Haben Sie sich jemals gefragt, wie Kraftstofftanks und Ölfässer nahtlos zusammengeschweißt werden? Nahtschweißen, eine faszinierende Technik mit Rollenelektroden, ist der Schlüssel dazu. In diesem Artikel erfahren Sie, wie diese Methode funktioniert, welche Anwendungen es gibt und welche Vorteile sie bei der Herstellung starker, dichter Verbindungen in verschiedenen Branchen bietet. Machen Sie sich bereit für eine Entdeckungsreise in die faszinierende Welt des Nahtschweißens!
Das Nahtschweißen ist ein fortschrittliches kontinuierliches Widerstandsschweißverfahren, bei dem anstelle der stationären zylindrischen Elektroden, die beim Punktschweißen verwendet werden, ein Paar rotierender radförmiger Elektroden eingesetzt wird. Während die Elektroden am Werkstück entlang rollen, erzeugen sie eine Reihe von sich überlappenden Schweißnähten, die zu einer hermetisch geschlossenen, durchgehenden Schweißnaht führen.
Bei diesem Verfahren werden sowohl Druck als auch elektrischer Strom eingesetzt, um eine örtliche Erwärmung an der Schnittstelle der zu verbindenden Materialien zu erzeugen. Die durch den elektrischen Widerstand der Werkstücke erzeugte Wärme bringt diese zum Schmelzen und Verschmelzen, während der ausgeübte Druck für einen guten Kontakt sorgt und dazu beiträgt, Verunreinigungen aus der Schweißzone zu entfernen.
Das Nahtschweißen eignet sich besonders gut für das Verbinden von dünnen Metallen, typischerweise mit einer Dicke von 0,5 bis 3 mm. Es bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter hohe Produktionsgeschwindigkeiten, hervorragende Dichtigkeit und minimale Verformung der Werkstücke. Das Verfahren lässt sich leicht automatisieren und in Fertigungsstraßen mit hohen Stückzahlen integrieren.
Dieses Schweißverfahren findet breite Anwendung bei der Herstellung von versiegelten Behältern und kritischen Komponenten in verschiedenen Branchen. Es wird üblicherweise bei der Herstellung von:
Zu den jüngsten Fortschritten in der Nahtschweißtechnik gehören die Integration von Echtzeit-Überwachungssystemen für die Qualitätskontrolle der Schweißnähte, die Entwicklung spezieller Elektrodenmaterialien für eine verbesserte Haltbarkeit und Leitfähigkeit sowie die Implementierung adaptiver Steuerungsalgorithmen zur Optimierung der Schweißparameter während des Schweißvorgangs.
Die beim Nahtschweißen verwendete Elektrode ist eine kreisförmige Rolle mit einem Durchmesser von 50 bis 600 mm, wobei 180-250 mm die gängigste Größe ist. Die Dicke der Walze liegt typischerweise zwischen 10-20 mm.
Es werden hauptsächlich zwei Kontaktflächengeometrien verwendet: zylindrisch und kugelförmig, wobei für spezielle Anwendungen gelegentlich auch konische Oberflächen verwendet werden.
Die zylindrischen Walzen können mit beidseitigen oder einseitigen Fasen versehen sein, wobei letztere besonders für das Nahtschweißen von Falzkanten geeignet sind. Die Breite der Kontaktfläche (ω) variiert zwischen 3 und 10 mm und hängt von der Dicke des Werkstücks ab. Bei kugelförmigen Rollen liegt der Krümmungsradius (R) zwischen 25-200 mm.
Zylindrische Rollen werden aufgrund ihrer Vielseitigkeit häufig zum Schweißen verschiedener Stähle und hochwarmfester Legierungen eingesetzt. Kugelförmige Walzen hingegen werden für leichte Legierungen bevorzugt, da sie eine bessere Wärmeableitung und eine gleichmäßige Druckverteilung aufweisen, was die Eindrückung minimiert und das Risiko einer Materialverformung verringert.
Während des Betriebs werden die Rollen normalerweise von außen gekühlt. Beim Schweißen von Nichteisenmetallen und rostfreiem Stahl reicht sauberes Leitungswasser als Kühlmittel aus. Beim Schweißen von Kohlenstoffstählen wird üblicherweise eine wasserlösliche Boraxlösung 5% verwendet, um Oxidation zu verhindern und die Lebensdauer der Elektroden zu verlängern. In einigen Fällen, insbesondere bei Schweißmaschinen für Aluminiumlegierungen, werden interne Wasserkühlsysteme für ein effizienteres Wärmemanagement eingesetzt, obwohl diese Konfiguration die Komplexität der Elektrodenkonstruktion und des Gesamtsystems erheblich erhöht.
Auf der Grundlage der Rotations- und Vorschubmethoden der Rolle kann das Nahtschweißen in kontinuierliches Nahtschweißen, intermittierendes Nahtschweißen und Schrittschweißen unterteilt werden.
Beim kontinuierlichen Nahtschweißen dreht sich die Rolle ständig und der Strom fließt kontinuierlich durch das Werkstück. Dieses Verfahren führt leicht zur Überhitzung der Werkstückoberfläche und zu starkem Elektrodenverschleiß und wird daher nur selten eingesetzt. Beim Hochgeschwindigkeits-Nahtschweißen (4-15 m/min) wird jedoch in jedem halben Zyklus des 50-Hz-Wechselstroms ein Schweißpunkt gebildet, und der Nulldurchgang des Wechselstroms entspricht einer Ruhezeit, die dem nachfolgenden intermittierenden Nahtschweißen ähnlich ist. Daher wird es in der Zylinder- und Fassherstellung eingesetzt.
Beim intermittierenden Nahtschweißen dreht sich die Rolle kontinuierlich, und der Strom fließt intermittierend durch das Werkstück und bildet eine Naht, die aus sich überlappenden Schmelzkernen besteht. Aufgrund des intermittierenden Stroms können die Rolle und das Werkstück während der Ruhezeit abkühlen, wodurch die Lebensdauer der Rolle verbessert, die Breite der Wärmeeinflusszone und die Verformung des Werkstücks verringert und eine bessere Schweißqualität.
Dieses Verfahren hat sich beim Nahtschweißen von verschiedenen Stählen, hochwarmfesten Legierungen und Titan Legierungen unter 1,5 mm. Beim intermittierenden Nahtschweißen kristallisiert der Schmelzkern jedoch unter vermindertem Druck, wenn die Rolle den Schweißbereich verlässt, was leicht zu Oberflächenüberhitzung, Lunkern und Rissen führen kann (z. B. beim Schweißen von Hochtemperaturlegierungen).
Obwohl das geschmolzene Metall des letzten Punktes das Lunkerloch des vorherigen Punktes füllen kann, wenn die Überlappung des Schweißpunktes 50% der Schmelzkernlänge überschreitet, ist das Lunkerloch des letzten Punktes schwer zu vermeiden. Dieses Problem wurde jedoch durch im Inland entwickelte Mikrocomputer-Steuergeräte gelöst, die den Schweißstrom am Anfang und am Ende der Schweißnaht schrittweise reduzieren können.
Beim Schrittnahtschweißen dreht sich die Rolle intermittierend, und der Strom fließt durch das Werkstück, wenn sie stillsteht. Da das Schmelzen und die Kristallisation des Metalls bei stillstehender Rolle stattfinden, werden die Wärmeabfuhr und die Kompressionsbedingungen verbessert, was die Schweißqualität effektiv verbessern und die Lebensdauer der Rolle verlängern kann. Diese Methode wird meist für Nähte verwendet Schweißen von Aluminium und Magnesiumlegierungen.
Sie kann auch die Schweißqualität von Hochtemperaturlegierungen effektiv verbessern, wurde aber in China bisher nicht eingesetzt, da diese Art von Wechselstromschweißmaschinen selten ist.
Beim Schweißen von hartem Aluminium und verschiedenen Metallen mit einer Dicke von 4+4 mm oder mehr muss beim Schrittnahtschweißen auf jeden Schweißpunkt ein Schmiededruck wie beim Punktschweißen ausgeübt werden, oder es müssen gleichzeitig Warm- und Kaltimpulse verwendet werden. Der letztere Fall wird jedoch nur selten angewendet.
Je nach Art der Verbindung, Kehlnahtschweißen kann unterteilt werden in Überlappungsschweißen, Flachdruckschweißen, Unterlegscheibenschweißen, Kupferdrahtelektrodenschweißen, usw.
Wie Punktschweißen, Überlappungsschweißen Verbindungsschweißen kann mit einem Rollenpaar oder mit einer Rolle und einer Kernelektrode geschweißt werden. Die Mindestüberlappung der Verbindung ist die gleiche wie beim Punktschweißen.
Neben dem häufig verwendeten beidseitigen Nahtschweißen gibt es auch das einseitige Einnahtschweißen, das einseitige Doppelnahtschweißen und das Rundnahtschweißen mit kleinem Durchmesser beim Überlappstoßschweißen.
Das Rundnahtschweißen mit kleinem Durchmesser kann erfolgen mit
1) Rollen-Elektrode, die von der Druckachse abweicht;
2) eine an der Quernahtschweißmaschine angebrachte Positioniervorrichtung;
3) eine ringförmige Elektrode, deren Werkstückoberfläche konisch ist und deren Spitze auf die Mitte der Rundnaht mit kleinem Durchmesser fallen muss, um das Gleiten der Elektrode auf dem Werkstück zu verhindern.
Die Überlappung beim Pressnahtschweißen ist viel kleiner als beim allgemeinen Nahtschweißen und beträgt etwa das 1-1,5fache der Blechdicke. Während des Schweißens wird die Verbindung gleichzeitig abgeflacht und die Dicke der Verbindung nach dem Schweißen beträgt das 1,2-1,5-fache der Blechdicke.
In der Regel werden zylindrische Rollflächen verwendet, die den gesamten Überlappungsbereich der Verbindung abdecken. Um eine stabile Schweißqualität zu erreichen, muss die Überlappung genau kontrolliert werden, und das Werkstück muss fest eingespannt oder mit einer Fixierschweißung vorfixiert werden. Mit diesem Verfahren lassen sich Schweißnähte mit gutem Aussehen erzeugen, und es wird häufig zum Schweißen von Produkten wie Lebensmittelbehältern und Gefrierauskleidungen aus kohlenstoffarmem Stahl und Edelstahl verwendet.
Das Shim-Joint-Schweißen ist eine Methode für das Schweißen dicker Bleche. Denn wenn die Blechdicke 3 mm erreicht, ist das herkömmliche Überlappungsschweißen eine langsame SchweißgeschwindigkeitDies kann zur Überhitzung der Oberfläche und zum Anhaften der Elektrode führen, was das Schweißen erschwert. Beim Schweißen mit Passscheiben können diese Schwierigkeiten überwunden werden.
Das Schweißen von Passscheiben wird einfach wie folgt eingeführt:
Zunächst werden die Kanten der Paneelteile zusammengefügt, und wenn die Verbindung durch die Walze läuft, werden ständig zwei Folienstreifen zwischen die Walze und das Paneel gelegt. Die Dicke der Folie beträgt 0,2-0,3 mm und die Breite 4-6 mm. Da die Folie den Widerstand der Schweißzone erhöht und die Wärmeableitung erschwert, ist sie für die Bildung des geschmolzenen Kerns von Vorteil.
Die Vorteile dieser Methode sind:
Die Nachteile sind: hohe Genauigkeitsanforderungen für die Verbindung; beim Schweißen muss die Folie zwischen Rolle und Werkstück gelegt werden, was die Automatisierung erschwert.
Das Verbindungsschweißen mit Kupferelektroden ist eine wirksame Methode, um die Haftung der Beschichtung an der Walze beim Nahtschweißen von beschichteten Stahlblechen zu lösen. Während des Schweißens wird der runde Kupferdraht kontinuierlich zwischen der Walze und dem Blech zugeführt.
Der Kupferdraht ist spiralförmig und wird kontinuierlich durch die Walze geführt und dann auf eine andere Spule aufgewickelt. Die Beschichtung haftet nur am Kupferdraht und verunreinigt die Walze nicht.
Obwohl der Kupferdraht nach Gebrauch verschrottet werden muss, gibt es kein anderes Nahtschweißverfahren, das es bei beschichteten Stahlblechen, insbesondere bei verzinnten Stahlblechen, ersetzen kann. Da der Schrottwert von Kupferdraht ähnlich hoch ist wie der von Kupferdraht, sind die Schweißkosten nicht hoch. Dieses Verfahren wird hauptsächlich für die Herstellung von Lebensmitteldosen verwendet.
Die Herstellung einer Stumpfschweißverbindung ist im Wesentlichen die gleiche wie die einer Punktschweißung, und daher sind die Faktoren, die die Schweißqualität beeinflussen, ähnlich. Zu den wichtigsten Faktoren gehören Schweißstrom, Elektrodendruck, Schweißzeit, Pausenzeit, Schweißgeschwindigkeit und Rollendurchmesser.
Die zur Bildung eines Schmelzbades in einer Stumpfschweißnaht erforderliche Wärme wird durch den Widerstand der Schweißfläche gegenüber dem Stromfluss erzeugt, der der gleiche ist wie beim Punktschweißen. Unter bestimmten Bedingungen bestimmt der Schweißstrom den Einbrand und die Überlappung des Schmelzbades. Beim Schweißen von kohlenstoffarmen Stählen beträgt der durchschnittliche Einbrand des Schmelzbades 30-70% der Blechdicke, wobei 45-50% optimal sind. Um eine gasdichte Stumpfnaht zu erhalten, sollte die Überlappung des Schmelzbades nicht weniger als 15-20% betragen.
Wenn der Schweißstrom einen bestimmten Wert überschreitet, führt eine Erhöhung des Stroms nur zu einer Erhöhung des Einbrandes und der Überlappung des Schmelzbades, ohne die Festigkeit der Verbindung zu verbessern, was unwirtschaftlich ist. Ist der Strom zu hoch, kann er auch Defekte wie übermäßige Eindrücke und Durchbrand verursachen.
Aufgrund der erheblichen Umlenkung, die durch die Überlappung der Schmelzbäder bei einer Stumpfschweißung entsteht, wird der Schweißstrom im Vergleich zum Punktschweißen in der Regel um 15-40% erhöht.
Der Einfluss des Elektrodendrucks auf die Größe des Schmelzbades in Stumpfschweißen ist die gleiche wie beim Punktschweißen. Ein zu hoher Elektrodendruck führt zu einer übermäßigen Eindrückung und beschleunigt die Verformung und den Verschleiß der Rolle. Unzureichender Druck neigt zu Porosität und kann dazu führen, dass die Rolle aufgrund eines zu hohen Übergangswiderstands durchbrennt, was ihre Lebensdauer verkürzt.
Beim Stumpfschweißen wird die Größe des Schmelzbades hauptsächlich durch die Schweißzeit und die Überlappung durch die Kühlzeit gesteuert. Bei niedrigeren Schweißgeschwindigkeiten können mit einem Verhältnis von Schweißzeit zu Pausenzeit von 1,25:1-2:1 zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Mit zunehmender Schweißgeschwindigkeit vergrößert sich der Abstand zwischen den Schweißnähten, so dass das Verhältnis erhöht werden muss, um die gleiche Überlappung zu erreichen. Bei höheren Schweißgeschwindigkeiten beträgt das Verhältnis von Schweißzeit zu Pausenzeit daher 3:1 oder mehr.
Die Schweißgeschwindigkeit hängt von dem zu schweißenden Metall, der Blechdicke und den Anforderungen an die Festigkeit und Qualität der Schweißnaht ab. Beim Schweißen von rostfreiem Stahl, hochwarmfesten Legierungen und Nichteisenmetallen werden in der Regel niedrigere Schweißgeschwindigkeiten verwendet, um Spritzer zu vermeiden und Schweißnähte mit hoher Dichte zu erhalten. Manchmal wird das schrittweise Stumpfschweißen verwendet, um den gesamten Prozess der Schmelzbadbildung durchzuführen, während die Rolle stillsteht. Die Schweißgeschwindigkeit bei dieser Art des Stumpfschweißens ist wesentlich geringer als beim intermittierenden Stumpfschweißen.
Die Schweißgeschwindigkeit bestimmt die Kontaktfläche zwischen der Rolle und dem Blech sowie die Kontaktzeit zwischen der Rolle und der Heizfläche und wirkt sich somit auf die Erwärmung und Abkühlung der Verbindung aus. Wenn die Schweißgeschwindigkeit steigt, muss der Schweißstrom erhöht werden, um eine ausreichende Wärme zu erhalten. Eine zu hohe Schweißgeschwindigkeit kann zum Ausbrennen der Oberfläche des Blechs und zum Anhaften der Elektrode führen, wodurch die Schweißgeschwindigkeit auch bei externer Wasserkühlung begrenzt wird.
Die Optimierung der Prozessparameter für das Nahtschweißen ist für die Erzielung qualitativ hochwertiger Schweißnähte von entscheidender Bedeutung und wird in erster Linie von den Materialeigenschaften, der Dicke, den Qualitätsanforderungen und der verfügbaren Ausrüstung beeinflusst. Während die anfängliche Parameterauswahl auf empfohlenen Daten basieren kann, ist die Feinabstimmung durch experimentelle Versuche für optimale Ergebnisse unerlässlich.
Die Auswahl der Rollengröße folgt ähnlichen Prinzipien wie die Auswahl der Elektroden beim Punktschweißen. Jüngste Trends favorisieren schmale Rollen mit einer Kontaktflächenbreite von 3-5 mm, die mehrere Vorteile bieten:
Die Wechselwirkung zwischen der Rollengeometrie und den Werkstückeigenschaften wirkt sich erheblich auf die Schweißqualität aus:
1. Rollendurchmesser und Plattenkrümmung:
2. Asymmetrische Konfigurationen:
Beim Schweißen ungleicher Dicken oder Materialien sind die Methoden zur Korrektur der Nugget-Verschiebung analog zu den Punktschweißtechniken. Die Strategien umfassen:
Für das Nahtschweißen von Blechen mit erheblichen Dickenunterschieden:
Nahtschweißverfahren optimieren:
Durch sorgfältige Auswahl und Feinabstimmung dieser Parameter können Hersteller hochwertige Schweißnähte mit optimaler Festigkeit, Optik und Effizienz für eine Vielzahl von Anwendungen und Materialkombinationen erzielen.
Die Konstruktionsprinzipien für Rillenschweißstöße ähneln denen der Überlappverbindungen und des Punktschweißens, mit bemerkenswerten Ausnahmen bei abgeflachten Rillenschweißungen und Rillenschweißtechniken mit Unterlegscheiben. Ein wesentlicher Unterschied liegt jedoch in den Werkzeugen: Im Gegensatz zu Punktschweißelektroden können Rollräder für das Nahtschweißen nicht in spezielle Formen gebracht werden. Diese Einschränkung macht es erforderlich, bei der Konstruktion von Strukturen für das Rillenschweißen die Zugänglichkeit von Rollrädern sorgfältig zu berücksichtigen.
Beim Schweißen von Werkstücken mit kleinen Krümmungsradien ergibt sich eine große Herausforderung. Der minimal erreichbare Radius des inneren Rollrades ist begrenzt, was zu einer Verschiebung des Schmelzbades nach außen führen kann. In extremen Fällen kann diese Verschiebung zu einer unzureichenden Verschmelzung der äußeren Platte führen und die Integrität der Verbindung beeinträchtigen.
Um diese Probleme zu entschärfen, ist es ratsam, Konstruktionen mit übermäßig kleinen Krümmungsradien nach Möglichkeit zu vermeiden. Bei Anwendungen, bei denen sowohl flache Abschnitte als auch Bereiche mit sehr kleinen Krümmungsradien unvermeidbar sind - wie z. B. bei der Herstellung von Motorradtanks - können jedoch adaptive Schweißparameter eingesetzt werden. Insbesondere die Erhöhung des Schweißstroms bei der Bearbeitung von Abschnitten mit kleinen Radien kann dazu beitragen, eine vollständige Verschmelzung und Durchdringung sicherzustellen.
Dieser adaptive Ansatz ist besonders mit modernen mikrocomputergesteuerten Schweißsystemen möglich, die eine präzise Anpassung der Schweißparameter in Echtzeit ermöglichen. Diese Systeme können so programmiert werden, dass sie Strom, Spannung und Verfahrgeschwindigkeit automatisch an die zu schweißende Geometrie anpassen und so eine gleichbleibende Schweißqualität bei unterschiedlichen Konturen gewährleisten.
Darüber hinaus für optimale Ergebnisse beim Rillenschweißen von komplexen Geometrien:
Durch die Integration dieser konstruktiven Überlegungen und fortschrittlicher Schweißtechnologien können die Hersteller qualitativ hochwertige Rillenschweißstumpfverbindungen in einer Vielzahl von Geometrien herstellen, die sowohl die strukturelle Integrität als auch die ästhetische Qualität des Endprodukts gewährleisten.
Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist das beste Material für die Nahtschweißung aufgrund seiner hervorragenden Schweißbarkeit. Für das Überlappnahtschweißen von kohlenstoffarmen Stählen können je nach Zweck und Anwendung Hochgeschwindigkeits-, Mittelgeschwindigkeits- und Langsamschweißverfahren eingesetzt werden.
Die Schweißbedingungen für das Überlappnahtschweißen von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Beim manuellen Bewegen des Werkstücks wird häufig eine mittlere Geschwindigkeit verwendet, um die Ausrichtung auf die vorgegebene Schweißposition zu erleichtern.
Beim automatischen Schweißen können hohe oder höhere Geschwindigkeiten verwendet werden, wenn die Kapazität der Schweißmaschine ausreichend ist. Wenn die Kapazität der Schweißmaschine nicht ausreicht und eine hohe Schweißnahtbreite und -tiefe nicht gewährleistet werden kann, ohne die Geschwindigkeit zu reduzieren, muss eine niedrige Geschwindigkeit verwendet werden.
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von kohlenstoffarmen Stählen
| Plattenstärke（mm） | Rollengröße（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Minimale Überlappung（mm） | Hochgeschwindigkeitsschweißen | Schweißen mit mittlerer Geschwindigkeit | Schweißen mit niedriger Geschwindigkeit | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Minimum b | Standard b | Maximum B | Minimum | Standard | Minimum b | Standard b | Schweisszeit (Woche) | Ruhezeit (Woche) | Schweißstrom (KA) | Schweißgeschwindigkeit (cm/min) | Schweisszeit (Woche) | Ruhezeit (Woche) | Schweißstrom (KA) | Schweißgeschwindigkeit (cm/min) | Schweisszeit (Woche) | Ruhezeit (Woche) | Schweißstrom (KA) | Schweißgeschwindigkeit (cm/min) | |
| 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.3 3.2 | 3.7 4.2 4.7 5.1 5.4 6.0 6.6 7.0 8.0 | 5.3 5.9 6.5 7.1 7.7 8.8 10.0 11.0 13.6 | 11 12 13 14 14 16 17 17 20 | 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.6 4.1 4.5 5.7 | 2.2 2.8 3.3 4.0 4.7 6.0 7.2 8.0 10 | 7 8 9 10 11 12 13 14 16 | 10 11 12 13 14 16 17 19 20 | 2 2 2 2 2 3 3 4 4 | 1 1 1 2 2 1 1 2 2 | 12.0 13.5 15.5 18.0 19.0 21.0 22.0 23.0 27.5 | 280 270 260 250 240 230 220 210 170 | 2 2 3 3 4 5 5 7 11 | 2 2 2 3 3 4 5 6 7 | 9.5 11.5 13.0 14.5 16.0 18.0 19.0 20.0 22.0 | 200 190 180 180 170 150 140 130 110 | 3 3 2 2 3 4 6 6 6 | 3 3 4 4 4 4 6 6 6 | 8.5 10.0 11.5 13.0 14.0 15.5 16.5 17.0 20.0 | 120 110 110 100 90 80 70 70 60 |
Die beiden folgenden Tabellen zeigen die Schweißbedingungen für das kontinuierliche elektrische Überlappschweißen und das Gegenbandschweißen von kohlenstoffarmen Stählen.
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von kohlenstoffarmen Stählen
| Plattenstärke（mm） | Überlappung(mm） | Elektrodenkraft（KN） | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） |
| 0.8 1.2 2.0 | 1.2 1.8 2.5 | 4 7 11 | 13 16 19 | 320 200 140 |
Schweißbedingungen für das Hinterbandschweißen von kohlenstoffarmen Stählen
| Plattenstärke（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） |
| 0.8 1.0 1.2 1.6 2.3 3.2 4.5 | 2.5 2.5 3.0 3.2 3.5 3.9 4.5 | 11.0 11.0 12.0 12.5 12.0 12.5 14.0 | 120 120 120 120 100 70 50 |
Beim Schweißen von abschreckgehärteten legierter StahlUm das Abschreckgefüge zu beseitigen, ist außerdem eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich, die mit einem Doppelimpulsverfahren durchgeführt werden sollte.
Während des Schweißens und Anlassens sollte sich das Werkstück nicht bewegen, und es sollte auf einer Schrittnahtschweißmaschine geschweißt werden. Wenn diese Ausrüstung nicht zur Verfügung steht und nur eine Maschine zum Schweißen mit unterbrochener Naht vorhanden ist, wird empfohlen, eine längere Schweißzeit und schwächere Bedingungen zu verwenden. Die folgende Tabelle zeigt die empfohlenen Werte für das Schweißen von abgeschrecktem legiertem Stahl unter diesen Bedingungen.
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von niedrig legierten Stählen
| Plattenstärke（mm） | Breite der Rollscheibe（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | |||||
| 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 | 5-6 7-8 7-8 7-9 8-9 9-11 | 2.5-3.0 3.0-3.5 3.5-4.0 4.0-5.0 5.5-6.0 6.5-8.0 | 6-7 7-8 8-9 9-10 10-12 12-15 | 3-5 5-7 7-9 8-10 10-13 13-15 | 6-8 10-12 12-15 15-17 17-20 20-24 | 60-80 50-70 50-70 50-60 50-60 50-60 |
Hinweis: Der Walzendurchmesser beträgt 150-200 mm.
Wenn Naht Schweißen von verzinktem Stahl Blechen ist darauf zu achten, dass keine Risse entstehen und die Dichtigkeit der Schweißnaht nicht beeinträchtigt wird. Der Grund für die Rissbildung ist, dass das in der Schweißnaht verbleibende Zink Fusionszone und das Diffundieren in die Wärmeeinflusszone macht die Verbindung spröde, die dann einer Belastung ausgesetzt wird. Die Methode zur Vermeidung von Rissbildung besteht in der Wahl der richtigen Prozessparameter.
Tests haben gezeigt, dass je kleiner die Einbrandverhalten Rate (10-26%), desto kleiner sind die Rissfehler. Eine hohe Nahtschweißgeschwindigkeit kann zu schlechter Wärmeabfuhr, Überhitzung der Oberfläche und größerer Schmelztiefe führen, was leicht zu Rissen führen kann. Im Allgemeinen sollten unter den Bedingungen der Gewährleistung des Schmelzdurchmessers und der Verbindungsfestigkeit ein kleiner Strom, eine niedrige Schweißgeschwindigkeit und eine starke externe Wasserkühlung so weit wie möglich gewählt werden.
Walzen können leicht mit Blumen Stahlrad Getriebe, um die Größe anzupassen und reinigen Sie die Oberfläche der Rollen jederzeit. Die Tabelle unten zeigt die Schweißbedingungen für verzinkt Stahlplatte Nahtschweißen.
Schweißbedingungen für verschiedene Arten der Nahtschweißung von verzinktem Stahlblech
| Art und Dicke der Beschichtung | Plattendicke（mm） | Breite der Rollscheibe（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | ||||||
| Feuerverzinkt（15-20um） | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.7 4.0 4.3 4.5 5.0 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 16 17 18 19 21 | 250 250 250 230 200 |
| Silberne Spitze（2-3um） | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.5 3.7 4.0 4.3 4.5 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 15 16 17 18 19 | 250 250 250 230 200 |
| Mit Kalziumphosphat behandelt Rostschutz Stahlplatte | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.7 4.0 4.5 5.0 5.5 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 14 15 16 17 18 | 250 250 250 230 200 |
Die Schweißbedingungen für die erste Art des Nahtschweißens von verzinkten Stahlblechen sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von aluminiumbeschichteten Stahlblechen
| Plattenstärke（mm） | Breite der Rollscheibe（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | ||||||
| 0.9 1.2 1.6 | 4.8 5.5 6.5 | 3.8 5.0 6.0 | 2 2 3 | 2 2 2 | 20 23 25 | 220 150 130 | |
Bei der zweiten Art von aluminiumbeschichtetem Stahlblech muss die Stromstärke, wie beim Punktschweißen, um 15-20% erhöht werden. Aufgrund der stärkeren Adhäsionserscheinungen als bei verzinktem Stahlblech müssen die Walzen regelmäßig gewartet werden.
Aluminiumbeschichtete Stahlbleche sind korrosionsbeständig gegenüber Benzin und werden daher häufig für Kraftstofftanks in Kraftfahrzeugen verwendet. Das Nahtschweißen von aluminiumbeschichteten Stahlblechen ähnelt dem von verzinkten Stahlblechen, wobei das Hauptaugenmerk auf der Rissbildung liegt. Die Prozessparameter sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:
Schweißtechnische Bedingungen für Verzinktes Stahlblech Nahtschweißung
| Plattenstärke（mm） | Breite der Rollscheibe（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | ||||||
| 0.8 | 7 | 3.6-4.5 | 3 5 | 2 2 | 17 18 | 150 250 | |
| 1.0 | 7 | 4.2-5.2 | 2 5 | 1 1 | 17.5 18.5 | 150 250 | |
| 1.2 | 7 | 4.5-5.5 | 2 4 | 1 1 | 18 19 | 150 250 | |
Naht Schweißen von rostfreiem Stahl ist weniger schwierig und wird in der Regel durch Wechselstromschweißen durchgeführt. Die nachstehende Tabelle zeigt die Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von nichtrostendem Stahl:
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von nichtrostendem Stahl (1Cr18Ni9Ti) (HB/Z78-84)
| Plattenstärke（mm） | Breite der Rollscheibe（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | ||||||
| 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 | 3-3.5 4.5-5.5 5.0-6.0 5.5-6.5 6.5-7.5 7.0-8.0 7.5-8.5 | 2.5-3.0 3.4-3.8 4.0-5.0 5.0-6.0 5.5-6.2 6.0-7.2 7.0-8.0 | 1-2 1-3 2-5 4-5 4-6 5-7 7-8 | 1-2 2-3 3-4 3-4 3-5 5-7 6-9 | 4.5-5.5 6.0-7.0 7.0-8.0 8.0-9.0 8.5-10 9.0-12 10-13 | 100-150 80-120 60-80 60-70 50-60 40-60 40-50 | |
Beim Nahtschweißen von Hochtemperaturlegierungen kommt es aufgrund des hohen elektrischen Widerstands und der wiederholten Erwärmung der Schweißnaht eher zu Kristallseigerungen und überhitzten Strukturen, die sogar zu Graten an der Werkstückoberfläche führen können.
Um dies zu vermeiden, sollte eine sehr langsame Schweißgeschwindigkeit und eine längere Abkühlzeit gewählt werden, um die Wärmeabfuhr zu erleichtern. Die nachstehende Tabelle zeigt die Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von Hochtemperaturlegierungen:
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von hochwarmfesten Legierungen (GH33, GH35, GH39, GH44)
| Plattenstärke（mm） | Elektrodenkraft（KN） | Zeit (Woche) | Schweißstrom（KA） | Schweißgeschwindigkeit（cm/min） | |
|---|---|---|---|---|---|
| Schweißen | aufhören | ||||
| 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 | 4-7 5-8.5 6-10 7-11 8-12 8-13 10-14 11-16 12-17 | 3-5 4-6 5-8 7-9 8-10 10-13 12-16 15-19 18-23 | 2-4 4-7 8-11 12-14 14-16 19-25 24-30 28-34 30-39 | 5-6 5.5-7 6-8.5 6.5-9.5 7-10 8-11.5 9.5-13.5 11-15 12-16 | 60-70 50-70 30-45 30-45 30-40 25-40 20-35 15-30 15-25 |
Wenn Naht Schweißen von AluminiumlegierungenAufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit und der starken Ablenkung muss der Schweißstrom im Vergleich zum Punktschweißen um 15-50% erhöht werden, und der Elektrodendruck muss um 10% erhöht werden.
Außerdem beeinträchtigen Einphasen-Wechselstrom-Nahtschweißmaschinen mit hoher Leistung das Gleichgewicht der dreiphasigen Lasten im Stromnetz erheblich.
Daher werden beim Nahtschweißen von Aluminiumlegierungen im Allgemeinen dreiphasige Gleichstromimpuls- oder Sekundärgleichrichter-Schrittschweißmaschinen verwendet. Die folgende Tabelle zeigt die Schweißbedingungen für das Schweißen von Aluminiumlegierungen mit der Gleichstrom-Puls-Nahtschweißmaschine FJ-400.
Schweißbedingungen für das Nahtschweißen von Aluminiumlegierungen
| Plattenstärke（mm） | Sphärischer Radius der Rollscheibe (mm) | Schrittabstand (Punktabstand) | LF21、LF3、LF6 | LY12CZ、LC4CS | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektrodenkraft（KN） | Schweisszeit (Woche) | Schweißstrom (KA) | Punkte pro Minute | Elektrodendruck (KN) | Schweißzeit (KA) | Schweißstrom (KA) | Punkte pro Minute | |||
| 1.0 1.5 2.0 3.0 3.5 | 100 100 150 150 150 | 2.5 2.5 3.8 4.2 4.2 | 3.5 4.2 5.5 7.0 – | 3 5 6 8 – | 49.6 49.6 51.4 60.0 – | 120-150 120-150 100-120 60-80 – | 5.5 8.5 9.0 10 10 | 4 6 6 7 8 | 48 48 51.4 51.4 51.4 | 120-150 100-120 80-100 60-80 60-80 |
Um die Wärmeabfuhr zu verbessern, sollte beim Nahtschweißen von Aluminiumlegierungen vorzugsweise eine kugelförmige Stirnwalze verwendet werden, die von außen wassergekühlt sein muss.
Die außergewöhnliche elektrische und thermische Leitfähigkeit von Kupfer und den meisten Kupferlegierungen stellt für Nahtschweißverfahren eine große Herausforderung dar. Diese Eigenschaften führen zu einer schnellen Wärmeabgabe, was es schwierig macht, die für das Schmelzen erforderliche Temperatur an der Schweißnaht zu erreichen und zu halten. Bestimmte Kupferlegierungen mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit, wie Phosphorbronze, Siliziumbronze und Aluminiumbronze, können jedoch unter bestimmten Bedingungen erfolgreich nahtgeschweißt werden.
Beim Nahtschweißen dieser gut verträglichen Kupferlegierungen müssen die Prozessparameter sorgfältig angepasst werden, um die einzigartigen Materialeigenschaften zu kompensieren:
Es ist wichtig zu beachten, dass selbst mit diesen Anpassungen die Schweißbarkeit und die daraus resultierenden Verbindungseigenschaften nicht mit denen von leichter schweißbaren Werkstoffen übereinstimmen können. Daher sollten für Anwendungen mit hochleitfähigem Kupfer und Kupferlegierungen, bei denen sich das Nahtschweißen als unpraktisch erweist oder zu unbefriedigenden Ergebnissen führt, alternative Verbindungsmethoden wie Hartlöten, Löten oder mechanische Befestigung in Betracht gezogen werden.
Das Nahtschweißen von Titan und seinen Legierungen erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung ihrer einzigartigen Eigenschaften, obwohl das Verfahren einige Ähnlichkeiten mit dem Schweißen von Edelstahl aufweist. Das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, die hervorragende Korrosionsbeständigkeit und die niedrige Wärmeleitfähigkeit von Titan erfordern spezielle Schweißparameter und -techniken.
Die allgemeinen Schweißbedingungen sind mit denen für rostfreien Stahl vergleichbar, doch sind einige wichtige Anpassungen erforderlich:
Durch die Einhaltung dieser Überlegungen und die Anwendung geeigneter Techniken können beim Nahtschweißen von Titan und Titanlegierungen hochwertige und dauerhafte Schweißnähte erzeugt werden, die für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin und der Industrie geeignet sind.
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.
DE 
EN 
AR 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO