스폿 용접: 정밀 접합을 위한 팁과 기술
불꽃 하나만으로 금속이 매끄럽게 융합되는 세상을 상상해 보세요. 이것이 바로 금속 부품을 정밀하고 강력하게 결합하는 기술인 스폿 용접의 본질입니다. 이...
스폿 용접은 제조업에서 중요한 기술이지만, 실제로 얼마나 알고 계신가요? 이 블로그 게시물에서는 스폿 용접의 작동 원리, 주요 단계 및 용접 품질에 영향을 미치는 중요한 요소를 살펴보면서 스폿 용접의 복잡성에 대해 자세히 살펴봅니다. 엔지니어든 단순히 호기심이 많은 사람이든 이 흥미로운 여정에 동참하여 이 필수적인 접합 방법의 비밀을 풀어보세요.
스폿 용접의 작동 원리는 전류의 열 효과를 기반으로 합니다. 스폿 용접에서는 용접할 두 개의 공작물이 먼저 용접 클램프 또는 용접 건 실린더의 작용으로 상부 및 하부 전극에 의해 고정됩니다.
그런 다음 용접 전류(일반적으로 수천에서 수만 암페어 범위)가 줄의 법칙(Q=0.24I²Rt)에 따라 용접 지점에서 금속을 녹입니다. 용접 온도 에 도달하면 전류가 차단됩니다. 전극의 압력으로 용융 금속이 냉각되고 결정화되어 용접 덩어리를 형성합니다.
스폿 용접은 주로 박판 용접에 사용되며 조인트 스타일은 랩 조인트와 플랜지 조인트를 채택하는 경우가 많습니다.
스폿 용접에는 여러 유형이 있습니다. 조립 작업장에서는 주로 양면 싱글 포인트와 단면 더블 포인트의 두 가지 유형을 사용합니다.
양면 싱글 포인트
양면 싱글 포인트는 가장 널리 사용되는 스폿 용접 형태입니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 스폿 용접기 및 시트 스폿 용접기. 한 번에 한 지점만 용접할 수 있는 것이 특징입니다.
단면 더블 포인트
단면 더블 포인트는 주로 공작물의 동일한 표면에 적용되며, 반대쪽에는 전도성이 우수한 구리 전도성 판(블록)이 크게 부착되어 있습니다.
용접 변압기의 보조 와이어의 양쪽 끝이 전극에 연결되고 공작물이 전극과 구리 패드 사이에서 눌려집니다.
따라서 여러 개의 스폿 용접기 전극 블록을 조립할 때는 전극 블록과 전기 블록 지지대를 분리하기 위해 절연 재료를 사용해야 합니다. 유지보수 시에는 용접 시 션팅을 방지하기 위해 원래의 절연 패드를 설치해야 합니다.
각 지점 용접 프로세스 는 스퀴즈, 용접, 홀드, 휴식의 네 단계를 거쳐야 합니다. 각 단계는 일정 시간 동안 지속되며, 특히 스퀴즈 시간은 다음과 같습니다.스퀴즈용접 시간 t용접, 홀드 시간 t보류및 휴식 시간 t휴식. 이 네 가지 공정은 스폿 용접의 품질에 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 다이어그램에서 볼 수 있듯이
(1) 짜기:
스퀴즈 시간은 전극이 공작물에 압력을 가하기 시작하는 시점부터 전기가 통하기 시작할 때까지의 시간을 의미합니다. 이 시간 동안 전극은 용접에 필요한 압력을 가하여 공작물 사이의 밀착을 보장해야 합니다.
압착 시간이 너무 짧고 두 공작물이 밀착되기 전에 전기가 통하기 시작하면 높은 접촉 저항으로 인해 스폿 용접 중에 번스루가 발생할 수 있습니다.
(2) 용접:
용접 시간은 스폿 용접 공정에서 전극이 접촉하는 시간을 말하며, 공정의 중요한 단계입니다. 용접하는 동안 전극을 통과하는 전류가 공작물로 흐르면서 용접 지점에서 강한 저항 열이 발생합니다.
열의 초점에 있는 금속이 먼저 녹고, 녹은 금속은 아직 녹지 않은 금속과 플라스틱 상태의 금속 링으로 둘러싸여 녹은 금속이 흘러나오는 것을 방지합니다.
시간이 지남에 따라 용융된 핵이 팽창합니다. 용접 중 가열 속도는 매우 빠르고 저탄소 스틸 스폿 용접 는 0.06~0.1초 이내에 1800°C(금속의 녹는점보다 200~300도 초과) 이상에 도달할 수 있습니다. 간혹 전류가 너무 높거나 용접 시간이 너무 길면 전극의 압력으로 인해 스패터가 발생할 수 있습니다.
일반적으로 소량의 스패터는 허용되지만 과도한 스패터 는 용접 품질에 영향을 미치고 깊은 움푹 들어간 부분을 만들 수 있습니다. 일반적으로 덴트 깊이는 부품 두께의 20%를 초과하지 않아야 합니다.
(3) 유지 관리:
유지보수 시간은 전원을 끄고 전극을 들어올리는 동안 플라스틱 링 내부의 액체 금속이 압력을 받아 결정화되어 용접 핵을 형성하는 기간을 말합니다.
용접 핵의 액체 금속이 결정화되고 전극이 들어 올려지기 전에 용접 전류가 차단되면 용접 핵 금속이 밀폐된 플라스틱 링에서 응고되어 부피 보충이 충분하지 않아 수축 또는 다공성 구조가 발생합니다.
분명히 수축 또는 다공성 구조를 가진 용접 핵의 강도는 매우 낮으므로 유지 보수 시간이 필수 불가결합니다.
이렇게 하면 용접 핵이 압력 하에서 결정화되어 조밀한 구조가 만들어집니다. 두께가 1-1.5mm인 저탄소 강판의 경우 유지보수 시간은 0.1~0.2초인 반면, 두께가 8~10mm인 저탄소 강판을 용접할 경우 용접 핵이 완전히 결정화되는 데 약 1.5~2.5초가 소요됩니다.
따라서 유지 관리 시간은 이 값보다 짧아서는 안 됩니다. 그러나 유지 관리 시간이 지나치게 긴 것도 바람직하지 않습니다.
(4) 휴식:
휴식 시간은 공작물에서 전극을 들어올린 후 다음 사이클에서 압력 적용이 시작될 때까지의 시간을 말합니다. 공작물 이동, 위치 지정 및 용접기의 기계적 동작에 대한 시간 요구 사항을 충족하는 한 이 시간은 짧을수록 생산성이 높아지므로 더 좋습니다.
위에서 언급한 스폿 용접 사이클은 가장 기본적인 사이클이며 모든 금속 또는 합금의 스폿 용접에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
스폿 용접의 열원은 전류가 용접되는 금속을 통과할 때 발생하는 저항 열입니다.
따라서 스폿 용접 중 저항과 그 분포는 스폿 용접의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 스폿 용접 중 저항 R에는 전극과 공작물 사이의 접촉 저항 R 극, 공작물의 유효 저항 R 조각 및 공작물 사이의 접촉 저항 R 터치가 포함됩니다.
관계는 다음과 같습니다: R = 2R극 + R터치 + 2R조각이면 스폿 용접 중에 발생하는 저항 열은 다음과 같습니다: Q = 0.24I2(2R극 + 2R터치 + 2R조각)t.
스폿 용접 공정 중에 공작물이 가열되고 온도가 점차 상승함에 따라 용접 전류뿐만 아니라 공작물의 고유 저항과 접촉 저항이 모두 상당한 변화를 보인다는 점에 주목할 필요가 있습니다.
따라서 줄의 제 1법칙을 사용하여 스폿 용접 시 발생하는 저항 열을 정확하게 계산하는 것은 어려운 일입니다. 다음은 스폿 용접과 관련된 세 가지 주요 저항입니다.
접촉 저항은 전극 압력, 재료의 특성 및 부품의 표면 상태와 관련이 있습니다. 전극 압력이 증가하면 용접 공작물 표면의 돌출부가 분쇄되어 접촉점의 수와 면적이 증가하여 접촉 저항이 감소합니다.
스폿 용접에서는 용접기 용량이 작은 경우 스폿 용접 시 열을 조절하고 용접 품질을 향상시키기 위해 전극 압력을 변경하여 접촉 저항을 조정하는 경우가 있습니다.
마찬가지로 재료가 부드러우면 분쇄 강도가 낮아집니다. 따라서 동일한 압력 하에서 접촉면이 증가하여 접촉 저항이 감소합니다. 산화물과 먼지, 특히 전도도가 낮은 산화물은 용접 표면전류의 통과를 크게 억제하고 접촉 저항을 증가시킵니다.
접촉 저항은 온도에 따라 달라집니다. 용접 가열 과정에서 공작물의 온도가 점차 상승함에 따라 접촉점의 분쇄 강도가 감소하여 접촉 면적이 급격히 증가하고 접촉 저항이 급격히 감소합니다. 강철 부품의 온도가 600°C에 가까워지면 접촉 저항이 거의 사라집니다.
전극과 공작물 사이의 접촉 저항은 일반적으로 공작물 사이의 접촉 저항의 절반 정도입니다(즉, R극 = 0.5R터치. 이 저항은 스폿 용접에 해로우므로 작을수록 좋습니다.
이 저항이 너무 높으면 전극과 공작물 사이의 접촉 지점의 온도가 과도해져 표면 스패터 또는 번스루가 발생할 수 있습니다. 또한 전극이 공작물과 쉽게 용접되고 전극이 심하게 마모되어 스폿 용접에 어려움을 겪을 수 있습니다.
작업물 표면의 기름 얼룩, 불순물, 녹은 모두 이러한 부작용을 일으킬 수 있습니다. 또한 전극에 철 소재가 묻어 있는 경우 용접 전에 전극을 깨끗이 세척해야 합니다.
스폿 용접 시 용접 핵을 형성하는 데 필요한 열은 대부분 공작물의 내부 저항에 의해 발생하며, 용접 핵에 필요한 열의 90% 이상을 차지합니다.
공작물의 유효 내부 저항 R 조각은 부품의 두께, 전극과 공작물 사이의 접촉면의 직경 D, 용접된 공작물 재료의 저항 계수와 관련이 있으며 다음 방정식으로 나타낼 수 있습니다:
R조각 = Kxδ⁄D²ΧP
어디에:
스폿 용접 시 공작물 저항과 접촉 저항을 통과하는 전류에 의해 생성되는 총 열량 Q는 크게 두 부분으로 나눌 수 있습니다. Q의 한 부분은 용접 위치와 그 인접 영역에서 소비되어 금속의 이 부분을 용접 온도까지 가열하여 용접을 가능하게 합니다.
이 열의 일부는 용접에 유용하며, 이를 유효 열 Q 효과라고 부릅니다. 열의 다른 부분은 용접 위치 주변의 차가운 금속의 열 Q1, 전극과 냉각수에 의해 빼앗긴 열 Q2, 주변 공기로 방출되는 열 Q3을 보정하는 데 사용됩니다.
이 열의 일부는 용접되는 금속을 가열하는 데 사용되지 않으며 용접 핵의 열 형성에 쓸모가 없습니다. 이는 열 낭비이므로 쓸모없는 열 또는 손실 열이라고 합니다. 그림에서 볼 수 있듯이
위의 관계는 균형 방정식을 사용하여 표현할 수 있습니다:
Q = Q효과적 + Q손실 = q1 + q2 + q3 + q효과적
유효 열의 크기는 용접 부위 또는 금속의 부피, 온도, 열 물리적 특성에 따라 달라집니다. 부피가 금속 소재 는 용접 영역에서 고정되어 있으며 가열 시간과 관계가 없습니다. 그러나 열 손실 Q손실 는 가열 시간의 길이와 관련이 있으며, 시간이 길수록 Q손실.
Q효과적 는 용접 영역의 금속 부피, 온도 및 열 물리적 특성과 밀접한 관련이 있습니다. 공작물의 두께가 두꺼울수록 용접 영역의 금속 부피가 커지므로 스폿 용접 시 더 많은 열이 필요합니다.
Q손실 는 금속의 부피, 금속 재료의 열적 물리적 특성 및 주변 매체의 온도와도 관련이 있습니다.
용접 공작물의 크기가 클수록 금속의 열전도율이 더 좋고 주변 매체의 온도가 더 낮으며 용접 시간이 더 길어집니다.손실 도 더 많습니다. 즉, 열 전도성이 좋은 일부 유색 금속은 저탄소강보다 스폿 용접이 더 어렵습니다.
또한 Q손실 는 시간이 지남에 따라 증가하므로 용접 시 용접기의 출력이 용접 품질을 보장하기에 충분하다는 전제하에 더 짧은 용접 시간과 더 큰 용접 전류를 사용하도록 노력하세요.
용접 영역의 가열 온도와 가열 시간의 관계는 용접기가 아무리 강력하더라도 가열 시간이 증가함에 따라 용접 영역의 시작 온도가 급격히 상승하고 최종적으로 일정한 값을 갖는 경향이 있다는 것입니다.
가열 시간이 길어질수록 전극에서 방출되는 열은 증가하지만 주변의 차가운 금속인 전극으로 전도되는 열과 주변 매체로 손실되는 열도 함께 증가하기 때문입니다.
마지막으로 단위 시간당 저항에 의해 방출되는 열과 열 손실이 같아져 균형 상태에 도달하므로 작동 온도도 안정적인 값에 도달합니다.
따라서 고품질 용접 지점을 얻으려면 용접 시간을 달성하기 위해 열 효율을 줄이기 위해 용접 시간을 연장하는 방법을 끝없이 사용할 수 없으며 공작물에서 용접 할 영역의 온도가 용접 온도에 도달하지 않습니다.
스폿 용접 사양에는 스폿 용접 공정에서 우수한 용접 품질을 보장하기 위해 용접 품질과 밀접한 관련이 있는 다양한 파라미터가 포함됩니다. 스폿 용접의 주요 공정 파라미터 사양에는 용접 전류, 용접 시간, 전극 압력, 전극 작업면 직경 등이 포함됩니다.
스폿 용접 파라미터의 사양은 스폿 용접의 품질과 매우 중요한 관계가 있습니다. 따라서 스폿 용접 사양과 스폿 용접 품질 간의 관계를 면밀히 분석할 필요가 있습니다. 용접 매개변수 그리고 스폿 용접의 품질.
스폿 용접 시 용접 영역의 저항으로 인해 발생하는 열이 있습니다:
Q=0.24I_weld²-R-t용접 (cal)
Where:
스폿 용접 중 전극 압력 P극전극과 공작물 사이의 접촉면의 직경, 공작물의 재질, 두께 및 표면 품질이 변하지 않는다면 저항 R은 기본적으로 변하지 않습니다. 위 방정식의 저항에 의해 발생하는 열은 전류 I용접 및 시간 t용접. 용접 전류와 용접 시간이 증가함에 따라 용접 부위에서 점점 더 많은 열이 발생하며 특히 전류의 영향이 더 큽니다.
스폿 용접 중에 형성된 용접 핵의 크기는 저항에 의해 방출되는 열과 관련이 있습니다.용접 및 t용접 는 스폿 용접 시 스폿의 강도에 직접적인 영향을 미칩니다. 그래프에 표시된 곡선은 두께를 나타냅니다.
밀리미터 단위의 저탄소 강판을 스폿 용접할 때 용접 스폿의 인장 강도(PB)와 용접 시간(t) 사이에는 관계가 있습니다. 그림과 같이 용접 스폿 강도(PB)는 처음에는 용접 시간에 따라 급격히 증가하다가 용접 시간이 너무 길면 속도가 느려지고 마지막으로 감소합니다.
그림 2는 그림 1의 A, B, C, D 지점에서의 용접 너겟 품질의 단면도를 보여줍니다. 그림 1의 A 지점과 같이 용접 시간이 매우 짧으면 저항에 의해 방출되는 열이 너무 적어서 코어 금속을 녹일 수 없습니다.
따라서 그림 2a와 같이 용접 영역의 금속 중 일부만 전극의 영향을 받아 플라스틱으로 용접되고 용접 너겟이 형성되지 않습니다.
용접 시간이 증가하면 그림 1의 A와 B 지점 사이에서 용접 영역의 온도가 점차 상승하지만 그림 2b와 같이 아직 용접에 필요한 온도에 도달하지 못합니다.
그림 1에서 용접 너겟은 작고 강하지 않은 지점 B에 있습니다. 그림 1에서 선분 A-B의 기울기가 상대적으로 크다는 것을 알 수 있는데, 이는 용접 시간 및 기타 요인에 약간의 변화가 있어도 용접 품질에 큰 변동이 발생하여 품질 편차가 커진다는 것을 의미합니다.
그림 1의 B-C 세그먼트와 같이 용접 시간(t)을 연장하면 저항에 의해 방출되는 열이 그림 1의 그림 2의 C 지점에서와 같이 용접 지점의 온도를 점 용접에 필요한 온도까지 서서히 상승시킵니다.
용접 너겟이 필요한 기하학적 크기에 도달했으며 용접 품질이 최상의 상태입니다. 동시에 C 지점의 곡선이 가장 평평하고 용접 시간 및 기타 요인의 사소한 변화로 인해 용접 품질의 변화가 적어 강도가 가장 안정적입니다.
따라서 일반적으로 그림 1의 C 지점이 스폿 용접의 표준으로 선택됩니다.
스폿 용접 공정에서 일반적인 용접 너겟 직경은 전극과 공작물 사이의 접촉면 직경의 약 0.9~1.4배입니다. 즉:
d너겟 = (0.9~1.4) d전극
그림 1의 C-D 세그먼트와 같이 용접 시간을 더 연장하면 용접 품질이 점차 떨어지기 시작합니다. 이는 가열 시간이 너무 길어 가열 영역이 넓어져 용접 너겟 근처 영역에 심각한 과열이 발생하기 때문입니다.
반면에 용접 시간이 너무 길기 때문에 용융 코어가 너무 커지고 코어 외부의 플라스틱 금속 링이 압력 하에서 용융 금속을 포함 할 수 없어 그림 2d와 같이 과도한 스패 터링, 깊은 홈이 발생하여 용접 지점의 유효 단면적이 감소하고 용접 지점의 강도가 감소합니다.
용접 전류와 용접 지점의 품질 간의 관계는 용접 시간과 용접 지점의 품질 간의 관계와 유사하므로 여기서는 다시 설명하지 않습니다.
전극 직경은 전극과 공작물 사이의 접촉 표면의 직경을 나타냅니다. 전극 직경은 용접 품질과 밀접한 관계가 있습니다. 다른 공정 파라미터가 일정하게 유지되면 전극 직경이 증가함에 따라 용접 영역 전류 밀도가 감소하고 열 방출이 심해집니다.
이렇게하면 전극과 공작물 사이의 접촉면이 확대되어 용접 지점 형성에 불리하고 둘 다 용접 강도.
스폿 용접 공정에서 전극은 용접 지점의 수가 증가함에 따라 필연적으로 마모되거나 쌓이게 됩니다. 전극과 공작물 사이의 접촉면 직경이 점차 커지면 용접 스폿의 강도가 감소합니다. 따라서 용접 공정 중에 전극의 지속적인 유지 관리가 필요합니다.
정상적인 상황에서 전극(d)과 공작물(박판) 두께(δ) 사이의 접촉면 직경은 다음과 같은 관계를 갖습니다:
스폿 용접 시 전극 압력은 스폿 용접 공정 사양에서 가장 중요한 파라미터 중 하나입니다. 전극 압력(P)의 크기는 용접 금속 영역의 가열 상태에 직접적인 영향을 미칩니다.
압력(P)이 너무 낮으면 공작물 표면의 접촉이 불량해져 접촉 저항이 높아져 공작물이 타거나 전극이 손상될 수 있습니다.
압력(P)이 너무 낮으면 전극이 공작물에 가하는 압력이 부품 변형을 극복하는 강성력보다 작아 두 공작물이 용접 지점에서 접촉할 수 없고 용접 부위에 용접 너겟이 형성되지 않을 수 있습니다.
전극이 공작물에 가하는 힘은 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 한 부분은 공작물의 탄성 변형을 극복하여 공작물이 접촉할 수 있도록 하고, 다른 부분은 용접 접촉면을 서로 누르는 데 사용됩니다.
공작물의 변형을 극복하는 힘과 전극이 공작물에 가하는 압력은 공작물의 두께와 관련이 있으며, 공작물의 두께가 증가함에 따라 압력이 증가합니다.
다른 매개 변수가 변경되지 않은 상태에서 전극 압력이 증가하면 용접 지점의 강도가 점차 감소합니다.
전극 압력이 증가하면 전류 밀도가 감소하고 손실되는 열량이 증가하기 때문에 용접 영역의 가열이 더 어려워져 용접 덩어리의 크기가 줄어들고 용접 품질이 떨어질 수밖에 없습니다.
전극 압력을 높이면서 용접 전류를 증가시키거나 전극 압력을 높이면서 용접 시간을 적절히 연장하여 용접 스폿의 강도를 유지하면 전극 압력이 높아질수록 용접 스폿의 강도가 점점 더 안정적으로 유지됩니다.
스폿 용접 중 션팅은 전류의 일부가 공작물의 용접 영역을 우회하여 다른 회로를 형성하는 것을 말합니다. 용접되지 않은 영역을 통해 흐르는 전류를 션트 전류라고 합니다.
용접 스폿을 용접할 때 공작물과 용접 암이 접촉하기 때문에 전류의 일부가 용접 영역을 우회하여 다른 회로를 형성합니다. 션팅은 용접 영역을 통해 흐르는 전류를 감소시켜 용접 지점의 불충분한 가열과 다음과 같은 품질 문제를 초래합니다. 용접 불량.
동시에 션트 회로에서 공작물과 클램프 암 사이의 접촉 영역은 용접 클램프와 공작물을 태우는 "화재"가 발생하기 쉽습니다.
션팅에는 여러 가지 이유가 있으며, 경우에 따라 션팅은 용접 지점의 품질에 상당한 영향을 미칩니다. 따라서 스폿 용접에서 발생하는 션팅은 제때에 제거해야 합니다.
다음은 스폿 용접 시 흔히 발생하는 몇 가지 션팅 현상입니다:
용접기 변압기의 2차 전선과 기계 본체는 모두 절연되어 있습니다. 유지 보수를 제때 수행하지 않으면 절연 불량 또는 고장으로 인해 션트가 발생하고 심각한 경우 용접을 수행 할 수 없습니다.
예를 들어, 다점 용접기의 전도성 클램프 부분, 절연 조인트, 개스킷 등은 정기적으로 절연 성능을 테스트하고 문제가 있는 경우 제때 수리해야 합니다. 일반적으로 절연 저항은 킬로볼트당 0.5메가옴 이상이어야 합니다.
인접한 두 용접 지점 사이의 거리가 작을수록 션트 경로의 저항이 작아지고 션트가 커집니다.
따라서 스폿 용접 시에는 션팅의 영향을 줄이기 위해 공정 요구 사항에 따라 스폿 거리를 선택해야 합니다.
공작물의 두께가 증가하면 션트가 더 심해집니다. 이는 공작물 두께가 증가하면 션트 경로의 금속 전도성 단면적이 증가하고 션트 경로의 저항이 감소하여 션팅이 증가하기 때문입니다.
스폿 용접 공정에서 한 번에 두 층의 판재를 스폿 용접하는 경우, 작업물 수의 증가는 작업물 두께의 증가와 동일하기 때문에 인접한 용접 지점에서의 분로는 한 번에 세 층의 판재를 스폿 용접하는 경우보다 작습니다.
또한 용접 스폿의 용접 순서, 공작물의 표면 상태 및 전극 압력은 모두 스폿 용접 중 션팅에 영향을 미칩니다.
요컨대, 션팅을 유발하는 요인은 여러 가지가 있으며 스폿 용접에 미치는 영향은 다릅니다. 그중에서도 2차 회로의 접촉으로 인한 션팅은 스폿 용접의 품질에 더 큰 영향을 미치므로 션팅이 발생하지 않도록 정기적으로 점검해야 합니다.
품질 용접 외부와 내부 모두에 결함이 없어야 합니다. 외부적으로 용접 부위는 둥글고 매끄러워야 하며 화상, 깊은 함몰 및 기타 다양한 결함이 없어야 합니다.
내부에는 수축 구멍, 느슨함 또는 균열과 같은 결함이 없는 적절한 크기의 조밀하게 주조된 용접 너겟이 있어야 합니다.
공작물을 제대로 세척하지 않거나 표준을 부적절하게 선택하면 스폿 용접에 결함이 발생할 수 있습니다.
스폿 용접의 주요 결함은 다음과 같습니다:
융착 부족은 스폿 용접 중에 "렌틸콩" 모양의 주조 스폿 용접 구조가 형성되지 않을 때 발생합니다. 이 결함은 용접 지점의 강도를 크게 감소시키기 때문에 가장 위험합니다. 또한 이 결함은 일반적으로 외부에서 감지할 수 없습니다.
용착 불량의 주요 원인은 용접 전류 밀도가 너무 낮거나 용접 시간이 짧아 용접 영역의 가열이 불충분하기 때문입니다. 용접 공정 사양의 부적절한 조정, 2차 회로의 저항 증가, 션팅의 존재 또는 네트워크 전압 강하 등 용접 영역의 전류가 감소하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.
스패터는 스폿 용접에서 종종 발생합니다. 약간의 스패터는 피할 수 없지만 스패터가 너무 크면 깊은 홈이 생깁니다. 작업 표면의 함몰이 너무 깊으면 용접 너겟의 강도가 크게 감소합니다. 스패터에는 초기 스패터와 최종 스패터의 두 가지 유형이 있습니다.
초기 스패터는 전류가 차단되는 순간 발생합니다. 주된 이유는 예압 시간이 너무 짧거나 공작물 표면이 깨끗하지 않거나 압력이 낮기 때문입니다. 최종 스패터는 전기 공급이 끝날 때 발생합니다.
주된 이유는 용접 전류가 너무 크거나 용접 시간이 너무 길어 전극 압력 하에서 주변 플라스틱 링이 감당할 수 없는 많은 양의 녹은 금속이 코어에 유입되어 액체 금속이 넘쳐나기 때문입니다.
스패터를 제거하는 방법은 스패터의 원인을 찾아 용접 사양을 적절히 조정하거나 공작물의 표면 품질을 개선하는 것입니다.
이 결함의 주요 원인은 불결한 공작물 표면, 평평하지 않거나 금속이 부착된 전극 표면, 용접 사양의 부적절한 조정입니다.
일반 용접 스폿 표면의 전극 홈 깊이는 공작물 두께의 20%를 초과하지 않아야 합니다. 전극 홈이 지나치게 깊게 패이는 주된 이유는 용접 지점의 심한 과열, 심한 스패터, 너무 작은 전극 표면 직경 및 너무 큰 공작물 조립 간격입니다.
균열의 주된 이유는 용접 합금강의 일반적인 결함인 너무 빠른 냉각으로 인해 발생합니다. 저탄소강 용접.
느슨해짐과 수축 구멍은 주로 전극 압력이 너무 낮거나 유지 시간이 너무 짧아서 발생합니다.
위의 결함 중 융합 부족, 공작물 표면의 용융, 번스루, 너무 깊은 홈이 생기는 심각한 스패터 등은 저탄소강 스폿 용접에서 흔히 발생합니다.
스폿 용접에 사용되는 전극은 압력과 전류를 공작물에 전달하는 데 사용됩니다. 분당 60개 이상의 스폿을 용접할 수 있는 최신 스폿 용접기에서는 스폿 용접 시 전극 마모가 심각합니다.
만약 전극 재료 가 불량하거나 전극 구조 설계가 불합리하면 사용 중 전극 마모가 악화되어 전극 수리 시간이 길어지고 전극 재료가 많이 낭비됩니다.
따라서 전극 재료와 전극의 선택은 용도에 따라 결정해야 합니다. 저탄소강 스폿 용접용 전극 재료는 다음 사항을 충족해야 합니다:
우수한 전기 및 열 전도성. 우리가 사용하는 크롬-지르코늄-구리 전극은 75%의 순수 구리보다 작을 수 없습니다. 전기 및 열 전도성이 좋지 않으면 전극의 온도가 상승하고 강도가 감소 할뿐만 아니라 전극 마모도 악화되기 때문입니다. 또한 심한 접착력이 발생하여 일부 공작물 금속이 전극에 달라 붙어 번 스루를 유발할 수 있습니다.
특히 500-600°C에서 특정 고온 경도를 가지며, 이 경도를 유지할 수 있습니다. 고온 경도가 높을수록 용접 과정에서 전극이 쌓일 가능성이 줄어듭니다.
일반적으로 스폿 용접 시 공작물과 전극 사이의 접촉점 온도는 용접된 금속의 융점의 절반 정도입니다. 전극 재료가 실온에서는 경도가 높지만 고온에서는 경도가 낮은 경우 스폿 용접 공정 중에 쌓이기 쉽습니다.
스폿 용접 시 전극과 공작물의 접촉면이 산화되는 경향을 줄이기 위해 특정 고온 산화 저항성을 가지고 있습니다. 이는 접촉 저항을 줄여 용접 품질의 안정성을 보장합니다.
위의 세 가지 조건은 서로 모순됩니다. 순수 구리는 크롬-지르코늄 구리에 비해 전기 및 열 전도성이 가장 우수하지만 특히 낮은 재결정 온도에서 경도가 낮습니다. 따라서 구리는 전극으로 사용할 수 없습니다.
전극 모양과 크기가 전극 성능에 미치는 영향은 다음과 같습니다:
1. 전극 접촉면의 직경(d)은 일반적으로 공작물의 두께에 따라 결정됩니다.
그리고 전극 콘 각도는 공작물의 구조에 따라 선택할 수 있습니다. 전극 수명의 관점에서 볼 때 원뿔 각도가 클수록 열 방출이 우수하고 전극이 쌓일 가능성이 적으며 변형 가능성이 적습니다. 일반적으로 1050 정도가 적당합니다.
전극 냉각수 구멍의 바닥에서 전극의 끝면까지의 거리는 전극의 성능과 큰 관계가 있습니다.
이 거리가 작을수록 전극이 더 잘 냉각되고 단위 마모 길이당 용접 지점이 많아지며 전극 결합 현상이 줄어듭니다. 그러나 이 거리가 너무 작으면 전반적으로 전극의 수명이 줄어듭니다.
거리가 너무 길면 전극을 사용하기 시작할 때 전극 마모의 단위 길이당 용접되는 용접 포인트 수가 적고 전극에 달라 붙는 경향이 더 큽니다.
일반적으로 전극 냉각수 구멍의 바닥에서 전극의 끝면까지의 거리는 10-15mm입니다. 전극이 2-3mm로 마모되면 전극 마모의 단위 길이당 용접되는 용접 지점의 수는 많지만 다음과 같은 경우 경화가 쉽게 발생할 수 있습니다. 금속 소재 가 높은 경향이 있습니다.
2. 워터 코어의 끝에서 전극 냉각수 구멍의 바닥까지의 거리입니다.
워터 코어 끝에서 전극 냉각수 구멍까지의 거리는 전극의 수명과 큰 관계가 있습니다. 거리가 너무 짧으면 냉각수가 원활하게 흐르지 않아 전극이 잘 냉각되지 않습니다.
사용 중에 전극은 가열, 쌓임, 마모 증가, 심각한 전극 고착이 발생하기 쉬우므로 전극의 수명이 단축되고 용접 품질을 보장하기 어렵습니다. 그러나 너무 길면 바닥의 물이 움직이지 않기 때문에 전극 냉각수 구멍의 바닥에 "죽은 물"이 나타납니다.
따라서 이 부분은 용접 중 지속적인 온도 상승으로 인해 기화되어 냉각수를 차단합니다. 이로 인해 전극 냉각이 불량해지고 용접 품질에 영향을 미치며 전극의 수명이 감소합니다. 일반적으로 워터 코어에서 전극 바닥까지의 거리는 6~8mm입니다.
3. 스폿 용접 전극의 작업 표면 모양은 공작물의 모양과 재료의 특성에 따라 결정됩니다.
일반적으로 사용되는 전극 작업 표면의 모양은 특정 상황에 따라 선택할 수 있습니다. 우리가 사용하는 모든 종류의 전극은 공정 카드에 명시되어 있으며 쉽게 변경할 수 없습니다.
저탄소강은 우수한 용접성. 저탄소강의 공정 매개 변수는 넓은 범위 내에서 다양할 수 있으므로 사양이 엄격한지 여부에 관계없이 우수한 스폿 용접 강도를 얻을 수 있습니다.
토론 내용은 다음과 같이 세분화됩니다:
용접하기 전에 접촉 저항이 스폿 용접 품질에 미치는 영향을 줄이기 위해 공작물 표면을 세심하게 청소해야 합니다. 저온 스폿 용접 시 압연 강철 플레이트는 산화물 층이 없기 때문에 일반적으로 특별한 처리가 필요하지 않습니다.
그러나 드로잉 과정에서 드로잉 오일이나 표면 불결이 있고 부품에 높은 표면 품질이 필요한 경우 용접 전 세척을 수행해야 합니다. 표면이 녹슬었거나 더러운 경우에도 철저히 청소하여 접촉 불량으로 인한 번스루 또는 용접 불량과 같은 품질 문제를 방지해야 합니다.
용접 품질은 사용되는 용접 방법 및 사양 매개변수와 관련이 있을 뿐만 아니라 부품의 가공 정확도 및 조립 정밀도와도 크게 연관되어 있습니다. 부품의 정확도가 낮거나 불안정하면 용접 중에 과도한 조립 간격과 번스루가 발생할 수 있습니다.
박판 구조 부품을 스폿 용접할 때는 조립 간격이 0.5~1.0mm를 초과하지 않아야 합니다. 후판 후크 부품이나 강성이 높은 부품을 스폿 용접할 때는 조립 간격이 더 작아야 하며, 가급적 0.1~0.2mm를 넘지 않아야 합니다.
부품 간격이 너무 크면 효과적인 조치를 취해야 하며, 번스루 또는 용접 불량 방지를 위해 공작물이 잘 접촉된 후에만 용접을 시작해야 합니다.
전극의 모양은 공정 요구 사항에 따라 공작물 및 구조에 따라 결정되며 전극의 사양 및 전극 막대 를 쉽게 변경해서는 안 됩니다.
용접 과정에서 전극의 중심선이 일치하고 전극 헤드의 모양이 공작물의 구조적 요구 사항을 충족하는지 확인하는 것이 필수적입니다.
또한 전극 간격이 너무 크거나 너무 작아서는 안 됩니다. 규정 미준수가 발견되면 과도한 스패터, 번스루, 용접 너겟의 오프셋과 같은 품질 결함을 방지하기 위해 적시에 교체 및 조정해야 합니다.
스폿 용접 공정 중에 전극이 마모되어 공작물과의 전극 접촉면의 직경이 점차 커지는 경우가 종종 있습니다. 직경 증가는 공정 사양 용접 너겟 직경의 20%를 초과해서는 안되며, 초과할 경우 적시에 수리해야 합니다.
작업물 표면이 깨끗하지 않거나 전극 압력이 너무 낮거나 조립 상태가 좋지 않아 작업물이 타는 경우 전극 접촉 표면이 많은 철 금속을 녹이는 경우가 종종 있습니다.
파일링하지 않으면 스폿 용접을 계속하면 추가 번스루가 발생할 수 있습니다. 따라서 전극 표면이 철 금속으로 부착된 것을 발견하면 용접하기 전에 특수 공구를 사용하여 전극 표면을 갈거나 수리해야 합니다.
강한 사양을 사용하든 약한 사양을 사용하든 저탄소강을 사용하면 우수한 스폿 용접 품질을 얻을 수 있습니다.
강력한 사양을 사용하면 생산성을 크게 높이고 전력 소비를 줄이며 용접 너겟 변형을 최소화할 수 있습니다. 강한 사양의 용접은 더 높은 용접기 출력이 필요하므로 대규모 생산에 자주 사용됩니다. 약한 사양은 저출력의 용접기에서 스폿 용접에 사용할 수 있습니다.
그러나 사양이 약하면 용접 시간이 길어지기 때문에 생산 속도가 낮을뿐만 아니라 전력 소비가 높고 용접 변형도 더 큽니다. 따라서 용접기의 출력이 충분하다면 가능한 한 더 큰 사양의 용접을 채택해야합니다.
다음은 특정 상황에 따라 선택할 수 있는 강력한 사양을 사용하여 두께 0.5mm ~ 2.0mm의 저탄소강 부품을 스폿 용접하는 사양 매개변수입니다.
| 시트 두께(mm) | 전극 지름(mm) | 전극 압력(kg) | 용접 시간(초) | 용접 전류(A) | 전력(킬로볼트암페어) |
| 0.5 | 4 | 70~120 | 0.10.2 | 4000~5000 | 10~20 |
| 1.0 | 5 | 100~200 | 0.20.4 | 6000~8000 | 20~50 |
| 1.5 | 6 | 150350 | 0.250.5 | 8000~12000 | 40~60 |
| 2.0 | 8 | 250~500 | 0.350.6 | 9000~14000 | 50~75 |
공작물 간 두께 차이가 3배 이내인 경우 스폿 용접은 어렵지 않습니다. 이때 용접 사양 매개 변수는 주로 공작물에 의해 결정되며 용접 전류를 높이거나 용접 시간을 적절하게 연장 할 수 있습니다.
두 공작물 사이의 두께 차이가 너무 크면 특별한 조치를 취하지 않으면 두 공작물의 두께 합의 중앙 근처에 너겟이 형성되어 공작물을 함께 용접할 수 없습니다.
얇은 판과 접촉하는 전극 지름을 줄이고 두꺼운 판과 접촉하는 전극 지름을 늘리면 두꺼운 판이 얇은 판보다 열 방출이 더 잘되어 너겟이 얇은 판 쪽으로 이동하여 두 판 사이의 접촉 부분에 정확하게 위치하여 조각을 서로 용접합니다.
3겹 판재를 스폿 용접할 때 다음 원칙에 따라 사양 매개변수를 결정할 수 있습니다:
두꺼운 판재 양쪽에 두 개의 얇은 판재가 있는 경우, 용접 전류를 적절히 증가시키거나 용접 시간을 연장하면서 얇은 판재에 따라 사양을 결정할 수 있습니다.
얇은 판재가 두 개의 두꺼운 판재 사이에 있는 경우, 용접 전류를 일부 줄이면서 두꺼운 판재에 따라 사양을 선택할 수 있습니다.
저탄소 스폿 용접 강판 두께가 5mm(단일 조각 기준)를 초과하는 것은 상대적으로 어렵습니다. 그 이유는 다음과 같습니다:
공작물의 두께가 두꺼울수록 강성이 커지므로 필요한 전극 압력도 커집니다.
두꺼운 강판은 일반적으로 열간 압연되며 표면에 두꺼운 흑색 산화피막이 있어 청소가 어렵습니다.
높은 전극 압력과 긴 용접 시간으로 인해 전극 마모와 소모가 상당합니다.
대형 션트.
큰 용접기 출력이 필요합니다. 가장 눈에 띄는 문제는 용접기의 높은 출력과 큰 전극 소비량입니다. 일반적으로 두께가 5mm 이상인 저탄소 강판의 스폿 용접에는 200KVA 이상의 출력이 필요하며 공급되는 전극 압력과 전류가 매우 큽니다.
일반 스폿 용접 사이클(한 번 전기가 통하는 경우)을 스폿에 사용하는 경우 두꺼운 강철 용접 플레이트의 경우, 긴 통전 시간으로 인해 고온과 고압에서 전극이 빠르게 마모되어 용접이 어려워집니다.
전극 마모를 줄이기 위해 펄스 스폿 용접 사이클, 즉 용접 중에 연속적인 통전을 사용하는 것이 아니라 통전 - 전원 끄기 - 통전 - 전원 끄기의 다중 펄스 스폿 용접 사이클을 채택할 수 있습니다.
이렇게 하면 파워 갭 시간 동안 전극이 냉각되어 전극 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 펄스 전기 횟수, 전기 시간 길이 및 갭 시간은 공작물의 두께에 따라 달라집니다.
프로젝션 용접 은 스폿 용접의 변형이며, 용접 사양은 스폿 용접과 거의 동일합니다. 프로젝션 용접은 종종 박판 용접에 사용됩니다.
투영 용접의 공정 특징은 용접할 부품 중 하나에 특정 기하학적 크기의 볼록한 점을 하나 또는 여러 개 펀칭하여 공작물의 접촉 지점에서 용접을 수행하는 것입니다.
볼록한 점은 압력과 전류를 매개하는 역할을 하므로 프로젝션 용접은 전기를 절약하고 생산 속도가 더 높습니다. 그러나 프로젝션 용접은 볼록 포인트의 기하학적 크기와 압력 및 전기 제어에 대한 요구 사항이 더 높습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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