Memahami Kimpalan Titik dan Jahitan: Teknik, Aplikasi dan Peralatan

Kimpalan Titik Rintangan (RSW): Gambaran Keseluruhan Proses

Kimpalan Titik Rintangan ialah proses di mana permukaan sambungan riba yang berpecah disambungkan dengan mengenakan tekanan dan haba yang dihasilkan oleh rintangan elektrik. Haba yang dihasilkan tertumpu di tapak kimpalan oleh elektrod yang bertentangan, yang diperbuat daripada aloi berasaskan kuprum atau gabungan kuprum-tungsten: aloi berasaskan kuprum digunakan secara meluas kerana tahap kekonduksiannya yang tinggi, manakala gabungan kuprum-tungsten memberikan rintangan yang lebih baik terhadap lelasan dan haus dalam aplikasi yang dianggap mencabar.

Elektrod pada asasnya mengawal kualiti dan saiz kimpalan. Walaupun bentuk bulat di hujung elektrod adalah bentuk yang paling biasa digunakan, reka bentuk lain, seperti hujung heksagon dan segi empat sama, telah dibangunkan untuk tujuan khas. Elektrod lain mempunyai laluan penyejukan air dalaman yang membantu mengurangkan pemanasannya semasa kimpalan, sekali gus meningkatkan jangka hayatnya.

Aplikasi luas Kimpalan Titik Rintangan terdapat dalam industri seperti pembuatan kereta, dengan satu badan kereta memerlukan kira-kira 10,000 kimpalan titik tunggal. Kegunaan umum lain termasuk peralatan, perabot logam dan produk logam lembaran yang serupa. Kelazimannya dalam pengeluaran besar-besaran menggariskan kepentingan ekonomi dan perindustriannya memandangkan pengeluaran automobil di seluruh dunia sahaja mencecah puluhan juta setiap tahun.

Peralatan Kimpalan Titik

Terdapat tiga jenis utama peralatan kimpalan titik: mesin lengan goyang, kimpalan jenis tekan dan pistol kimpalan titik mudah alih. Setiap satu paling sesuai untuk aplikasi tertentu.

Kimpalan titik lengan goyang (seperti yang dilihat di bawah) telah digunakan secara meluas dalam mengendalikan benda kerja yang agak kecil. Konfigurasi ini merangkumi elektrod bawah tetap dan elektrod atas terapung yang dibawa pada lengan goyang. Pergerakan elektrod atas dikawal oleh pedal kaki, di mana pengendali boleh menaikkan atau menurunkannya untuk menjalankan kerja melalui prosedur pemuatan dan pemunggahan. Contohnya, mesin sedemikian boleh digunakan untuk operasi tugas ringan, dan jenis moden selalunya termasuk kawalan boleh atur cara untuk mengurus daya dan arus semasa kitaran kimpalan.

                   Mesin lengan goyang

Untuk benda kerja yang lebih besar dan lebih berat, mesin kimpal titik jenis tekan adalah pilihan terbaik. Ini adalah mesin pegun di mana tekan berkuasa menegak, yang dipacu secara pneumatik atau hidraulik, digunakan untuk menggerakkan elektrod atas dalam gerakan garis lurus. Reka bentuk ini membenarkan penggunaan daya yang lebih tinggi dan menampung kitaran kimpalan yang lebih kompleks, menjadikannya sangat diperlukan untuk aplikasi perindustrian berskala besar.

Dalam situasi di mana tidak praktikal untuk menggunakan mesin kimpalan titik pegun untuk mengendalikan bahagian yang besar dan berat, mesin mudah alih yang dikendalikan dengan tangan adalah penyelesaian yang berkesan. Peralatan ringan mempunyai elektrod bertentangan yang ditempatkan dalam mekanisme penyepit, yang membolehkan pekerja manusia atau robot industri menggerakkannya dengan mudah. ​​Senapang mudah alih disambungkan kepada sistem kuasa dan kawalan melalui kabel dan hos fleksibel dengan pilihan untuk memasukkan penyejukan air untuk elektrod. Kebolehsuaiannya juga menjadikannya asas dalam kilang pemasangan automobil, digunakan secara meluas untuk mengimpal badan kereta—selalunya di bawah kawalan robot.

Proses Kimpalan Titik

Proses kimpalan titik terdiri daripada satu siri peristiwa, yang dipanggil kitaran kimpalan, dan ia melibatkan penyisipan bahagian, penggunaan daya, mengawal masa kimpalan dan penyejukan. Setiap langkah dalam kitaran adalah penting untuk mendapatkan kimpalan yang kuat dan boleh dipercayai. Langkah-langkah dalam kitaran kimpalan titik ditunjukkan dalam Rajah di bawah.

Kitaran Kimpalan 
1. Penyerapan Bahagian dan Sentuhan Utama
Bahagian logam diletakkan di antara dua elektrod kuprum. Elektrod ini kemudiannya disentuh sedikit dengan permukaan logam, setelah mengenakan sedikit tekanan padanya. Pada tahap mikroskopik, permukaan logam tidak pernah licin; oleh itu, hanya puncak yang boleh bersentuhan pada mulanya. Pada titik sedemikian, apabila tekanan sentuhan yang mencukupi dikenakan, lapisan oksida akan pecah dan beberapa jambatan logam-ke-logam terbentuk. Jadual kimpalan memastikan masa yang mencukupi dibenarkan untuk daya elektrod mencapai 95% daripada daya kimpalan yang dimaksudkan sebelum aliran arus bermula, memastikan ketekalan dan ketepatan.

2. Menggunakan Arus Kimpalan
Apabila tekanan yang diperlukan telah dicapai, arus elektrik yang tinggi akan dialirkan melalui elektrod untuk tempoh masa yang sangat singkat. Semasa laluan arus melalui logam pukal merebak ke kawasan yang luas, pada antara muka di mana logam bersentuhan antara satu sama lain, arus mengalir melalui jambatan logam dan ketumpatan arus pada titik ini menjadi sangat tinggi. Ketumpatan arus pada titik ini menghasilkan haba yang mencukupi untuk mencairkan jambatan logam.

Apabila jambatan awal ini cair dan runtuh, puncak-puncak lain pada permukaan logam bersentuhan antara satu sama lain untuk membentuk jambatan baharu. Rintangan logam cair adalah lebih tinggi berbanding jambatan yang baru terbentuk, dan arus beralih ke laluan yang baru terbentuk. Proses peralihan dari satu jambatan ke jambatan yang lain berulang sehingga antara muka yang lengkap cair dan bongkah terbentuk.

Input tenaga pada titik kimpalan bergantung pada rintangan bahan, magnitud arus dan masa kimpalan. Perlu ada keseimbangan; input tenaga yang terlalu sedikit menyebabkan leburan yang tidak lengkap, menjadikan kimpalan lemah; tenaga berlebihan menyebabkan leburan berlebihan, malah bahan cair terkeluar, kadangkala menembusi lubang melalui sambungan.

3. Penyejukan dan Pemejalan

Sebaik sahaja arus berhenti, untuk masa yang singkat daya elektrod dikekalkan supaya logam cair boleh menyejuk dan memejal di bawah tekanan. Dalam kebanyakan sistem kimpalan, elektrod mempunyai lubang penyejuk yang mempercepatkan penyejukan ini dengan menyejukkan bahan kerja secara setempat.

Menjelang akhir peringkat proses ini, bongkah bulat terbentuk, dengan diameter 4 hingga 7 milimeter. Bongkah sedemikian akan memastikan sambungan yang kuat tanpa sebarang manik kimpalan di kedua-dua belah kepingan, mengekalkan integriti struktur dan rupa permukaan bahan kerja.

Kimpalan Jahitan Rintangan (RSEW)

Kimpalan Jahitan Rintangan (RSEW) ialah variasi kimpalan titik rintangan yang lebih sempurna di mana elektrod berbentuk kayu digantikan dengan roda berputar, seperti yang digambarkan dalam Rajah di bawah. Susunan ini menyediakan beberapa kimpalan bertindih dalam sambungan riba dan memastikan jahitan yang kuat dan kedap bocor. Kimpalan jahitan rintangan digunakan secara meluas dalam fabrikasi tangki dan pembuatan peredam bunyi automobil dan bekas logam kepingan fabrikasi lain. Ia terus menjadi proses penyambungan yang sangat penting dalam pembuatan komponen tahan lama dan tertutup untuk banyak industri.

Butiran Proses Utama

Operasi kimpalan jahitan biasanya dilakukan secara berterusan dan jahitan mestilah lurus atau mempunyai kelengkungan yang seragam disebabkan oleh masalah yang dialami dengan sudut tajam dan ketakselanjaran. Lekapan diperlukan untuk meletakkan benda kerja dan untuk mengelakkan lengkungan, yang merupakan masalah utama dengan kimpalan jahitan.
Tiga varian RSEW (kimpalan gerakan berterusan, kimpalan titik gulung dan kimpalan jahitan berterusan) ditunjukkan secara grafik dalam Rajah di bawah.

Teknik-teknik ini mendedahkan fleksibiliti proses tersebut:

Kimpalan Gerakan BerterusanIni adalah proses utama di mana roda elektrod berputar secara berterusan pada kelajuan malar dan arus kimpal berdenyut pada selang masa yang tetap. Oleh itu, ketulan kimpal yang bertindih dihasilkan oleh pemasaan untuk jahitan yang konsisten dan kuat.
Kimpalan Titik Rintangan BergolekIni melibatkan pengenalan jurang antara ketulan kimpalan melalui pengurangan frekuensi denyut arus kimpalan. Oleh itu, bintik kimpalan sekejap-sekejap dicipta di sepanjang jahitan dan paling sesuai di tempat yang kurang kesinambungan kimpalan diperlukan.
Kimpalan Jahitan BerterusanDalam varian ini, arus kimpalan adalah berterusan; oleh itu, ia menghasilkan lipit tanpa gangguan sepenuhnya secara berterusan di sepanjang sambungan.
Satu lagi kaedah, kimpalan gerakan sekejap-sekejap, menghentikan roda elektrod secara kitaran untuk membuat kimpalan. Roda berputar di antara hentian dan oleh itu jarak ketulan kimpalan boleh mencipta corak seperti yang terdapat dalam a) dan b) Rajah di atas.

Peralatan dan Penyejukan

Mesin kimpalan jahitan adalah seperti pengimpal titik jenis tekan, kecuali elektrodnya berbentuk roda dan bukannya berbentuk kayu. Penyejukan juga diperlukan dalam RSEW untuk mengelakkan pemanasan yang tidak wajar pada kedua-dua bahan kerja dan roda elektrod. Ini boleh dilakukan dengan mengarahkan air ke bahagian atas dan bawah permukaan bahan kerja yang bersebelahan dengan roda elektrod.

Perbandingan Ringkasan Kimpalan Titik dan Kimpalan Jahitan