1. WPROWADZENIE

              Zgrzewanie to sposób łączenia metali polegający na tym, że części metalowe w miejscu łączenia doprowadza się przez nagrzanie do stanu plastycznego (ciastowatego) lub do nadtopienia powierzchni łączonych przekrojów (zgrzewanie iskrowe) i następnie łączy się je z zastosowaniem odpowiedniej siły, np. przez kucie, prasowanie lub zgniatanie, bez używania metalu dodatkowego, tj. spoiwa.

Zależnie od źródła ciepła, które służy do nagrzania części łączonych do stanu plastycznego lub do nadtopienia powierzchni łączonych, rozróżniamy następujące zasadnicze rodzaje zgrzewania:

·        Zgrzewanie ogniskowe

Części łączone nagrzewa się w ognisku kowalskim do temperatury białego żaru, czyli do stanu ciastowatego. Następnie łączy się je za pomocą kucia młotami ręcznymi lub mechanicznymi.

W miejscu wykonanego złącza pozostawia się grubszą zgrzeinę dla zwiększenia wytrzymałości złącza.

·        Zgrzewanie gazowe

Przy tym rodzaju zgrzewania źródłem ciepła jest płomień gazu wodnego lub płomień acetylenowo-tlenowy, który przy miejscowym nagrzaniu doprowadza metal do stanu ciastowatego. Przez młotkowanie uzyskuje się połączenie trwałe.

- zgrzewanie gazem wodnym

              Źródłem ciepła jest tu płomień gazu wodnego, który otrzymuje się przepuszczając parę wodną przez rozżarzony koks.

Tworzy się wtedy mieszanina wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), które w połączeniu dają gaz palny. Gaz ten i sprężone powietrze doprowadza się do specjalnego palnika, gdzie po zapaleniu tej mieszanki powstaje płomień o temperaturze ok. 1800°C. Płomień nagrzewa brzegi założone na zakładkę do temperatury ok. 1250°C.

Następnie przystępuje się do młotkowania młotkiem ręcznym lub mechanicznym. W płomieniu znajduje się pewna ilość nie spalonego wodoru i tlenku węgla, które chronią metal w miejscu nagrzewania przed dostępem tlenu i azotu z powietrza.       

- zgrzewanie acetylenowo-tlenowe

Zgrzewanie to może być stosowane do łączenia materiałów o przekrojach okrągłych pełnych lub rur, a nawet blach o mniejszych wymiarach ze stali niskowęglowej i niskostopowej.

Łączone dwa odcinki rury są nagrzewane w miejscu łączenia półpierścieniowymi palnikami wielopłomieniowymi do stanu ciastowatego, po czym następnie dociskane siłą w celu otrzymania połączenia.

·        Zgrzewanie termitowe

Ten rodzaj zgrzewania polega na wykorzystaniu do nagrzewania łączonych metali ciepła, które wydziela się w reakcji chemicznej podczas spalania termitu, tj. proszku składającego się z tlenku żelazawego i aluminium (FeO+Al).

·        Zgrzewanie elektryczne oporowe

Do zgrzewania elktryczno-oporowego, stosuje się energię elektryczną, która w skutek oporu zamienia się na ciepło, nagrzewając części łączone w miejscu ich styku do stanu ciastowatego lub topnienia

- doczołowe zwarciowe

              Polega na łączeniu części metalowych, których końce są zamocowane w specjalnych szczękach zaciskowych, a powierzchnie zgrzewane stykają się ze sobą przez cały czas przepływu prądu.

Po rozgrzaniu się części końców części zgrzewanych do stanu ciastowatego następuje dociśnięcie ich do siebie w celu otrzymania połączenia.

- doczołowe iskrowe

              polega na tym, że łączone ze sobą części metalowe po włączeniu prądu są kilkakrotnie do siebie zbliżane w celu wytworzenia łuku elektrycznego.

Łuk nadtapia powierzchnie części zgrzewanych i po dociśnięciu powstaje zgrzeina w postaci spęczonego rąbka. Zgrzeinę podaje się często przekuciu na gorąco w celu uzyskania większej wytrzymałości złącza

- punktowe

              Stosuje się do łączenia cienkich blach (do 2 mm) układanych do zgrzewania na zakładkę. Blachy dociska się do siebie za pomocą dwóch elektrod kłowych wykonanych ze stopu miedzi, do których dopływa z transformatora prąd o dużym natężeniu. W miejscu docisku blachy rozgrzewają się do stanu ciastowatego wskutek przepływu prądu elektrycznego i pod naciskiem elektrod kłowych łączą się ze sobą zgrzewane metale.

- garbowe

              Jest odmianą zgrzewania punktowego. Przy tym sposobie zgrzewania wielkość i rozmieszczenie poszczególnych punktów łączenia z góry są określone przez wytłoczenie garbów na jednej z łączonych blach.

- liniowe

              Stosuje się do łączenia cienkich blach (poniżej 2 mm). Blachy założone na zakładkę przeciąga się między dwiema napędzanymi elektrodami krążkowymi przewodzącymi prąd elektryczny i dociskanymi do blach .

·        Zgrzewanie tarciowe

Zgrzewanie tarciowe jest zgrzewaniem mechanicznym, przy którym występuje ruch obrotowy jednej ze zgrzewanych części. Wskutek tarcia wydziela się ciepło, które szybko nagrzewa do stanu plastycznego łączone części, a przez docisk siłą poosiową następuje ich połączenie

·        Zgrzewanie zgniotowe

Polega na spajaniu metali i stopów metali o wysokiej plastyczności pod wpływem działania na nie dużego nacisku statycznego lub dynamicznego w temperaturze otoczenia.

2. PARAMETRY    ZGRZEWANIA  I    OPIS PRZEBIEGU ĆWICZENIA.

Dane katalogowe zgrzewarki

Typ                    ZPb 12 (transformatorowa jednofazowa)

Moc znamionowa              12 kW

Moc maksymalna              60 kW

Prąd zmienny              50 Hz

Napięcie              380 V

Maksymalny prąd zwarcia

Pierwotny              200 A

Wtórny              18600 A

Zakres              2,08 ¸ 4,1

Nacisk              2500 N

Łączony materiał

Stal              St3S

Grubość              ¹ 1,5 mm

Strefy wpływu w zgrzewanym materiale:

czas [s]              wielkość [mm]

0,15              6

0,25              7,5

0,35              9

3. WNIOSKI

         Podczas ćwiczenia  zapoznaliśmy się z metodą elektrycznego zgrzewania metali. W porównaniu do spawania jest to bardziej wydajna metoda łączenia materiałów, nie wymaga dodatkowego materiału łączącego oraz zgrzeina jest o wiele wytrzymalsza od spoiny.