Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zgrzewanie garbowe z zastosowaniem pneumatycznego i serwomechanicznego systemu docisku elektrod (część I)

Mikno Zygmunt

Dozór Techniczny

|

2019

|

z. 5

10--15

PL

W artykule przeanalizowano rezultaty zastosowania dwóch systemów docisku elektrod (pneumatyczny i serwomechaniczny) w procesie zgrzewania grabowego blach z wytłoczonym garbem. Obliczenia i eksperymenty przeprowadzono dla blachy o grubosci 1,5 mm i gatunku DX53 dla różnych wartości siły docisku (system pneumatyczny) i przemieszczenia elektrod (system serwomechaniczny). Przeprowadzono analizę porównawczą przy użyciu metody elementów skończonych (MES) - oprogramowanie SORPAR® i weryfikacji eksperymentalnej. W ramach badań przeprowadzono badania niszczące i nieniszczące (próbę wyłuskania, statyczną próbę rozciągania oraz badania metalograficzne). Analiza obejmowała rozkład przestrzenny gęstości mocy objętościowej w obszarze zgrzewania (szczególnie) materiale garbu dla określenia efektywności (skuteczności) nagrzewania dla obydwu systemów docisku elektrod. Przedstawiona metoda sterowania siłą lub/i przemieszczeniem elektrod w czasie zgrzewania garbowego jest całkowicie odmienna od metod stosowanych uprzednio i zmienia dotychczasowe poglądy w zakresie zgrzewanie garbowe. Całkowicie nowym rozwiązaniem jest zastosowanie serwomechanicznego systemu docisku elektrod z nowym sposobem sterowania siłą lub/i przemieszczeniem elektrod. Zastosowano algorytm hybrydowy, który zawiera w sobie sterowanie siłą docisku i przemieszczeniem elektrod. Przed i po przepływie prądu sterowanie odbywa sie w oparciu o sterownie siły docisku, a w czasie przepływu prądu sterowane jest przemieszczenie elektrod. Siła docisku wywierana przed przepływem prądu zgrzewania jest niższa w porównaniu do klasycznego systemu pneumatycznego docisku. Główne zalety takiego rozwiązania to: 1) mniejszy zgniot garbu na zimno, 2) mniejsza powierzchnia styku materiałów zgrzewanych, 3) początek stapiania materiału garbu następuje w czaszy garbu. Wymienione zalety eliminują tworzenie się niepożądanej i zarazem niekorzystnej zgrzeiny pierścieniowej na początku procesu zgrzewania. Rozwiązanie to umożliwia (kilkukrotne) wydłużenie czasu zgniotu garbu i generację w tym czasie większej energii w materiale garbu.

2

Projection welding of nuts with full projections with use of electromechanical operating force system

Mikno Zygmunt, Kowieski Szymon, Pilarczyk Adam

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 2

7--16

EN

The projection welding of nuts performed using the pneumatic force system (PFS) was subjected to numerical and experimental analysis enabling the identification of the window of welding parameters taking into consideration boundary conditions including expulsion, torsional strength and the deformation of the nut thread. The welding process was subjected to optimisation involving the use of a new, i.e. electromechanical force system (EFS). The optimisation-related approach involved the reduction of welding current and the extension of a welding current flow time in comparison with those obtained when using the pneumatic force system. It was assumed that the acceptance criterion would be the breaking torque not lower than that obtained under the most favourable welding conditions performed using the PFS. The research work involved comparative numerical calculations (performed using the SORPAS software) in relation to both, i.e. the PFS and EFS. The technological welding tests were performed using inverter welding machines (1 kHz) provided with various (electrode) force systems. The research work also included metallographic tests and torsional strength tests. As a result of the application of EFS and a special innovative hybrid algorithm for controlling the initial electrode force, a wider and higher weld core was obtained. The depth of "penetration" into the sheet was also greater. As a result, the welded joint has a higher strength (by 30%). Technological welding tests for the new EFS system were carried out for a 25% lower welding current compared to PFS. Despite the lower welding current for EFS, the welding energy is slightly lower but the welding quality for EPS is significantly higher.

PL

Zgrzewanie garbowe nakrętek przeprowadzano za pomocą systemu pneumatycznego docisku elektrod (SPD) i poddano analizie numerycznej i eksperymentalnej umożliwiającej identyfikację akceptowalnego okna parametrów zgrzewania z uwzględnieniem warunków brzegowych, w tym ekspulsji, wytrzymałości na skręcanie, odkształcenia gwintu nakrętki. Proces zgrzewania poddano optymalizacji polegającej na zastosowaniu nowego układu dociskowego, tzw. systemu elektromechanicznego docisku (SED). Optymalizacja polegała na zmniejszeniu prądu zgrzewania i wydłużeniu czasu jego przepływu w porównaniu z SPD. Założono, że kryterium odbioru będzie moment skręcający nie mniejszy niż uzyskany dla najkorzystniejszych warunków zgrzewania dla SPD. Badania obejmowały obliczenia numeryczne (oprogramowanie SORPAS) dla dwóch analizowanych systemów docisku, tj. SPD i SED. Technologiczne próby zgrzewania przeprowadzono na zgrzewarkach inwertorowych (1 kHz) wyposażonych w analizowane systemy docisku elektrod. Wykonano badania metalograficzne, wytrzymałościowe (na skręcanie). Dla SED i specjalnego innowacyjnego algorytmu hybrydowego sterowania siłą lub/i przemieszczeniem elektrod uzyskano i) większą i wyższą średnicę jądra zgrzeiny, ii) większą głębokość wtopienia do blachy, co w rezultacie wpływa na wzrost wytrzymałości (o 30%). Technologiczne próby zgrzewania dla nowego SED przeprowadzono dla niższego prądu zgrzewania o 25% w porównaniu do SPD. Pomimo tego dla SED energia zgrzewania była porównywalna z SPD.

3

Replacement of Projection Welding with the Spot Welding Process Illustrated Using an Example of a VW Crafter Door Window Frame

Pawłowska A.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

43--48

EN

The process of projection welding is widely used in the automotive industry, e.g. when welding nuts or joining thin car body sheets. The article presents the possible replacement of projection resistance welding with two-sided spot resistance welding performed using an electrode having a smaller work area than that of electrodes used in projection welding. The comparative study involved the performance of technological tests involving both welding methods. Elements subjected to welding were front door frames of a Volkswagen Cratfer (i.e. a light commercial van) manufactured by the Volkswagen factory in Września, Poland. The joints obtained in the technological tests were subsequently subjected to visual and destructive tests.

PL

Proces zgrzewania garbowego jest szeroko wykorzystywany w przemyśle motoryzacyjnym do przygrzewania nakrętek, a także do spajania cienkich blach karoseryjnych. W artykule przedstawiono możliwość zastąpienia zgrzewania rezystancyjnego garbowego zgrzewaniem punktowym dwustronnym elektrodą o mniejszej powierzchni roboczej (w porównaniu do zgrzewania garbowego). Badania porównawcze polegały na przeprowadzeniu technologicznych prób zgrzewania dla obu metod zgrzewania. Jako elementy zgrzewane wykorzystano ramkę drzwi przednich samochodu użytkowego Crafter, produkowanego w fabryce firmy Volkswagen we Wrześni. Uzyskane połączenia poddano ocenie wizualnej, a także przeprowadzono badania niszczące.

4

Analiza zależności kształtowo-wymiarowych zgrzein garbowych w elementach przeniesienia napędu wykonanych technologią MIAB

Korzeniowski M., Piwowarczyk T., Kustroń P., Ambroziak A., Mikno Z., Kozioł M., Krzywański S., Jabłoński D.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 8

5--10

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych i badań eksperymentalnych połączeń garbowych typu rura-blacha, występujących w układzie przeniesienia napędu pojazdu samochodowego. Zbadano wpływ materiału oraz geometrii garbu (jego średnicy, głębokości przetłoczenia i grubości blachy w miejscu garbu) na mechanizm tworzenia połączenia, w aspekcie zastosowanych parametrów procesu. Wyniki analizy numerycznej potwierdzono przeprowadzając badania makroskopowe. W toku przeprowadzonych prac stwierdzono, iż dla połączenia, w którym grubość blachy oraz głębokość przetłoczenia garbu jest mniejsza, powstaje zgrzeina pierścieniowa, którą wyeliminować można poprzez zastosowanie programu zgrzewania typu „slope” - z proporcjonalnym narastaniem prądu zgrzewania. Wykorzystanie programu „slope” oraz zmiana geometrii garbu umożliwiło uzyskanie prawidłowej zgrzeiny na całej powierzchni garbu.

EN

The article presents the results of numerical simulations and experimental research of projection welds made with using tube and plate, occurring in the transmission shaft of a motor vehicle. The effect of the material type and the geometry of the projection (the diameter, depth and thickness of the punch indentation) on the mechanism of formation of the connection, in the relation with the process parameters was examined. The results of numerical analysis was confirmed by metallography macro tests. It was found that for the connection, wherein the thickness of the steel plate and the depth of the punch indentation is lower the adverse circularshape weld is formed which can be avoided by the application of „slope program” – with proportional increasing rate of current. Using of the „slope program” and modification of projection geometry allows to obtain the proper shape of projection weld.

5

Compaction and welding of copper-stranded wires by resistance heating

Broda T., Franke K., Kranz B., Keitel S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 10

60--66

EN

Resistance welding is widely recognised as a safe and economical welding method, benefits that also apply to compaction and welding of copper-stranded wires. Few published studies have documented this, but there has so far not been any scientifically established methodology in this regard. The works presented here cover compaction and welding of copper-stranded wires. The application-oriented studies present the bonding mechanism and examination of strands towards defining a general parameter window, giving users a very simple tool for parameterisation. We first examined the bonds using three-point bending tests first, and discovered a correlation between bending force and strand cross-section area. This led to the introduction of a factor with general validity. Compacting factor K is a simple factor for specifying strand compaction, involving the properties and therefore options for further processing such as in projection welding.

PL

Zgrzewanie oporowe jest szeroko postrzegane jako stosunkowo bezpieczna i ekonomiczna metoda spajania, która może być zastosowana do brykietowania końców przewodów, linek i taśm miedzianych. W literaturze trudno o kompleksowe opracowanie tego zagadnienia. Prezentowana praca obejmuje brykietyzację (zagęszczanie) końców przewodów (lin) miedzianych. Badania zorientowano na ujawnienie mechanizmu wiązania i badania właściwości zgrzein oraz na określenie „okna” parametrów, dając użytkownikom bardzo proste narzędzie do parametryzacji procesu. Właściwości zgrzein badano za pomocą testów zginania i ujawniono korelację pomiędzy siłą zginania a powierzchnią przekroju brykietu. Wprowadzono współczynnik zagęszczenia K jako prosty czynnik określający zagęszczenie włókien.

6

Zgrzewanie garbowe w obliczeniach metodą elementów skończonych

Mikno Z., Bartnik Z., Derlukiewicz W., Kowieski Sz.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 11

64--70

PL

W artykule przedstawiono wyniki optymalizacji procesu zgrzewania garbowego blach (garb niepełny) dla materiału DX53 i grubości 1,5 mm. Przeprowadzono obliczenia MES z wykorzystaniem oprogramowania SORPAS. Dokonano zmian parametrów zadanych procesu zgrzewania w szerokim zakresie tj. prądu zgrzewania od 8 do 12 kA, siły docisku elektrod od 110 do 440 daN (od 50% do 200% wartości nominalnej) i czasu zgrzewania 300 ms. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie tabelarycznej, obrazów rozkładu temperatury i analizy graficznej wielkości jądra zgrzeiny od parametrów zadanych (prąd zgrzewania, siła docisku elektrod) wykorzystując oprogramowanie do analizy danych STATISTICA.

EN

The article presents the results of the optimisation of projection welding of 1.5 mm thick DX53 steel grade sheets (incomplete projection) carried out with the help of a pneumatic electrode pressure system. The research-related FEM calculations were made using the SORPAS software. Welding process pre-set parameters were changed in a wide range of a welding current (8kA - 12kA), electrode pressure force (110 daN – 440 daN) (from 50% to 200% of the nominal value); welding time being 300 ms. The results obtained, depending on the pre-set parameters (welding current, electrode pressure force) are presented in the form of tables as well as the images of temperature distribution and of the weld nugget graphic analysis. The presentation of the results was prepared using the STATISTICA data analysis software.

7

Wybrane aspekty zgrzewania garbowego blach stalowych w obliczeniach MES

Mikno Z., Bartnik Z., Lange A., Sikorski M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 10

65-71

PL

W artykule analizowano wpływ docisku konwencjonalnego (pneumatycznego) na proces tworzenia zgrzeiny garbowej z wykorzystaniem obliczeń MES oraz weryfikacji eksperymentalnej. W procesie zgrzewania garbowego siła docisku elektrod wpływa w istotny sposób na przebieg odkształcania się garbu nagrzewanego przepływającym prądem o zmiennej gęstości. Korelacja tych czynników wpływa na rozkład temperatury w obszarze zgrzewania, a tym samym na wytrzymałość uzyskiwanego połączenia. Obliczenia i eksperymenty przeprowadzono dla materiału DX53 o grubości 1,5 mm i różnych sił docisku (110, 220, 440 i 550 daN). Wykorzystując wyniki obliczeń MES, analizowano parametry tj.: zgniot garbu na zimno i w czasie przepływu prądu, przebieg rezystancji dynamicznej i mocy chwilowej, średnicę jądra oraz energię dostarczoną do zgrzeiny. W czasie eksperymentów rejestrowano prąd i napięcie zgrzewania, przemieszczenie i siłę docisku elektrod. Przeprowadzono badania niszczące i nieniszczące, w tym technologiczną próbę wyłuskiwania, statyczną próbę rozciągania złączy oraz pomiary średnicy zgrzein metodą ultradźwiękową. Badania ukierunkowane były na optymalizację procesu łączenia z uwzględnieniem aspektu sterowania siłą docisku, która może być realizowana za pomocą serwonapędu.

EN

The paper presents the analysis of the impact of conventional (pneumatic) pressure on formation of a projection weld using FEM calculations and it experimental verification. In projection welding, electrode pressure force has a significant impact on deformation of a projection heated by current of variable density. The correlation of these factors influences temperature distribution in a welding area and thus, the strength of a joint. Calculations and experiments were carried out for steel grade DX53 (1.5 mm-thick test plate) and various values of pressure force (110, 220, 440 and 550 daN). The FEM calculation results were used to analyze a number of parameters i.e. cold work of a projection and its plasticization during current flow, course of dynamic resistance and of momentary power, weld nugget diameter and energy supplied to a weld. The experiments involved the recording of welding current and voltage as well as of travel and pressure force of electrodes. The research also involved DT and NDT, including a technological peeling test, static tensile test and ultrasonic measurements of weld diameters. The purpose of the research was to optimize a welding process taking into consideration the aspect of pressure force control (for instance, by means of a servomotor).

8

Zgrzewanie garbowe blach mosiężnych.

Papkała H.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2006

|

R. 50, nr 3

33-38

PL

Przedstawiono wyniki badań na temat zgrzewania garbowego blach mosiężnych w gatunku M63 w stanie półtwardym oraz wskazano zalecenia dotyczące procesu wytwarzania, których spełnienie prowadzi do uzyskania satysfakcjonującego wyniku produkcyjnego i ekonomicznego.

EN

There are presented the results of investigations into projection welding of M63 sheet brass in semi-hard state. The recommendations relating to the fabrication process which enable to achieve satisfactory production and economical results have been given.

9

Rezystancyjne zgrzewanie garbowe elementów ocynkowanych hutniczo.

Zadroga L., Papkala H.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2006

|

R. 50, nr 1

58-61

PL

Przedstawiono wyniki prób rezystancyjnego zgrzewania garbowego nakrętek M10 ocynkowanych hutniczo z płytką stalową o grubości 2,5 mm również ocynkowaną hutniczo. Opisano problemy występujące przy zgrzewaniu rezystancyjnym elementów ocynkowanych hutniczo, sposób doboru warunków zgrzewania oraz przedstawiono wyniki badań wizualnych i niszczących. Uzyskane wyniki badań wykazały, że dobrane parametry zgrzewania takich elementów (nakrętek do płytek) pozwoliły na utworzenie wysokiej jakości połączeń spełniających stawiane wymogi.

EN

There are presented the test results of resistance projection welding of hot-dip zinc coated M10 nuts to 2,5 mm thick steel plates zinc coated by the same method. It has been presented the problems occurring in resistance welding of hot-dip zinc coated elements and the manner of selection of welding parameters as well as the results of visual inspection and destructive testing. The test results have shown that the selected parameters of welding such elements (nuts to plates) enable to obtain high quality joints satisfying the requirements imposed on them.

10

Technologia i urządzenia do zgrzewania elementów zamków drzwiowych.

Papkala H., Piątek M.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2001

|

R. 45, nr 4

57-58

PL

Omówiono stosowane dotychczas łączenie elementów metodą spawania łukowego oraz nitowania oporowego. Autorzy proponują bardziej nowoczesną metodę łączenia tych elementów, mianowicie poprzez zgrzewanie garbowe. Scharakteryzowano złącza zgrzewane i omówiono urządzenia do zgrzewania. Podano także parametry zgrzewania. Stwierdzono, iż wysoką jakość zgrzewania uzyskuje się dzięki zastosowaniu w urządzeniach do zgrzewania mikroprocesorowych układów sterowania i kontroli typu MUS-1521 oraz MUS-1521L, opracowanych przez Instytut Spawalnictwa.

EN

Used up to the present the joining of door lock elements by means of arc welding and riveting has been discusses. The authors propose a more modern method of joining these elements, namely by projection welding. They characterise projection welded joints and present the welding equipment. The welding parameters have been also given. It was found that high quality of welding was achieved owing to application of microprocessor control systems of the type MUS-1521 and MUS 1521L developed in The Instytut Spawalnictwa.

11

Zgrzewanie garbowe blach ocynkowanych

Majchrzak B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Mechanika

|

2000

|

Nr 47

33-43

PL

W pracy oceniono jakość złączy zgrzewanych garbowo blach ocynkowanych oraz wy- znaczono ubytek powłoki z cynku na powierzchni blachy nad zgrzeiną. Jakość złączy zgrzewanych garbowo blach ocynkowanych oceniono na podstawie statycznej próby ścinania oraz makroskopowych i mikroskopowych badań metalograficznych. Ubytek powłoki z cynku na powierzchni blachy nad zgrzeiną wyznaczono przez pomiar jej grubości przed zgrzewaniem i po.

EN

Researches concern the quality of joints of hump hooted fire zinc - plated sheets of metal l mm thick. The quality of tested hooted joints was estimated on the basis of statistic stretching trial and metalographical researches: macroscopic and microscopic. Results of these researches were completed with researches of zinc - plated coat loss in the hotted place. On the basis of carried out researches it was affirmet, that the quality of tested joints of humpy hotted zinc - plated sheets of metal arouses no reservations and the protective layer of zinc, in the place of hotting, remains retained.

12

Zgrzewanie garbowe blach ocynkowanych z dodatkową powłoką organiczną typu solplex.

Pietras A., Papkala H., Zadroga L.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2000

|

R. 44, nr 4

56-61

PL

W wyniku przeprowadzonych badań zgrzewalności na zgrzewarce prądu przemiennego oraz inwertorowej stwierdzono, iż zgrzewanie garbowe cienkich blach (0,7 mm) metalizowanych, z dodatkową powłoką organiczną, może być stosowane w ograniczonym zakresie, w produkcji małoseryjnej elementów, dla których prawidłowa budowa złącza garbowego ma znaczenie drugorzędne. Zgrzewalność blach o grubości 1,8 mm jest natomiast dobra. Można uzyskać zgrzeiny o właściwej budowie strukturalnej i wymiarach. Technologia zgrzewania garbowego takich blach może być stosowana do wytwarzania odpowiednich konstrukcji zgrzewanych.

EN

In consequence of investigations into weldability of galvanized sheet covered with an additional coating, carried out with use of a.c. and d.c. (inverter) welding machines it was found that the projection welding of metal sheet 0,7 mm in thickness, civered with special coatings, mainly with additional organic ones, could be applied only within a limited range, namely in small lot production of elements in which the regular structure of projection welds was of minor importance. However, weldability of sheet metal, 1,8 mm in thickness, was good. It was possible to obtain welds, the structure and dimensions of which were correct. Projection welding technology can be used to manufacture reliable welded structures made of such a material.