat die deutsche Pro-beam-Gruppe vorgeschlagen, dass die Kohlenstoffgehalt des durch Elektronenstrahlhärtung hergestellten Stahls muss größer als 0,18% sein.

Der Vorteil des Vakuums ist, dass es keine Farbveränderung und keine Wasserstoffversprödung nach GlühenDie Tiefe liegt zwischen 0,1 und 1,7 mm, und es gibt keine Oberflächenauflösung.

Plasma-Lichtbogenschweißen

Kurze Einführung

Plasmabogen Schweißen ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem ein Plasmalichtbogen mit hoher Energiedichte als Schweißwärmequelle verwendet wird.

Das Plasmaschweißen zeichnet sich durch Energiekonzentration, hohe Produktivität, hohe Schweißgeschwindigkeit, geringe Spannungsverformung und einen stabilen Lichtbogen aus und eignet sich zum Schweißen von dünnen Blechen und Kisten.

Es ist besonders geeignet für das Schweißen verschiedener feuerfester, leicht oxidierender und hitzeempfindlicher metallische Werkstoffe (wie Wolfram, Molybdän, Kupfer, Nickel, Titan usw.).

Das Gas dissoziiert, wenn es durch den Lichtbogen erhitzt wird, und wird komprimiert, wenn es mit hoher Geschwindigkeit durch die wassergekühlte Düse strömt, wodurch sich die Energiedichte und der Dissoziationsgrad erhöhen und ein Plasmalichtbogen entsteht.

Seine Stabilität, sein Heizwert und seine Temperatur sind höher als die des allgemeinen Lichtbogens, so dass er eine höhere Eindringkraft und Schweißgeschwindigkeit aufweist.

Für das Gas, das den Plasmalichtbogen bildet, und das Schutzgas, das ihn umgibt, wird im Allgemeinen reines Argon verwendet.

Nach Angaben der Materialeigenschaften verschiedener Werkstücke werden auch Helium, Stickstoff, Argon oder eine Mischung aus beidem verwendet.

Grundsatz

Das Plasmaschneiden ist ein gängiges Verfahren zum Schneiden von Metallen und Nichtmetallen.metallische Werkstoffe.

Es verwendet einen Hochgeschwindigkeits-Plasmagasstrom mit hoher Temperatur und hoher Energie, um das zu schneidende Material zu erhitzen und zu schmelzen, und verwendet einen internen oder externen Hochgeschwindigkeits-Gasstrom oder einen Wasserstrom, um das geschmolzene Material zu entladen, bis der Plasmagasstromstrahl die Rückseite durchdringt und einen Schnitt bildet.

Charakteristisch

1. Mikroplasma-Lichtbogenschweißen kann Folie und dünnes Blech schweißen.

2. Es hat den kleinen Locheffekt und kann die freie Formung von einseitigem Schweißen und Doppelseiten besser realisieren.

3. Der Plasmalichtbogen hat eine hohe Energiedichte, eine hohe Lichtbogensäulentemperatur und ein starkes Eindringvermögen.

Der Stahl mit einer Dicke von 10~12mm kann ohne Rille geschweißt werden.

Es kann einmal durchgeschweißt und auf beiden Seiten geformt werden.

Die Schweißgeschwindigkeit ist schnell, die Produktivität ist hoch und die Spannungsverformung ist gering.

4. Die Ausrüstung ist komplex, der Gasverbrauch ist groß, der Montageabstand und die Sauberkeit des Werkstücks sind streng, und es ist nur für Innenschweißen geeignet.

Stromversorgung

Beim Plasmalichtbogenschweißen wird in der Regel eine Gleichstrom- und Durchhangstromversorgung verwendet.

Aufgrund der einzigartigen Betriebseigenschaften, die sich aus der speziellen Brenneranordnung und dem getrennten Plasma- und Schutzgasstrom ergeben, kann eine gewöhnliche WIG-Stromversorgung an die Plasmakonsole angeschlossen werden, und es kann auch ein speziell gebautes Plasmasystem verwendet werden.

Bei der Verwendung von Sinus-Wechselstrom ist es nicht einfach, den Plasmalichtbogen zu stabilisieren.

Wenn der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück groß ist und das Plasma komprimiert wird, kann der Plasmalichtbogen seine Rolle nur schwer spielen.

Außerdem wird die leitende Düse im positiven Halbzyklus durch die überhitzte Elektrode kugelförmig, wodurch die Stabilität des Lichtbogens beeinträchtigt wird.

Es kann ein spezielles DC-Schaltnetzteil verwendet werden.

Die Dauer der positiven Elektrode kann durch Anpassung des Gleichgewichts der Wellenform verkürzt werden, so dass die Elektrode vollständig abgekühlt werden kann, um die Form der Düsenspitze zu erhalten und einen stabilen Lichtbogen zu bilden.

Reibungsverschweißung

Grundsatz

Reibschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem die durch die Reibung der Kontaktfläche des Werkstücks erzeugte Wärme als Wärmequelle genutzt wird, um das Werkstück unter Druck plastisch zu verformen.

Unter der Einwirkung von konstantem oder steigendem Druck und Drehmoment erzeugt die Relativbewegung zwischen den Schweißkontaktflächen Reibungswärme und plastische Verformungswärme auf der Reibfläche und ihren Umgebungsbereichen, so dass die Temperatur in und um die Reibfläche in einen Temperaturbereich ansteigt, der im Allgemeinen unter dem Schmelzpunkt liegt.

Der Verformungswiderstand des Materials nimmt ab, die Plastizität nimmt zu, und die Oxidschicht an der Grenzfläche reißt.

Unter der Einwirkung des Stauchschmiededrucks, der plastischen Verformung und des Fließens der Werkstoffe wird das Festkörperschweißen durch die molekulare Diffusion und Rekristallisation der Grenzfläche realisiert.

Charakteristisch

1. Die Schweißqualität der Verbindungen ist gut und stabil.

Die Ausschussrate von Aluminium-Kupfer-Übergangsverbindungen, die in China durch Niedertemperatur-Reibschweißen hergestellt werden, liegt unter 0,01%;

In der Kesselfabrik wird das Reibschweißen anstelle des Abbrennschweißens zur Herstellung von Economizer Coils eingesetzt, und die Ausschussrate beim Schweißen wird von 10% auf 0,001% reduziert.

In Westdeutschland wurde das Reibschweißen anstelle des Abbrennstumpfschweißens zur Herstellung von Auspuffventilen für Kraftfahrzeuge eingesetzt, und die Ausschussrate beim Schweißen sank von 1,4% auf 0,04~0,01%.

Wie aus den obigen Beispielen ersichtlich ist, ist die Ausschussrate beim Reibschweißen sehr gering, etwa 1% von der bei allgemeinen Schweißverfahren.

2. Geeignet zum Schweißen unterschiedlicher Stähle und unterschiedlicher Metalle.

Das Reibschweißen kann nicht nur gewöhnliche unterschiedliche Stähle schweißen, sondern auch unterschiedliche Stähle und Metalle mit sehr unterschiedlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen, wie z. B. Kohlenstoffbaustahl. Hochgeschwindigkeitswerkzeug Stahl, Kupfer - rostfreier Stahl, usw.

Darüber hinaus können auch ungleiche Metalle geschweißt werden, die spröde Legierungen ergeben, wie z. B. Aluminium-Kupfer, Aluminium-Stahl, usw.

3. Hohe Maßhaltigkeit der Schweißteile.

Der maximale Fehler der gesamten Länge der durch Reibschweißen hergestellten Vorbrennkammer des Dieselmotors beträgt ± 0,1 mm.

Einige spezielle Reibschweißmaschinen können gewährleisten, dass die Längentoleranz der Schweißnaht ± 0,2 mm und die Exzentrizität weniger als 0,2 mm beträgt.

Daher wird das Reibschweißen nicht nur zum Schweißen von Rohlingen, sondern auch zum Schweißen von montierten Fertigprodukten verwendet.

4. Die Schweißmaschine hat geringe Leistung und Energieeinsparung.

Im Vergleich zum Abbrennstumpfschweißen spart das Reibschweißen etwa 80~90% an elektrischer Energie.

5. Arbeitsplatzhygiene beim Reibschweißen

Es gibt keine Funken, Lichtbögen und schädliche Gase, was dem Umweltschutz zugute kommt.

Sie eignet sich für automatische Produktionslinien in Verbindung mit anderen fortschrittlichen Metallverarbeitungsmethoden.

Klassifizierung

Nach jahrelanger Entwicklung hat die Reibschweißtechnik viele Klassifizierungen des Reibschweißens entwickelt: Reibbolzenschweißen, Reibauftragsschweißen, Drittkörper-Reibschweißen, eingebettetes Reibschweißen, Trägheitsreibschweißen, Rührreibschweißen, Radialreibschweißen, Linearreibschweißen und Reibauftragsschweißen.

Punktschweißen

Kurze Einführung

Punktschweißen bezieht sich auf das Schweißverfahren, bei dem während des Schweißens mit einer zylindrischen Elektrode ein Schweißpunkt zwischen den Kontaktflächen zweier sich überlappender Werkstücke gebildet wird.

Beim Punktschweißen wird das Werkstück mit Druck beaufschlagt, damit es eng anliegt, dann wird der Strom eingeschaltet, der Werkstückkontakt schmilzt unter der Wirkung von Widerstandswärme und bildet nach dem Abkühlen einen Schweißpunkt.

Das Punktschweißen wird hauptsächlich für das Schweißen von Stanzteilen aus Blech mit einer Dicke von weniger als 4 mm verwendet, insbesondere für das Schweißen von Karosserien, Waggons und Flugzeugrümpfen.

Behälter mit Dichtungsanforderungen können jedoch nicht geschweißt werden.

Das Punktschweißen ist eine Art Widerstandsschweißen, das hauptsächlich zum Schweißen von dünnen Blechen und Verstärkungen verwendet wird.

Charakteristisch

Beim Punktschweißen bildet die Schweißnaht eine Überlappverbindung und wird zwischen die beiden Elektroden gepresst.

Seine Hauptmerkmale sind die folgenden:

1. Beim Punktschweißen ist die Erwärmungszeit des Verbindungsbereichs sehr kurz und die Schweißgeschwindigkeit schnell.

2. Das Punktschweißen verbraucht nur elektrische Energie und benötigt keine Zusatzwerkstoffe, Flussmittel, Gas usw.

3. Die Qualität des Punktschweißens wird hauptsächlich gewährleistet durch Punktschweißmaschine.

Einfache Bedienung, hohe Mechanisierung und Automatisierung sowie hohe Produktivität.

4. Geringe Arbeitsintensität und gute Arbeitsbedingungen.

5. Da das Schweißen in kurzer Zeit eingeschaltet wird und einen hohen Strom und Druck erfordert, ist die Steuerung des Prozessprogramms komplexer, die Schweißmaschine hat eine große Kapazität, und der Preis der Ausrüstung ist höher.

6. Es ist schwierig, zerstörungsfreie Prüfungen an Schweißpunkten durchzuführen.

Ablauf der Operation

Vor dem Schweißen muss die Oberfläche des Werkstücks gereinigt werden.

Die übliche Reinigungsmethode ist das Beizen, d. h. das Beizen in Schwefelsäure mit einer Erwärmungskonzentration von 10% und die anschließende Reinigung in heißem Wasser.

Das spezifische Schweißverfahren ist wie folgt:

1. Legen Sie den Werkstückstoß zwischen die obere und untere Elektrode des Punktschweißgeräts und klemmen Sie ihn ein;

2. Erhitzen Sie die Kontaktfläche von zwei Werkstücken, schmelzen Sie lokal und bilden Sie Nuggets;

3. Halten Sie den Druck nach dem Ausschalten aufrecht, so dass das Nugget abgekühlt und unter dem Druck verfestigt werden kann, um Lötstellen zu bilden;

4. Entfernen Sie den Druck und nehmen Sie das Werkstück heraus.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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