190426. lajstromszámú szabadalom • Berendezés villamos ellenálláshegesztéssel előállított varratok hőkezelésére
1 190 426 2 A találmány berendezés villamos ellenálláshegesztéssel előállított varratok hőkezelésére, amelynek két pár egymással szemben lévő zömítő erőt és egyben villamos teljesítményt továbbító elektródái vannak, az elektródák a munkadarabot a hegesztési varrattól jobbra és balra közrefogják és áramforrással vezetékkel vannak összekötve. A hegesztéseknél, így a villamos ellenállás elvén működő leolvasztó tompahegesztésnél az egyesítendő anyagrészek kohéziós kapcsolatát hő hatással tisztán vagy hő- és erőhatás együttes alkalmazásával érik el. A zömítő tompahegesztésnél a hegesztendő darabok végei megolvadnak, a környezete pedig többé-kevésbé felmelegszik. Tekintettel arra, hogy egyrészt a hegesztési folyamat alatt a hőforrás helyzete a tárgyhoz viszonyítva állandóan változik, másrészt pedig, hogy a varrathosszegységre eső melegmennyiség a hegesztési idő folyamán közel állandó, a hegesztett anyag felmelegedése rendkívül egyenlőtlen. A változó és egyenlőtlen hőhatás következményeként a hegesztett anyagon a varratban vagy a varrat közvetlen környezetében belső feszültségek keletkeznek. A belső feszültségek nagysága függ a hegesztett darab méretétől, az anyag minőségétől és a hőmérséklet eloszlás mértékétől. A munkadarabok hossztengelye menetén a hőmérsékleteloszlás nem egyenletes. Az ömlesztési folyamat előrehaladtával, tehát a felmelegedés erősödésével a hegesztési folyamat végéig a hőmérsékletkülönbségek csökkennek. A kvázistacioner hőmérsékletmező paraméterei az ömlesztési sebességtől, a hegesztendő fém fizikai tulajdonságaitól és a felületek közepes hőmérsékletétől függnek. A mozgó hőforrás által létrehozott hő terjedésére vonatkozó elmélet szerint a hőmérsékletgradiens annál nagyobb, minél nagyobb a hőforrás mozgási sebessége. Az irodalomból is és a gyakorlatból is egyaránt ismeretes, hogy a hegesztés befejezését követően a munkadarabban a hő kiegyenlítődik a fémekre jellemző gyors hővezetés következményeként. A hőfeszültségeken túlmenően a varratban rideg vagy kevésbé képlékeny (pl. martensit, bainit stb.) szövetszerkezet is kialakulhat. Például egy ötvözött acél (C = 0,53%, Mn = 0,98%, Cr=l,02% V = 0,11 %) átalakulási diagramja szerint a leolvasztó tompahegesztés során bainitos, martensites szövet keletkezik, mivel az 1,9 m/s leolvasztási sebesség mellett a 850 °C fölötti hőmérsékletről az ötvözött acél nagyobb, mint 50 °C/s sebességgel hűl le. A hengerlésre kerülő varratok készítésénél a gyakorlati problémát az okozza, hogy a varratok nem képlékenyek, már a hajlító igénybevételt sem bírják, ezért már a pácolósori görgők között eltörnek. Az pedig teljesen elképzelhetetlen, hogy a hengerlési kéttengelyű feszültség igénybevételét károsodás mentesen kibírják. Ugyancsak gyakorlati problémát jelent a leolvasztó tompahegesztés során keletkezett durva nem szívós szövet megjelenése, a kristályhatármenti kiválásos ridegedés, vagy az úgynevezett hidrogén ridegedés. Az előzőekben ismertetett probléma megoldására a hegesztőgépek mellé hőkezelő berendezést telepítenek, amely segítségével a szükséges hőkezelést - tehát lágyítást, feszültségmentesítő izzítást, megeresztést vagy normalizálást - alkalmaznak. Ismeretes a 2 830 021 számú NSZK szabadalmi leírás szerinti berendezés, amely új felépítésű. A berendezésen különálló elektróda párok és zömítő erőt továbbító szorító pofa párok vannak. Az új konstrukciójú berendezés képes a varratokat melegítéssel kilágyítani oly módon, hogy az elektródákra és különálló zömítő erőt továbbító pofákra is villamos teljesítményt kapcsolnak. A lágyításhoz szükséges teljesítményt úgy szabályozzák, hogy az elektródákat szakaszosan eltá volítják, majd visszahelyezik a munkadarabra. A berendezés hátránya, hogy meglévő berendezésnél nem alkalmazható és a rész villamos teljesítmény mechanikus úton történő elvitele és visszahozásával a szabályozás kézben tartása nehézkes. A találmány célja a hegesztési varratot képező hagyományos gép hőkezelésre alkalmassá tétele, miáltal a varrat szívós és képlékeny lesz. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a hegesztőgépben meglévő villamos teljesítmény az R ellenállású munkadarabon Joule hő formájában RP • t mennyiségben hővé alakítható. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti berendezés villamos ellenálláshegesztéssel előállított varratok hőkezelésére, amelynek két pár egymással szemben lévő zömítő erőt és egyben villamos teljesítményt továbbító elektródái vannak, az elektródák a munkadarabot a hegesztési varrattól jobbra és balra közrefogják és áramforrással, vezetékkel vannak összekötve, oly módon van kialakítva, hogy az áramforrást az elektródákkal öszszekötő vezetéken időpont és időtartamkapcsoló szerkezet van beiktatva. A találmány további ismérve lehet, hogy az elektródák a munkadarabot a varrattól jobbra és balra legföljebb 35-35 mm-re, célszerűen 25-25 mmre fogják közre. Ugyancsak jellemző, hogy az elektródákon keresztül a munkadarabba a ki -bekapcsoló szerkezet segítségével szakaszosan, célszerűen fél másodpercenként három másodpercig 6-20 Volt, célszerűen 12 Volt feszültség van bevezetve. A találmány szerinti berendezés számos előnnyel rendelkezik. Külön hőkezelőgép mellőzésével, magával a hegesztési varratot képező géppel végezzük a szükséges hőkezelést. Megszűnik a ridegedés, a varratok képlékenyek. További előny, hogy a varratok károsodás mentesen kibírják a hajlító és a hengerlési kéttengelyű feszültség igénybevételt. A találmány szerinti berendezést példával, rajz alapján ismertetjük közelebbről. Az ábrán a hegesztett 1 munkadarab látható a 2 hegesztő elektródákkal és a 3 varrattal. A 2 hegesztő elektródákkal az 1 munkadarab a 3 varrattól jobbra és balra meg van fogva. A 2 hegesztő elektródákon keresztül az 1 munkadarabba célszerűen 3 másodpercig áramot vezetünk, majd kikapcsoljuk a 4 ki-bekapcsoló szerkezettel az áramot és a 2 hegesztőgép elektródáit levesszük az 1 munkadarabról. A 2 hegesztőgép elektródáiba célszerűen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
