Czy potrzebuję elektrod chłodzonych wodą?
Podczas procesu zgrzewania oporowego powierzchnia elektrody jest poddawana działaniu ekstremalnych temperatur przez krótkie okresy czasu. Aby zapobiec przedwczesnemu zużyciu, elektrody do zgrzewarek wymagają chłodzenia wodą. Termin techniczny, określający to zużycie i wynikające z niego odkształcenie to wyżarzanie. W przypadku zgrzewania punktowego czoło elektrody miedzianej do zgrzewarki punktowej zacznie przybierać kształt grzybka (pęcznieje). Wraz ze wzrostem tego czoła pogarsza się jakość zgrzeiny i ostatecznie może to prowadzić do wadliwego połączenia elementów zgrzewanych. Bardzo ważne jest zapobieganie lub opóźnianie zbyt szybkiego wyrobienia się czoła elektrody do zgrzewarki. Jednym z najważniejszych elementów, które należy kontrolować jest czas i temperatura chłodzenia, które można dopasowywać na bazie widocznych zmian powierzchni elektrody. Jedną z metod kontroli jest chłodzenie elektrody miedzianej do zgrzewarki za pomocą przepływu wody. Korzyścią tego jest fakt, że chłodzona będzie również zgrzeina podczas czasu docisku końcowego elektrod.
.webp)
Zużycie elektrod miedzianych do zgrzewarki w zależności od temperatury i prędkości przepływu wody
Najpopularniejsze pytania, które pojawiają się podczas omawiania tematu chłodzenia elektrod do zgrzewarki to:
- Jak blisko czoła elektrody powinna znajdować się rurka chłodząca doprowadzająca wodę?
- Ile przepływu wody potrzebuję?
- Jak zimna powinna być woda?
- Czy tą samą wodę można stosować najpierw przez górną a potem przez dolną elektrodę zgrzewarki?
Aby chłodzić wodą elektrody do zgrzewarki, każda elektroda powinna mieć własny wewnętrzny otwór chłodzący umieszczony bardzo blisko wewnętrznej strony powierzchni zgrzewającej elektrody. W przypadku zgrzewania liniowego, chłodzenie jest stosowane na elemencie i elektrodzie/krążku w miejscu styku elektrody zgrzewarki z obrabianym materiałem. Woda jest zwykle używana na górze i na dole oraz po obu stronach elektrody do zgrzewania liniowego. Elektrody do zgrzewania garbowego są również chłodzone tak blisko czoła elektrody, jak pozwala na to konstrukcja.
Chłodzenie elektrod miedzianych zgrzewarki
W przypadku elektrod do zgrzewania punktowego zalecana ilość przepływu wody dla każdej elektrody wynosi 5,5-6 litrów na minutę. Można również zgrzewać z przepływem wody chodzącej 3,8 lub nawet 1,9 litrów/minutę, ale zużycie elektrody będzie zauważalnie wyższe.
Temperatura wody do chłodzenia elektrod zgrzewarki może być bardzo niska. Elektrody mogą wykorzystywać temperaturę wody gruntowej w zakresie 10 stopni celcjusza. Elektroda miedziana poradzi sobie również z wodą o temperaturze 26 stopni, ale będzie lepiej, jeśli będzie zimniejsza. Należy pamiętać, że sprzęt elektryczny/elektroniczny w systemie zgrzewania oporowego nie jest w stanie poradzić sobie z bardzo zimną wody, która może powodować kondensację na elementach elektrycznych.
Wpływ wysokiej temperatury na żywotność elektrod zgrzewarki
Ponieważ należy starać się, aby każda elektroda dostawała jak najlepiej schłodzoną wodę przy największym przepływie, nie przepuszcza się jej szeregowo najpierw przez elektrodę górną, a potem dolną ani nie należy używać tej samej wody, która schłodziła już inne elementy w zgrzewarce oporowej. Należy upewnić się, że zawsze podłączono każdą elektrodę bezpośrednio do kolektora wejściowego wody. Należy zawsze mierzyć przepływ wody po stronie wychodzącej i używać przepływomierza liniowego, jeśli jest to system wodny z obiegiem zamkniętym.
Czy ciekły azot może być używany do chłodzenia sprzętu zgrzewarki oporowej?
Jeśli dany proces zgrzewania oporowego jest aplikacją o dużej prędkości i wymagającą dużej mocy, potrzebne będzie dobre chłodzenie. Jest ono zwykle dostarczane przez systemy wodne w postaci wody z systemów miejskich, wież chłodniczych z recyrkulacją lub agregatów chłodniczych. Gdy chłodzenie ma kluczowe znaczenie ze względu na dużą moc i wytwarzane ciepło, należy zwrócić uwagę, aby:
- Elementy składowe zgrzewarki (transformatory, inwertory) są testowane pod kątem odpowiedniego przepływu w zadanych temperaturach;
- Rury chłodzące są prawidłowo umieszczone;
- Blok chłodzący i wszystkie kanały chłodzące są wolne od blokad
- Bloki chłodzące mogą wymagać dodatkowych kanałów chłodzących
- Może być konieczne modernizacja dostaw wody chłodzącej s sieci miejskiej do agregatu chłodniczego
- Wodomierze powinny być instalowane i monitorowane na poszczególnych elementach
Teoretycznie można byłoby rozważyć chłodzenie ciekłym azotem. Charakteryzuje się on bardzo niską temperaturą tj. -195⁰C. Ta ekstremalna temperatura jest znacznie niższa od 18-29⁰C, czyli zalecanej przez normy temperatury chłodzenia dla zgrzewarki oporowej.
Niestety chłodzenie ciekłym azotem nie jest praktycznym rozwiązaniem.
Ekstremalnie niska temperatura prawdopodobnie spowodowałaby zniekształcenie bloków chłodzących tyrystorów SCR.
Bloki chłodzące i wewnętrzne kanały transformatora nie zostały zaprojektowane dla czynnika chłodzącego poniżej zera. Bardzo niskie temperatury mogą prowadzić do kondensacji, która nigdy nie jest dobra dla sterownika zgrzewarki oporowej lub dla transformatora do zgrzewarki.
Dodatkowo potrzebna byłaby specjalna izolacja na liniach dostarczających czynnik chłodzący w celu utrzymania temperatury. Koszt azotu w porównaniu z wodą lub agregatem chłodniczym jest o wiele wyższy.
Systemy oparte na agregacie chłodniczym, jeśli są właściwie skonfigurowane, monitorowane i konserwowane, mogą obsługiwać aplikacje zgrzewania oporowego. Ciekły azot nie jest praktycznym czynnikiem chłodzącym w zgrzewaniu oporowym.
Jeśli woda nie jest chłodna, czy wpłynie to na wydajność zgrzewania np. liniowego?
Tak, temperatura i objętość wody są ważne dla procesu zgrzewania oporowego. Obejmuje to przewody, transformator i sterownik. Wielkość przepływu określa producent maszyny. Elektrody do zgrzewarki liniowej są chłodzone poprzez ich zamocowanie do wału chłodzonego wodą, który odbiera ciepło z elektrody. Innym sposobem jest wykonanie kanalików chłodzących w elektrodzie i wlutowanie w nie rurek chłodzących. Ilość wody jest często określana jako 5,5-6 litrów wody na minutę. Każda z elektrod krążkowych do zgrzewarki często ma swój własny obieg wody pochodzący ze wspólnego kolektora wodnego. Temperatura wody chłodzącej to zwykle temperatura wody z sieci miejskiej lub wieży ciśnień, która może być różna w zależności od pory roku. W przypadku ekstremalnych wymagań chłodzenia może być wymagany agregat chłodniczy. Jeśli elektrody miedziane do zgrzewarki nie mają zapewnionego odpowiedniego przepływu lub temperatury wody, ich żywotność może się skrócić.
Woda ta jest czasami odzyskiwana, recyrkulowana i ponownie wykorzystywana w zamkniętym obiegu. W zależności od całkowitej objętości wody w układzie recyrkulacji może się ona nagrzewać w ciągu dnia. Ciepła woda niekoniecznie jest zła, ale jeśli jest zbyt gorąca to może niekorzystnie wpływać na żywotność elektrod do zgrzewarki. Potrzebny będzie w tym przypadku większy zbiornik lub system chłodzenia dla systemu recyrkulacji wody.
Bez odpowiedniego chłodzenia, strefa zgrzeiny liniowej nie chłodziłaby się prawidłowo pod naciskiem elektrody krążkowej. Elektrody krążkowe do zgrzewarki liniowej ulegałyby nadmiernemu zużyciu i pęcznieniu, podobnie jak elektrody do zgrzewarki punktowej. Skutkiem tego jest utrata kontroli nad procesem zgrzewania oporowego, który generuje duże ilości ciepła, jeśli elektrody zgrzewarki nie są odpowiednio chłodzone.
Podsumowanie - Czy elektrody do zgrzewarki oporowej powinny być chłodzone wodą?
Tak, elektrody do zgrzewania oporowego powinny być zawsze chłodzone wodą.
- Woda do elektrod powinna pochodzić bezpośrednio z kolektora wodnego.
- Szybkość przepływu powinna wynosić optymalnie 5,5-6 L/minutę przy temperaturze wody 18 - 29⁰ Przepływ nigdy nie powinien być mniejszy niż 2 L/minutę.
- Rurki chłodzące doprowadzające wodę powinny znajdować się w odległości do 6 mm od dna otworu. Zapobiega to tworzeniu się kieszeni parowych.
- Przepływ wody po stronie wyjścia należy monitorować za pomocą wskaźników przepływu lub mierników.
Istnieją zastosowania, w których bezpośrednie chłodzenie wodą nie jest możliwe:
- Elektrody krążkowe do zgrzewarki liniowej nie mogą być wewnętrznie chłodzone wodą. W tym przypadku chłodzenie zalewowe jest stosowane zewnętrznie na kole i obszarze zgrzewania.
- Elektrody do zgrzewania śrub i bolców nie mogą być chłodzone bezpośrednio. Ich uchwyty potrzebują chłodzenia wodą jak najbliżej elektrody, aby odprowadzić ciepło.
- Elektrody do zgrzewania nakrętek to kolejny system, który często wykorzystuje trzpień centrujący, uniemożliwiając w ten sposób bezpośrednie chłodzenie wodą.
Z wyjątkiem tych i innych zastosowań, w których woda jest niemożliwa do użycia, jest ona bardzo ważna i niezbędna do prawidłowego działania elektrod do zgrzewarki oporowej.
Zapraszamy do kontaktu!
Firma GJG SYSTEM jako oficjalny przedstawiciel na Polskę firmy SVS Schweisstechnik GmbH oferuje specjalistyczną miedź stopową o nawie WIRBALIT®, która jest wykorzystywana na elektrody do zgrzewarki punktowej, liniowej, garbowej itp.
Stopy miedzi w formie prętów okrągłych, płaskich, kwadratowych czy sześciokątnych dostarczamy bezpośrednio z naszego magazynu we Wrocławiu.
Uzupełnieniem naszego asortymentu są metale wysokotopliwe jak wolfram, miedziowolfram (WCu/CuW), molibden, TZM oraz gotowe elektrody do zgrzewarek na bazie rysunków od klientów.
Można skontaktować się z nami drogą telefoniczną lub mailową:
Podobne artykuły
