Kiedy dwa materiały muszą zostać połączone w mocny, odporny na pękanie sposób, zgrzewanie oporowe wykonuje zadanie za pomocą ciepła i ciśnienia. Prąd elektryczny wytwarza ciepło, podczas gdy elektrody lub inny sprzęt wywierają nacisk. W ten sposób łączone są ze sobą dwa kawałki materiału (zwykle metal, ale czasem także tworzywa sztuczne). Pięć różnych metod zgrzewania oporowego najlepiej nadaje się do określonych rodzajów materiałów, projektów i połączeń.
Zgrzewanie punktowe oporowe
Zgrzewanie punktowe łączy ze sobą dwie lub więcej blach, które są utrzymywane w pozycji nakładającej się między parą elektrod spawalniczych, jedną nieruchomą i jedną ruchomą. Gdy ciężki prąd jest kierowany przez te elektrody, górna elektroda jednocześnie dodaje ciśnienie w dół. Rezultatem jest spoina, która odbywa się w miejscu między dwiema elektrodami. Aby utworzyć kolejne spoiny, arkusze są przenoszone i zmieniane.
Zgrzewanie punktowe jest powszechnie stosowane w produkcji samochodów, samolotów, stalowych mebli domowych i pojemników stalowych.
Podczas zgrzewania punktowego spawacz może umieszczać spoiny strategicznie w małych punktach wzdłuż przedmiotów obrabianych. Pozwala to na większą kontrolę i dość jednolitą linię spoin wzdłuż określonej osi krawędzi spawanego elementu.
Zgrzewanie punktowe generalnie jest tańsze, zarówno pod względem wyposażenia, jak i robocizny. Zgrzewanie punktowe zasadniczo nie wymaga zaawansowanego poziomu wyszkolenia wymaganego do bardziej precyzyjnych lub złożonych prac spawalniczych. Ponadto zgrzewanie punktowe jest na ogół szybsze niż inne rodzaje spawania.
Jednak do bieżącej konserwacji spawanych punktowo elementów może być wymagana bardziej wykwalifikowana siła robocza. Ponadto zgrzewanie punktowe nie będzie działać, jeśli elementy do spawania mają znaczną grubość.
Spawanie projekcyjne oporowe
Spawanie projekcyjne, stosowane głównie w branży elektrycznej, motoryzacyjnej i budowlanej, łączy blachy lub części składowe za pomocą elektrod. Elektrody te są nakładane bezpośrednio na łączone ze sobą elementy metalowe. Następnie przeciwne siły są przepuszczane przez elektrody.
Zalety spawania projekcyjnego obejmują elastyczność, ponieważ spawacz może spawać więcej niż jedno miejsce na raz. Dodatkowo spawacz może ustawić zgrzane punkty bliżej siebie niż jest to możliwe w przypadku zgrzewania punktowego. Wreszcie, spoiny będą wyglądać nieco schludniej i mniej natarczywie niż w przypadku zgrzewania punktowego.
Nie można jednak stosować spawania projekcyjnego na metalach. Ponadto spawanie projekcyjne może kosztować więcej, ze względu na wyższe inwestycje w wymagany sprzęt.
Odporność na zgrzewanie doczołowe
Podczas zgrzewania doczołowego przyleganie dwóch powierzchni odbywa się jednocześnie na całej powierzchni obrabianego przedmiotu, zamiast w małych punktach.
Ciepło potrzebne do wytworzenia tego połączenia - lub to, co w żargonie spawalniczym nazywa się koalescencją - jest wytwarzane przez opór elektryczny wytwarzany przez oporność na przepływający prąd i pomiędzy tymi dwiema powierzchniami, gdy są naprzeciw siebie.
W podstawowej spoinie czołowej dwa elementy do spawania są najpierw łączone pod ciśnieniem. Następnie podaje się prąd, ogrzewając powierzchnię styku wystarczająco, aby umożliwić przyłożonemu ciśnieniu połączenie części. Innymi słowy, spoina czołowa to jednoetapowa operacja zarówno prądu, jak i ciśnienia.
Spawacz w dalszym ciągu wywiera zarówno nacisk, jak i prąd, aż dotknięty obszar stanie się giętki i zmiękczony. Ciągłe, równomierne wywieranie nacisku ostatecznie tworzy złącze spawane, które zazwyczaj jest dość gładkie i równe.
Spawanie doczołowe jest najczęściej stosowane w drutach i prętach o małych średnicach.
Spawanie Flash Butt
Błyskowe zgrzewanie doczołowe jest podobne do zgrzewania doczołowego, opisane powyżej, z tym wyjątkiem, że tutaj spawacz łączy te dwa elementy poprzez zastosowanie lekkiego nacisku, a następnie przepuszczenie dużego prądu przez złącze. Obróbka faktycznie wypala nierówności powierzchni.
Błyskowe zgrzewanie doczołowe jest tym, o czym myśli większość ludzi, gdy słyszy słowo „spawanie”. Ten proces powoduje powstanie łuku w spawanym złączu. Po tym, jak spoina wytworzy wystarczającą ilość ciepła, części są fizycznie połączone razem z ciśnieniem i jednocześnie przyłożonym prądem.
Spawanie błyskawiczne jest często stosowane do spawania ogniw łańcucha, osi wału i końców szyn. Jest również stosowany w dużych konstrukcjach budynków, niektórych rodzajach nadwozi w naprawach samochodowych oraz w innych sytuacjach, w których spawacz musi łączyć bardzo duże kawałki metalu w bezpieczny, odporny na stres sposób.
Spawanie błyskawiczne jest szybszym rodzajem spawania oporowego, ponieważ spawacz nie musi przygotowywać powierzchni do spawania, jak w przypadku innych metod. Ponadto generalnie zużywa mniej energii i kosztuje mniej do zakończenia pracy. Jednak biorąc pod uwagę wytwarzane przez nią łuki, niesie znacznie większe ryzyko pożaru. Z powodu procesu obróbki blacharskiej część metalu zostanie utracona z powierzchni. Wreszcie, utrzymanie współosiowości spawanych elementów może być trudne.
Zgrzewanie szwem oporowym
Spawanie szwów jest dokładnie tak, jak się wydaje: metoda stosowana do spawania, aby zamknąć szew, który istnieje między dwoma metalowymi elementami.
Do spawania spoin używa się elektrod w kształcie koła, aby wytwarzać dłuższe, ciągłe spoiny dla mocniejszego połączenia. Podczas gdy niektóre połączenia muszą być spawane przez wykwalifikowanego spawacza, spawanie szwów dobrze nadaje się do zautomatyzowanego procesu maszynowego. Rezultatem jest szybkie i dokładne spawanie z niewiarygodnie mocnymi połączeniami. Oczywiście złącza spawane maszynowo są zawsze wizualnie sprawdzane i wzmacniane przez spawaczy punktowych, jeśli to konieczne.
Spawanie szwem może również powodować wytwarzanie wielu równoległych szwów z mniejszym zachodzeniem na siebie w porównaniu do metod zgrzewania punktowego lub projekcyjnego. Dodatkowo zgrzewanie spoin powoduje połączenia, które nie pozwolą na ujście zawartości gazu lub cieczy.
Jego wad jest niewiele. Zasadniczo uzyskanie połączenia spawanego na szwie kosztuje więcej niż przy innych metodach. Dodatkowo spawanie spoin jest odpowiednie tylko dla szwów o prostej osi. Wreszcie może być trudne utworzenie połączenia dla elementów grubszych niż 3 milimetry.
