TECHNOLOGIE

Właściwy dobór materiału na elektrody do zgrzewania oporowego warunkiem optymalizacji procesu.

Firma La Bronze Industriel jest wiodącym europejskim producentem miedzi stopowej i elektrod kapturowych. Poniżej omówiliśmy najczęściej stosowane stopy miedzi grupy Electral®, dostępne na polskim rynku.

Zgrzewanie punktowe

Podstawowym materiałem używanym do produkcji elektrod jest stop CRM16X (CuCrZr). Charakteryzuje go stosunkowo wysoka twardość HB = 160, przy konduktywności na poziomie 82 %IACS. Elektrody z tego materiału ( tabela 1) od lat są stosowane do zgrzewania stali węglowych i ocynkowanych na liniach produkcyjnych koncernów VW, GM, Fiat, Daimler-Chrysler, PSV i innych.

Stop ten jest również często stosowany do produkcji obsad elektrod i ramion kleszczy. Produkt finalny posiada doskonałe właściwości robocze, a wysoka twardość i temperatura mięknięcia w sposób istotny wpływają na żywotność elementów.

W efekcie, bezpośrednio przekłada się to na wymierne korzyści ekonomiczne wypływające nie tylko z ceny produktu, ale przede wszystkim z ograniczenia strat spowodowanych przestojem linii produkcyjnych.

Dążąc do obniżenia kosztów produkcji zastąpiono jednorodną konstrukcję elektrody do zgrzewania punktowego rozwiązaniem: obsada (część stała) + elektroda kapturkowa

( wymienna), znacznie obniżając koszty eksploatacyjne.

Elektrody kapturkowe wytwarzane są obecnie wielkoseryjnie metodą kucia na zimno, co w istotny sposób poprawiło ich parametry techniczne i pozwoliło na obniżenie ceny. Podstawowe kształty i wymiary obejmują normy DIN 44750 i NFA 82.104 (tabela 2), jednocześnie niezależnie funkcjonują wewnętrzne normy poszczególnych koncernów samochodowych.

Z uwagi na różnorodność kształtów obsad, ramion i elektrod produkowanych zasadniczo z CRM16X, opracowano stop CRM16N, (CuCrZr) z przeznaczeniem do obróbki plastycznej na zimno. Charakteryzuje się o­n nieco mniejszą twardością HB = 145 oraz większą ciągliwością. Walory te uzyskano przez zastosowanie odpowiedniej technologii przy procesach metalurgicznych. Materiał ten znajduje zastosowanie głównie przy produkcji mocno wyprofilowanych elementów.

Uzupełnieniem oferty jest stop o handlowej nazwie BICOP (CuAl2O3). Dzięki bardzo dobrej konduktywności 85%IACS, przy twardości 145HB, uzyskujemy przeciętnie od 20-30% dłuższą żywotność elektrody. Główną jego zaletą jest znacznie wyższa tzw. temperatura mięknięcia, ograniczająca powstawanie deformacji elektrody, mającej decydujący wpływ na długość pracy elektrod i parametry zgrzewania. Prowadzi do zwiększenia ilości zgrzanych punktów między kolejnymi operacjami regeneracji elektrod.

Walory te nie są jednak współmierne do wciąż bardzo wysokiej ceny tego stopu. Na dzień dzisiejszy jest o­n stosowany zasadniczo na liniach w pełni zrobotyzowanych, głównie w USA.

W przypadku zgrzewania punktowego stali nierdzewnej, zazwyczaj wymagane jest zachowanie dużej estetyki powierzchni zewnętrznych. Stosuje się wówczas elektrody ze stopów CB4 lub NS5 o płaskich powierzchniach roboczych. W szczególnych przypadkach konstruktorzy oprzyrządowania zakładają zastosowanie górnej elektrody o konstrukcji wahliwej, dopasowującej się samoczynnie do detalu, wyposażonej często w kanaliki doprowadzające argon. Niweluje się w ten sposób przebarwienia blachy po stronie zewnętrznej.

Zgrzewanie garbowe

Zgrzewanie garbowe ze względu na specyficzny przebieg procesu stawia przed materiałami na elektrody szczególnie wysokie wymagania. Stopem o doskonałych parametrach technicznych jest CB4 (CuCoBe). Dzięki wysokiej twardości i konduktywności na poziomie 47%IACS, doskonale sprawdza się przy zgrzewaniu nakrętek, detali specjalnych z garbami technologicznymi, rurek itp. Odrębną grupę jego odbiorców stanowią firmy zajmujące sięzgrzewaniem wszelkiego rodzaju krat, ogrodzeń oraz pomostów technologicznych.

Alternatywnym bez-berylowym odpowiednikiem CB4 stosowanym głównie na stanowiskach roboczych niewyposażonych w odciągi powietrza jest stop NS5 (CuNi2Si). Jednakże wyeliminowanie berylu spowodowało obniżenie twardości materiału do 205 HB.

Zgrzewanie liniowe

Elektrody krążkowe do zgrzewania liniowego stali węglowych produkowane są zasadniczo z materiału CRM16 oraz odpowiednio z CB4 lub NS5 dla stali nierdzewnych.

Materiały specjalne

CB2 (CuBe2) potocznie znany jako brąz berylowy, jeststosowanym głównie w miejscach, gdzie przenoszone są ekstremalnie wysokie siły mechaniczne. Znajduje zastosowanie przy produkcji elektrod do zgrzewania oporowego, form do tworzyw sztucznych, jak również tłoków do zimno-komorowych maszyn ciśnieniowych oraz kokili dla odlewów metali nieżelaznych.

Zgrzewanie oporowe jest procesem specjalnym na którego przebieg wpływa kilka czynników. Oprócz omówionej kwestii materiałowej, bardzo duże znaczenie ma sposób i częstotliwość regeneracji elektrod oraz właściwe ich chłodzenie.

Szczegółowe informacje dotyczące stopów

produkowanych przez Le Bronze Industriel

Marcin Niemiec

„Laska” Technika Przemysłowa Sp. z o.o.