SUDAREA ARCULUI ȘI PUNCTUL DE REZISTENȚĂ AL FOLIEI SUBȚINE A VEHICULULUI

Universitatea din Miskolc Facultatea de Inginerie Mecanică și Informatică Institutul de Materiale Structura și Tehnologia Materialelor ARC ȘI REZISTENȚĂ PUNCTUL DE SUDARE A VEHICULULUI FOLII SUBȚINE Lajos Mitró WIH6AS 3950 Sárospatak, Hunyadi utca 15.

CUPRINS 1. Aplicabilitatea și sudabilitatea foilor subțiri. 4 1.1 Introducere. 4 1.2 Evoluții în știința materialelor în industria auto. 6 1.2.1 Fundamentele științei materialelor. 6 1.2.2 Oțeluri utilizate în industria auto. 7 1.3 Utilizarea foilor subțiri auto. 13 1.3.1 Aplicabilitatea discurilor subțiri. 13 1.3.2 Tehnologia de galvanizare. 15 1.3.3 Sudabilitatea foilor subțiri auto acoperite. 19 2. Comparația sudurii prin arc și rezistență la punct. 23 2.1 Prezentare succintă a procedurilor de sudare. 23 2.2 Sudarea prin rezistență. 24 2.2.1 Proceduri de sudare prin rezistență. 24 2.2.2 Tehnologie de sudare prin puncte de rezistență. 25 2.2.3 Echipamente de sudură prin rezistență. 29 2.2.4 Aplicabilitatea sudării prin puncte de rezistență. 30 2.4 Sudarea prin puncte de arc. 32 2

2.4.1 Bazele sudării cu arc. 32 2.4.2 Proceduri utilizate pentru sudarea prin puncte de arc. 33 2.5 Compararea rezistenței și a sudurii prin arc. 36 3. Experiment de sudare prin puncte de rezistență. 38 3.1 Examinarea materiei prime de sudat. 38 3.2 Încercarea de sudare prin punct de rezistență. 44 4. Experimente de sudare prin puncte de arc. 58 4.1 Experiment de sudare la punct cu arc TIG. 58 4.2 Experimentul de sudare cu arc VFI. 64 4.3 Comparație. 68 5. Rezumat. 69 3

poluarea prin reducerea greutății, pe de altă parte, greutatea redusă are ca rezultat un consum mai mic, satisfăcând astfel nevoile clienților. În același timp, prin reducerea greutății, ne aflăm în fața cerințelor din considerente de siguranță, care necesită o lucrare atentă de proiectare și o selecție a materialelor. Ca răspuns la diverse nevoi, industria auto se îndreaptă spre utilizarea oțelurilor din ce în ce mai rezistente, totuși, pe măsură ce rezistența crește, formabilitatea materialelor scade de obicei, în timp ce formarea este o problemă cheie în fabricarea pieselor caroseriei auto. Dezvoltarea științifică a oțelurilor care îndeplinesc chiar și cerințe contradictorii este încă în curs de desfășurare astăzi. Următoarea figură prezintă cele mai importante evoluții ale științei materialelor din ultimii 35 de ani în domeniul oțelurilor utilizate în industria auto [Eroare! Marcajul nu este definit.]. Figura 1. Rezultatele dezvoltării oțelului în domeniul materialelor din tablă auto 5

1.2 Evoluția științei materialelor în industria auto 1.2.1 Fundația științei materialelor Rezultatul eforturilor de a atinge o greutate mai mică (greutatea proprie) este structura plastică și caroseria realizate din foi subțiri în formă de plastic. Acest lucru creează o contradicție, deoarece foile de oțel subțiri, dar cu înaltă rezistență sunt prelucrate pentru a reduce greutatea, care poate fi ușor distrusă în timpul formării la rece. Eforturile de eliminare a acestei probleme au dus la oțeluri AHSS. Figura 2 Relația dintre rezistența la întindere și alungirea specifică [2] Figura 2 arată relația dintre rezistența la întindere și alungirea specifică a oțelurilor. Valoarea formată din produsul rezistenței la tracțiune și alungirii specifice, k m = mai puțin de 20.000. Grupul oțelurilor avansate de înaltă rezistență include oțeluri tip DP (dublu-fază), TRIP (plasticitate indusă de tranziția de fază), CP (fază complexă) și MART (oțel martensitic de înaltă rezistență) [3]. Cunoașterea structurilor de țesături fier-carbon este esențială pentru înțelegerea subiectului. Fierul 6

apariția temperaturii de transformare făcând astfel formabilitate și afectând sudabilitatea. Carbonul poate fi prezent doar în cantități mici, 0,1-0,2%, deoarece afectează rezistența la fracturi fragile, sudabilitate și formabilitate. Ca micro-aliaje poate conține V, Ti, mult, N, a căror cantitate nu poate depăși 0,15%. Microaliajele contribuie la efectul de consolidare a rezistenței limitelor cristalelor prin întărirea precipitațiilor, întărirea prin dizolvare și efectul lor de rafinare a cerealelor [7]. Figura 3. Structura țesăturii din oțel HSLA Proprietățile remarcabile ale oțelurilor HSLA sunt obținute în timpul producției prin formarea plasticului la temperatura optimă urmată de un proces de răcire controlat. Rafinarea cerealelor joacă un rol important în realizarea proprietăților potrivite. Prin urmare, microaliajele Nb, V, Ti și Al sunt responsabile. Dacă aliajul este slab solubil în austenită, acesta precipită la limitele bobului și astfel inhibă creșterea cristalitelor. Dimensiunea particulelor de ferită este influențată în continuare de faptul că s-au format din particule recristalizate sau fără recristalizare după modelare. 9

Figura 8 Tehnologia Sendzimir Zincul necesar pentru zincare ajunge în loturi sau în blocuri. Substanțele chimice necesare pentru decapare ajung la uzină în recipiente din plastic, sticlă sau vagoane cisternă, care sunt depozitate în conformitate cu reglementările. Înainte de zincare, este esențial să curățați suprafața de grăsimi, ulei și lubrifianți. Acest lucru se face de obicei în băile de degresare alcaline. Datorită densității mai mici a emulsiei instabile saturate cu grăsimi și uleiuri dizolvate, aceasta plutește până la vârful băii de degresare, de unde este îndepărtată. Temperatura, compoziția, concentrația și timpul de tratament al băii de degresare determină calitatea tratamentului. În caz de degresare necorespunzătoare, contaminanții rămași la suprafață nu numai că degradează calitatea piesei de prelucrat contaminate, ci prezintă și riscul de a contamina cada ulterioară [13]. Pentru a îndepărta rugina, turnarea crustei, rugina la suprafață, piesele sunt murate în acid clorhidric diluat cu o concentrație de acid clorhidric de 2-16%. În timpul decapării, scade aciditatea băii, care trebuie înlocuită. 17

utilizarea sa a crescut semnificativ în ultimii ani. Cele mai frecvent utilizate foi acoperite sunt zincul sau aliajul de zinc. Grosimea stratului stratificat este de 15-25 μm. Structura stratului de acoperire este prezentată în figura următoare [15]. Figura 9. Vedere în secțiune transversală a unui strat realizat printr-un proces de scufundare în timpul sudării, acest strat de zinc arde într-o zonă mai mare sau mai mare, în funcție de tehnologie. Sulfurile de zinc, care pot rămâne în sudură și pot crește riscul de fisurare la cald, ar trebui luate în considerare la proiectarea unei îmbinări sudate [16]. Punctul de fierbere al zincului este de 906 C, deci acolo unde temperatura atinge această valoare, zincul se evaporă de pe suprafața plăcii. În imediata vecinătate a cusăturii, acoperirea cu zinc arde de pe suprafața piesei. Cantitatea de vapori de zinc evaporată depinde de grosimea stratului de acoperire și de puterea de căldură a sudurii. În funcție de durata de viață și vâscozitatea băii cicatriciale, gazul scapă din cusătură sau apare doar parțial. În acest caz, vaporii de zinc rămân în cusătură sub formă de pori de gaz, provocând defecte. Motivul formării porilor de gaz în sudură este de obicei legat de faptul că, odată cu scăderea temperaturii, scade capacitatea de absorbție a gazelor metalelor din sudură, astfel încât atunci când baia cicatricială cristalizează, absorbția 20

În fabricarea caroseriei autovehiculelor, sunt utilizate în mod obișnuit îmbinările sudate prin puncte de rezistență care îndeplinesc cerințele specifice ale clienților, îndeplinind în același timp cerințele producătorului, accesibilitatea, automatizarea și reproductibilitatea. Una dintre condițiile de bază pentru reproductibilitate este aceea că dimensiunea și forma electrozilor de sudare prin puncte nu se modifică, ceea ce este o condiție pentru viața lungă a electrozilor. Spre deosebire de foile neacoperite, stratul rezistent la coroziune reduce rezistența la contact între elementele care trebuie sudate atunci când se creează o îmbinare sudată la punct de rezistență. Mai mult, acoperirile au de obicei un punct de topire mai scăzut decât oțelul, ceea ce complică și mai mult legarea corectă. Diametrul punctului îmbinării finite este semnificativ influențat de timpul de sudare. Cu cât timpul de sudare este mai mare, cu atât diametrul obiectivului este mai mare. Pe măsură ce mărimea obiectivului crește, crește capacitatea de legătură a legăturii. Duritatea îmbinării sudate nu este afectată de timpul de sudare. Pe de altă parte, curentul utilizat pentru sudare poate fi demonstrat că, în cazul unei surse de curent continuu, duritatea legăturii este mai mică în comparație cu o sursă de curent alternativ [18]. 22

Fig. 12 Sudor de rezistență la mașină Mișcarea electrozilor și aplicarea forței de compresie sunt posibile în mai multe moduri, există și soluții mecanice, pneumatice și hidropneumatice. 2.2.4 Aplicabilitatea sudării prin rezistență prin puncte Îmbinările sudate prin puncte se formează cel mai adesea pe plăci de oțel între 1-2,5 mm. Anumite aliaje de aluminiu pot fi, de asemenea, sudate cu această tehnologie, dar proiectarea ar trebui să ia în considerare faptul că aluminiul are o conductivitate termică mai mare, deci este necesar un curent mai mare și necesită o pregătire mai riguroasă a suprafeței datorită oxizilor de suprafață. Sudarea prin puncte este cea mai frecventă în industria auto. Acest lucru se datorează faptului că operațiunea poate fi complet automatizată cu ajutorul roboților, care reduc costurile ca parte a unei linii de producție, care este unul dintre cele mai importante aspecte din industria auto. Acești roboți sunt mai rapizi, mai exacți, mai buni și mai netezi decât forța de muncă umană 30