Den meisten Widerstandsschweißsteuerungen fehlen Messwerte für Schweißstrom und -kraft. Daher ist es eine gute Idee, ein spezielles tragbares Widerstandsschweiß-Amperemeter und -Dynamometer zu kaufen.
Das Widerstandspunktschweißen sieht einfach und unkompliziert aus, bis die Schweißnaht reißt. Dann erhält der Prozess plötzlich eine ganz neue Bedeutung.
Im Gegensatz zum Lichtbogenschweißen, bei dem ein Durchgang erzeugt wird, der leicht visuell zu prüfen ist, sehen Punktschweißungen normal aus, können sich aber dennoch aufgrund mangelnder ordnungsgemäßer Verschmelzung lösen. Dies ist jedoch nicht die Schuld des Prozesses. Dies kann darauf hindeuten, dass Ihr Punktschweißer zu klein oder für die Anwendung falsch eingestellt ist.
Während eine kleine, leichte Maschine für einige Anwendungen geeignet sein kann, sollten Sie sich gut informieren, damit Sie wissen, was Sie bekommen, bevor Sie die Investition tätigen.
Das Widerstandspunktschweißen ist einzigartig, da es sich um eine Hochgeschwindigkeitsmethode zum Verbinden von Metallen ohne Zugabe von Zusatzwerkstoff handelt. Wenn ein Widerstandsschweißgerät richtig dimensioniert und eingerichtet ist, erfolgt die lokale Anwendung präzise kontrollierter Wärme, die durch den Widerstand des Metalls gegenüber dem Schweißstrom erzeugt wird Es entsteht eine starke geschmiedete Verbindung – ein Nugget genannt. Die richtige Klemmkraft ist ebenfalls eine Schlüsselvariable, da sie bei der Bestimmung des Widerstands hilft.
Bei richtiger Anwendung ist das Widerstandspunktschweißen die schnellste, stärkste und kostengünstigste Methode zum Verbinden von Metallblechen. Obwohl Punktschweißen seit über 100 Jahren in der Fertigung eingesetzt wird, ist es außerhalb der Automobilindustrie immer noch nicht gut verstanden.
Auch wenn der Prozess einfach erscheinen mag, müssen Sie viele Variablen verstehen und wissen, wie jede einzelne angepasst werden muss, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen – eine geschmiedete Verbindung, die stärker ist als das Grundmetall.
Beim Widerstandspunktschweißen gibt es drei Hauptvariablen, die richtig eingestellt werden müssen. Diese Variablen können als FCT bezeichnet werden:
Das Widerstandspunktschweißen sieht einfach und unkompliziert aus, bis die Schweißnaht reißt. Dann erhält der Prozess plötzlich eine ganz neue Bedeutung.
Wenn die Bedeutung dieser Variablen und die Beziehung zwischen ihnen nicht vollständig verstanden werden, kann dies zu schwachen, unansehnlichen Schweißnähten führen. Leider werden diese Probleme oft auf den Prozess selbst zurückgeführt, was dazu geführt hat, dass Werkstätten sie durch langsamere und teurere Metallverbindungsmethoden wie z B. Lichtbogenschweißen, Nieten, Nieten und Kleben.
Die Auswahl des richtigen Widerstandspunktschweißgeräts und der richtigen Steuerung kann für Ladenbesitzer verwirrend sein, da so viele Marken und Preisklassen zur Auswahl stehen. Zusätzlich zu den häufig verwendeten Wechselstrom-Widerstandsschweißgeräten sind jetzt Modelle mit Zwischenfrequenz-Gleichstrom und Kondensatorentladung erhältlich.
An Widerstandsschweißgeräten installierte elektronische Steuerungen stammen in der Regel von unterschiedlichen Marken und sind individuell erhältlich. Neben der Steuerung von Schweißzeit und Stromstärke verfügen die meisten modernen Steuerungsmodelle jetzt über digital programmierbare Funktionen, die früher teure Optionen waren, wie z. B. Steigung und Pulsation. Einige bieten sogar Feedback und Schweißprozessüberwachung als integrierte Funktion.
Heutzutage werden viele importierte Punktschweißgeräte in den Vereinigten Staaten verkauft, aber nur wenige erfüllen die Stromstärke- und Kraftkapazitätsspezifikationen der Heavy Duty Resistance Welding Manufacturing Alliance (RWMA).
Die Größe einiger Maschinen wird anhand ihrer Kilovoltampere (KVA)-Nennwerte dimensioniert und verglichen, und Schweißgerätehersteller können die thermischen Nennwerte manipulieren, um die Leistungsfähigkeit ihrer Maschinen zu übertreiben, was Käufer verwirren kann.
Der RWMA-Industriestandard verlangt, dass Punktschweißgeräte mit einem Transformator mit einer Einschaltdauer von 50 % ausgestattet sind. Die Einschaltdauer misst den Prozentsatz der Zeit, die ein Transformator während einer Minute der Integration Strom leiten kann, ohne zu überhitzen Komponenten arbeiten nicht oberhalb ihrer thermischen Kapazität. Um die Käufer jedoch zu verwirren, geben einige Maschinenbauer ihre Transformatoren mit nur 10 % an, was mehr als dem Doppelten ihres KVA-Werts auf dem Typenschild entspricht.
Außerdem beziehen sich die KVA-Werte im Allgemeinen nicht auf die tatsächliche Schweißleistung eines Punktschweißgeräts. Die verfügbare Sekundärschweißstromleistung variiert stark je nach Armlänge (Ausladungstiefe) der Maschine, dem vertikalen Spalt zwischen den Armen und der Sekundärspannung der Maschine Der Transformator.
Wie beim Wasserdruck muss die Sekundärspannung des Transformators hoch genug sein, um den sekundären Schweißstrom aus dem Transformator durch den Kupferarm und die Punktschweißelektrode (Spitze) des Schweißers zu drücken.
Der Sekundärausgang eines Punktschweißtransformators beträgt normalerweise nur 6 bis 8 V. Wenn Ihre Schweißanwendung eine Tiefschweißmaschine mit langem Arm erfordert, benötigen Sie möglicherweise einen Transformator mit einer höheren Sekundärspannung, um die Induktivität der großen Sekundärschleife zu überwinden .
Wenn ein Widerstandsschweißgerät richtig dimensioniert und eingerichtet ist, entsteht durch die lokale Anwendung präzise kontrollierter Wärme, die durch den Widerstand des Metalls gegenüber dem Schweißstrom erzeugt wird, eine starke Schweißverbindung – ein sogenannter Nugget.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schweißstelle erfordert, dass das Teil tief in den Hals der Maschine geladen wird. Stahl im Hals stört das Magnetfeld zwischen den Armen und raubt der Maschine einen nutzbaren Schweißverstärker.
Die Schweiß-Schmiedekraft wird normalerweise vom Zylinder erzeugt. Beispielsweise variiert die verfügbare Schweißkraft bei einer Schwenkarmmaschine entsprechend dem Verhältnis der Armlänge zum Abstand des Zylinders oder des Fußstangenmechanismus vom Drehpunkt. Mit anderen Worten Wenn der kurze Arm durch einen langen Arm ersetzt wird, wird die verfügbare Schweißkraft stark reduziert.
Bei fußbetriebenen Maschinen muss der Bediener ein mechanisches Fußpedal betätigen, um die Elektroden auszuschalten. Aufgrund der begrenzten Kraft des Bedieners erzeugen diese Maschinen selten die Schmiedekraft, die erforderlich ist, um die idealsten Punktschweißspezifikationen der Klasse A zu erfüllen.
Punktschweißungen der Klasse A weisen die höchste Festigkeit und das attraktivste Erscheinungsbild auf. Diese optimierten Ergebnisse wurden erzielt, indem die Maschine so eingestellt wurde, dass sie eine relativ hohe Sekundärstromstärke, kurze Schweißzeiten und eine angemessene Kraft erzeugt.
Es ist zu beachten, dass die Schweißkraft im richtigen Bereich liegen muss. Eine zu niedrige Krafteinstellung kann zu Metallabplatzungen und tief eingebeulten, gezackten Schweißpunkten führen. Eine zu hohe Einstellung verringert den elektrischen Widerstand an der Verbindung und verringert dadurch Schweißnahtfestigkeit und Duktilität. Auswahl des richtigen Schweißplans Diagramme mit Maschineneinstellungen der Klassen A, B und C für verschiedene Metalldicken sind in Nachschlagewerken wie dem Widerstandsschweißhandbuch von RWMA, überarbeitete 4. Auflage, enthalten. Obwohl Schweißnähte der Klasse C immer noch relativ stark sind, sind sie werden im Allgemeinen aufgrund der größeren Wärmeeinflusszone (HAZ) aufgrund der längeren Schweißzeit als inakzeptabel angesehen. Beispielsweise zwei Stücke sauberen 18-ga.Weichstahl hat eine Punktschweißspezifikation der Güteklasse A von 10.300 Schweißampere, 650 lbs. Schweißkraft und 8 Schweißzeitzyklen. (Ein Zyklus dauert nur 1/60 Sekunde, also sind acht Zyklen sehr schnell.) Schweißplan der Klasse C für Die gleiche Stahlkombination beträgt 6.100 Ampere, 205 lbs.Kraft und bis zu 42 Schweißstromzyklen. Diese verlängerte Schweißzeit von mehr als einer halben Sekunde kann die Elektroden überhitzen, eine extrem große Wärmeeinflusszone erzeugen und schließlich durchbrennen Schweißtransformator. Die Zugscherfestigkeit einer einzelnen Punktschweißung vom Typ C ist im Vergleich zu einer Schweißung vom Typ A nur von 1.820 lbs auf bis zu 1.600 lbs reduziert, jedoch mit einer attraktiven, schwach bewerteten Schweißnaht der Klasse A, die mit einem Punktschweißgerät geeigneter Größe hergestellt wurde sieht viel besser aus. Darüber hinaus bleibt das Schweißobjekt der Klasse A in einer Produktionslinienumgebung immer stark und die Lebensdauer der Elektrode ist länger. Das Geheimnis der Investition in ein Rüstwerkzeug wird dadurch noch größer, dass die meisten Widerstandsschweißsteuerungen über keine Schweißanzeigen verfügen Strom und Kraft. Um diese wichtigen Variablen richtig einzustellen, ist es daher am besten, ein spezielles tragbares Widerstandsschweiß-Amperemeter und -Dynamometer zu kaufen. Die Schweißkontrolle ist das Herzstück des Systems. Jedes Mal, wenn eine Punktschweißung durchgeführt wird, hängen Qualität und Konsistenz vom Widerstand ab Schweißnahtkontrolle. Ältere Kontrolltechniken erzeugen möglicherweise nicht für jede Schweißnaht genau die gleichen Zeit- und Wärmewerte. Daher müssen Sie kontinuierlich zerstörende Tests der Schweißnahtfestigkeit durchführen, um sicherzustellen, dass Ihre Schweißabteilung keine Schweißnähte erzeugt, die nicht den Spezifikationen entsprechen. Die Aktualisierung Ihrer Widerstandsschweißsteuerung ist die kostengünstigste Möglichkeit, Ihre Widerstandsschweißvorgänge Schritt für Schritt auf einen gleichbleibenden Qualitätsstandard zu bringen. Für abschließende Punktschweißvorgänge sollten Sie die Installation einer neuen Schweißsteuerung mit integrierter Strom- und Elektrodenkraft in Betracht ziehen Überwachen Sie jede Schweißung in Echtzeit. Bei einigen dieser Steuerungen können Sie sogar einen Schweißplan direkt in Ampere festlegen, während die programmierbare Luftfunktion der Steuerung die gewünschte Schweißkraft einstellt. Darüber hinaus arbeiten einige dieser modernen Steuerungen im geschlossenen Regelkreis , wodurch gleichmäßige Schweißnähte auch bei Änderungen des Materials und der Betriebsspannung gewährleistet sind. Bedeutung der Wasserkühlung Punktschweißgerätekomponenten müssen ordnungsgemäß wassergekühlt sein, um die Schweißqualität und eine lange Elektrodenlebensdauer während der Produktion sicherzustellen. Einige Geschäfte verwenden kleine, ungekühlte Wasserumwälzpumpen im Kühlerstil, die Liefern Sie im besten Fall Wasser in der Nähe von Raumtemperatur. Diese Rezirkulatoren können sich negativ auf die Produktivität auswirken, da sich die Punktschweißspitzen aufgrund der hohen Temperaturen schnell vergrößern können und mehrere Zuschnitte oder Austausche pro Schicht erforderlich sind. Da die ideale Wassertemperatur für einen Widerstandsschweißer 55 °C beträgt Bei einer Temperatur von bis zu 65 Grad Fahrenheit (oder über dem primären Taupunkt, um Kondensation zu verhindern) ist es am besten, das Gerät an einen separaten Kaltwasserkühler/Rezirkulator anzuschließen. Bei richtiger Größe können Kühler Elektroden und andere Schweißerkomponenten kühl halten, was die Kühlung erheblich steigert die Anzahl der Schweißnähte zwischen Elektrodenzuschnitten oder -austauschen. Studien haben gezeigt, dass Sie 8.000 Schweißnähte auf Weichstahl oder 3.000 Schweißnähte auf verzinktem Stahl erzielen können, ohne Elektroden zu kürzen oder auszutauschen. Benötigen Sie zusätzliche Informationen? Es lohnt sich, mit einem qualifizierten Händler zusammenzuarbeiten, der Ihnen bei der Auswahl hilft und warten Sie Ihr Widerstandsschweißgerät. Möchten Sie mehr erfahren? Die American Welding Society (AWS) bietet mehrere Veröffentlichungen zum Widerstandsschweißen zum Kauf an. Darüber hinaus bieten AWS und andere Organisationen Schulungen an, die die Grundlagen des Widerstandsschweißprozesses vermitteln. Darüber hinaus bietet AWS bietet die Zertifizierung zum zertifizierten Widerstandsschweißtechniker an, die nach dem Bestehen einer Multiple-Choice-Prüfung mit 100 Fragen zum Wissen über den Widerstandsschweißprozess verliehen wird.
Diagramme mit Maschineneinstellungen der Klassen A, B und C für verschiedene Metalldicken sind in Nachschlagewerken enthalten, beispielsweise im Resistance Welding Handbook von RWMA, Rev. 4. Auflage.
Obwohl Schweißnähte der Klasse C immer noch relativ stark sind, gelten sie im Allgemeinen aufgrund der größeren Wärmeeinflusszone (HAZ) aufgrund der längeren Schweißzeit als inakzeptabel.
Zum Beispiel zwei Stücke sauberes 18-ga.Weichstahl hat eine Punktschweißspezifikation der Klasse A von 10.300 Schweißampere, 650 lbs. Schweißkraft und 8 Schweißzeitzyklen. (Ein Zyklus dauert nur 1/60 Sekunde, also sind acht Zyklen sehr schnell.)
Der Schweißplan der Klasse C für dieselbe Stahlkombination beträgt 6.100 Ampere, 205 Pfund Kraft und bis zu 42 Schweißstromzyklen. Diese verlängerte Schweißzeit von mehr als einer halben Sekunde kann die Elektroden überhitzen und eine extrem große Wärmeeinflusszone erzeugen. und schließlich den Schweißtransformator durchbrennen.
Die Zugscherfestigkeit einer einzelnen Punktschweißung vom Typ C verringert sich im Vergleich zu einer Schweißung vom Typ A nur von 1.820 lbs auf bis zu 1.600 lbs, aber mit einer attraktiven, niedrigen Bewertung sieht eine Schweißnaht der Klasse A, die mit einem Punktschweißgerät geeigneter Größe hergestellt wurde, viel besser aus Darüber hinaus bleibt die Schweißlinse der Klasse A in einer Produktionslinienumgebung immer stark und die Lebensdauer der Elektrode ist länger.
Um das Rätsel noch zu verschärfen, fehlen den meisten Widerstandsschweißsteuerungen Messwerte für Schweißstrom und -kraft. Um diese wichtigen Variablen richtig einzustellen, ist es daher am besten, ein spezielles tragbares Widerstandsschweiß-Amperemeter und -Dynamometer zu kaufen.
Jedes Mal, wenn eine Punktschweißung durchgeführt wird, hängen Qualität und Konsistenz von Widerstandsschweißkontrollen ab. Ältere Kontrolltechniken liefern möglicherweise nicht für jede Schweißnaht genau die gleichen Zeit- und Wärmewerte. Daher müssen Sie kontinuierlich zerstörende Tests der Schweißnahtfestigkeit durchführen Stellen Sie sicher, dass Ihre Schweißabteilung keine Schweißnähte herstellt, die nicht den Spezifikationen entsprechen.
Die Aktualisierung Ihrer Widerstandsschweißsteuerung ist die kostengünstigste Möglichkeit, Ihre Widerstandsschweißvorgänge Schritt für Schritt auf einen gleichbleibenden Qualitätsstandard zu bringen.
Erwägen Sie für abschließende Punktschweißvorgänge die Installation einer neuen Schweißsteuerung mit integrierter Strom- und Elektrodenkraft, um jede Schweißung in Echtzeit zu überwachen. Bei einigen dieser Steuerungen können Sie sogar einen Schweißplan direkt in Ampere festlegen, während die Steuerung über eine programmierbare Luftfunktion verfügt stellt die gewünschte Schweißkraft ein. Darüber hinaus arbeiten einige dieser modernen Steuerungen im geschlossenen Regelkreis und sorgen so für gleichmäßige Schweißnähte auch bei Material- und Werkstattspannungsänderungen.
Die Komponenten des Punktschweißgeräts müssen ordnungsgemäß wassergekühlt sein, um hochwertige Schweißnähte und eine lange Lebensdauer der Elektroden während der Produktion zu gewährleisten. Einige Geschäfte verwenden kleine, ungekühlte Wasserumwälzpumpen im Kühlerstil, die im besten Fall Wasser nahe der Raumtemperatur liefern. Diese Umwälzpumpen können sich negativ auf die Leistung auswirken Produktivität, da Punktschweißspitzen aufgrund hoher Temperaturen schnell ansteigen können und mehrere Zuschnitte oder Austausche pro Schicht erfordern.
Da die ideale Wassertemperatur für ein Widerstandsschweißgerät 55 bis 65 Grad Fahrenheit beträgt (oder über dem primären Taupunkt, um Kondensation zu verhindern), ist es am besten, die Maschine an einen separaten Kaltwasserkühler/Rezirkulator anzuschließen. Bei richtiger Größe können Kühler halten Elektroden und andere Schweißerkomponenten kühlen ab, was die Anzahl der Schweißnähte zwischen Elektrodenbesatz oder -austausch erheblich erhöht.
Studien haben gezeigt, dass Sie 8.000 Schweißnähte auf Weichstahl oder 3.000 Schweißnähte auf verzinktem Stahl erzielen können, ohne Elektroden zu kürzen oder auszutauschen.
Es lohnt sich, mit einem qualifizierten Händler zusammenzuarbeiten, der Sie bei der Auswahl und Wartung Ihres Widerstandsschweißgeräts unterstützt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.07.2022