Nagyszilárdságú alumíniumötvözet ponthegesztett, ragasztott és kombinált kötéseinek vizsgálata

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gépészmérnöki Mesterszak Hegesztéstechnológiai Szakirány

Nagyszilárdságú alumíniumötvözet ponthegesztett, ragasztott és kombinált kötéseinek vizsgálata

Bulla Péter Ágoston Neptun kód: XG691C Cím: 3700, Kazincbarcika Rózsa út 14.

2015 Miskolci Egyetem

EREDETISÉGI NYILATKOZAT Alulírott Bulla Péter Ágoston; Neptun-kód: XG691C a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős Gépészmérnök MSc szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy a Nagyszilárdságú alumíniumötvözet ponthegesztett, ragasztott és kombinált kötéseinek vizsgálata című diplomatervem saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt. Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít: - szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül. Miskolc, 2015.év 05. hó 11. nap

…….……………………………….… Hallgató

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gépészmérnöki Mesterszak Hegesztéstechnológiai Szakirány

Nagyszilárdságú alumíniumötvözet ponthegesztett, ragasztott és kombinált kötéseinek vizsgálata

Bulla Péter Ágoston Neptun kód: XG691C Cím: 3700, Kazincbarcika Rózsa út 14.

2015 Miskolci Egyetem

Tartalomjegyzék BEVEZETÉS .........................................................................................................................2 1. NAGYSZILÁRDSÁGÚ ALUMÍNIUMÖTVÖZETEK ELLENÁLLÁSPONTHEGESZTÉSE .............................................................................................................3 Nagyszilárdságú alumíniumötvözetek ..........................................................................3

1.1.

A 3003-H26 jelű nagyszilárdságú alumíniumötvözet jellemzői............................... 12

1.1.3. 1.2.

Ellenálláshegesztés .................................................................................................... 13

1.3.

Ellenállás-ponthegesztés ............................................................................................ 20

1.4.

Alumínium ponthegesztése ........................................................................................ 39 RAGASZTÁS............................................................................................................... 41

2. 2.1.

A ragasztott kötés ......................................................................................................41

2.2.

A Loctite ragasztóanyagok kikeményedési mechanizmusai ........................................ 43

2.3.

Konstrukciós megfontolások ragasztott kötéseknél..................................................... 54

2.4.

A ragasztandó felület előkezelése ............................................................................... 58

2.5.

A szétroncsolódott ragasztás értékelése ......................................................................62

2.6.

Ponthegesztett-ragasztott kötés .................................................................................. 63 TECHNOLÓGIATERVEZÉS ...................................................................................... 64

3. 3.1.

Hegesztéstechnológia tervezése ................................................................................. 64

3.2.

Ragasztástechnológia tervezése .................................................................................. 65

3.3.

Kombinálttechnológia tervezése ................................................................................. 66 KÍSÉRLET ................................................................................................................... 67

4. 4.1.

A kísérletben használt berendezések, termékek .......................................................... 67

4.2.

Az alkalmazott nyíró-szakító vizsgálat ....................................................................... 83

4.3.

Kísérleti körülmények ................................................................................................ 84

4.4.

A kísérlet eredményei ................................................................................................ 86

4.4.1.

Loctite 5188 ragasztóanyaggal elért eredmények ................................................ 86

4.4.2.

Teroson MS 9220 ragasztóanyaggal elért eredmények ........................................ 89

4.4.3.

Loctite 454 ragasztóanyaggal elért eredmények .................................................. 90

4.4.4.

Loctite 330 ragasztóanyaggal elért eredmények .................................................. 91

4.4.5.

Loctite 270 ragasztóanyaggal elért eredmények .................................................. 93

6.3

Összesített nyíró-szakító eredmények a használt ragasztók esetében .......................... 95

5.

ÖSSZEFOGLALÁS ..................................................................................................... 96

6.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS ....................................................................................... 97

7.

IRODALOMJEGYZÉK................................................................................................ 98

1

BEVEZETÉS Manapság az iparban egyre inkább a minél nagyobb teherbírású és minél kisebb súlyú anyagokat részesítik előnyben. Ha a járműipart tekintjük, akkor az acélból készült karosszériák ugyan szilárdsági szempontból megfelelnek, de súlyuk miatt az autók fogyasztása jelentős. Ezen probléma kiküszöbölésére alkalmaznak egyre gyakrabban nagyszilárdságú alumíniumötvözeteket, a nagyszilárdságú acélok mellett. Általában az alumínium egy kis szilárdságú, kis sűrűségű, alacsony olvadáspontú, jó hő és villamosvezető, korrózióálló anyag. Bizonyos eljárásokkal viszont nagymértékben javítható a szilárdsága. Ilyen kezelés lehet például az ötvözés, a képlékeny hidegalakítás, a hőkezelés, valamint kompozitok gyártása. Újrahasznosíthatóságának, kis sűrűségének, valamint nagy szilárdságának köszönhetően ezek az alumíniumötvözetek kezdenek egyre nagyobb teret hódítani az autóiparban, mint karosszéria anyagok. Alumíniumötvözetek esetében komoly megfontolást igényel a használandó kötéstechnológia. Az egyik lehetséges eljárás lehet az ellenállás-ponthegesztés. Az ellenállás-ponthegesztés az autóiparban nagyon népszerű, gyorsasága és robotizálhatósága révén. Általában lemezek átlapolt kötéseire, ötvözetlen-, gyengénés erősen ötvözött acéloknál, színes és könnyűfémeknél (amik nagyszilárdságúak is lehetnek) alkalmazható. Átlapolt lemezek hegesztése előfordul a repülőgépek, vonatok és villamosok gyártása során is, ahol szintén jó minőségű pontkötések készíthetőek nagy termelékenységgel ellenállás ponthegesztéssel. A számos előnyös tulajdonság ellenére a ponthegesztésnek korlátot szabhat a hozzáférhetőség. Mivel nem minden helyen készíthetünk ellenállás-ponthegesztett kötést, illetve a kötés minősége sok szempontból (korrózióállóság, rezgéscsillapítás, stb.) javítható, ezért szükségünk lehet egy másik technológia kidolgozására a ponthegesztés helyett, vagy mellett. A nem oldható kötőeljárások közé tartozik a ragasztás is. Önmagában alkalmazva sok esetben nem megfelelő a járművek gyártásához, viszont más eljárással kombinálva nagymértékben javíthatja a kötések minőségét. Számos ragasztó áll rendelkezésünkre a piacon, melyek közül választhatunk az anyag, illetve a kiegészítő eljárás függvényében. A ragasztás alkalmazása az ellenállás ponthegesztéssel együtt egyre népszerűbb, főleg a járművek gyártásánál, mind hazánkban, mind külföldön egyaránt. A nagyszámú ragasztóválaszték, valamint a ponthegesztési paraméterek lehetővé teszik számunkra, hogy széles körben alkalmazzuk ezt a kombinált hegesztésiragasztási technológiát.

2

A diplomamunkám célja, hogy a nagyszilárdságú alumíniumötvözetek ellenállásponthegesztésére, ragasztására és kombinált kötéseinek kialakítására kidolgozzak egy előzetes hegesztéstechnológiát, majd ezeket a kötéseket roncsolásos vizsgálatnak vessem alá, hogy megállapíthassam, hogy milyen irányba befolyásolták a különböző ragasztóanyagok a kötéseket. Úgy gondolom, hogy az ellenállás-ponthegesztés minősége több szempontból is javítható a ragasztás bevonásával. Ezt az iparban fontos technológiakombináció számos lehetőséget hordozhat magában a gyártás fejlesztésének tekintetében. A diplomamunkámban ismertetni fogom a nagyszilárdságú alumíniumötvözetek tulajdonságait, hegeszthetőségüket. Bemutatom az alkalmazott hegesztőeljárást, valamit az alkalmazott ragasztóanyagokat, illetve magát a kísérletet és az eredményeket.

1. NAGYSZILÁRDSÁGÚ ALUMÍNIUMÖTVÖZETEK ELLENÁLLÁS-PONTHEGESZTÉSE 1.1.

Nagyszilárdságú alumíniumötvözetek

Mint ahogy már a bevezetésben is említettem, a gépjárműgyártás területén az alumíniumötvözetek igen népszerű és egyre nagyobb teret hódító anyagok. Az alumínium autóipari alkalmazásának egyik legfontosabb területe a karosszériaépítés. Vegyük példaként az Audi gyárat, ami 1994-ben megalkotta az A8-as típusú személyautóját (lásd.: 1. ábra), melyben a teljes test alumíniumötvözetből készült. Az eredmény pedig 239 kg-os súlycsökkentés lett, mely sportos mozgékonyságot, alacsony üzemanyag-fogyasztást és széndioxid-kibocsátást tett lehetővé [1][2].

1. ábra: Audi A8 személygépjármű alumínium karosszériája.[1]

3

Ahogy egyre több hegesztett gyártmányt készítenek alumíniumból, úgy nő a köztudatban a tény, hogy az alumínium számos területen, kiválóan helyettesítheti az acélokat. Megannyi alumíniumötvözetet fejlesztettek ki, melyeknek egy meglehetősen bonyolult jelölési rendszere alakult ki, melyek egy részét az alábbi pontokban ismertetem [3].

1.1.1. A kezelt alumíniumötvözetek és jelölési rendszerük Észak Amerikában az Aluminium Association, Inc. a felelős az alumíniumötvözetek osztályozásában és nyilvántartásában. Jelenleg több mint 400 alakítható alumínium és alumíniumötvözetet, valamint több mint 200 öntvény és rudak formájában lévő alumíniumot tart számon. Számcsoportok alapján kategorizálhatjuk az alumíniumötvözeteket, melyek utalnak az adott anyag tulajdonságaira, mint például, hogy alkalmas-e a mechanikai vagy termikus kezelésekre, valamint, hogy milyen elsődleges ötvözőelemet tartalmaz. Az alakítható és öntészeti alumíniumoknak a jelölési rendszere különbözik. Az előbbieknek négy számjegyből áll, míg az utóbbiak jelölési rendszere tartalmaz három számot és egy tizedes jegyet [3]. Az ipari alumíniumötvözeteket osztályozhatjuk, ha megvizsgáljuk az elvi egyensúlyi diagramot, melyet a 2. ábra szemléltet [4].

2. ábra: Az alumínium egyensúlyi diagramja.[4]

4

Az I. tartományban találhatóak, az úgynevezett alakítható ötvözetek, melyek túlnyomórészt szilárd oldatot tartalmaznak. A II. tartományban a már nagyobb mennyiségű ötvözőt tartalmazó öntészeti alumíniumötvözetek helyezkednek el. Ha tovább vizsgáljuk az alakítható ötvözeteket, akkor két csoportra bonthatjuk. Az I.a. jelű csoportba tartoznak azok, amelyek még szobahőmérsékleten is 100%-os αszilárd oldatot tartalmaznak, melyek nem nemesíthetők. Az I.b. jelű tartományba sorolhatjuk az alakítható és egyben nemesíthető ötvözeteket [4]. 1.1.1.1.

Az alakítható ötvözetek jelölési rendszere

A négy számjegyű alakítható alumíniumötvözetek azonosító rendszerében az első szám (Xxxx) jelzi, hogy mi a fő ötvözőeleme az anyagnak. Ezeket az 1. táblázat mutatja [3][6]. 1. táblázat: Az alakítható alumíniumötvözetek jelölési rendszere.[3][5][7] Ötvözet osztály 1xxx 2xxx 3xxx 4xxx 5xxx 6xxx 7xxx 8xxx 9xxx

Fő ötvözőelem min. 99,000% Alumínium Réz Mangán Szilícium Magnézium Magnézium és Szilícium Cink Lítium Egyéb

A második számjegy (xXxx), ha különbözik nullától, akkor az azt jelenti, hogy valamilyen módosítás van az eredeti ötvözőelemben. Az utolsó két számjegy (xxXX) tetszőlegesen megadott számok, amelyek segítenek azonosítani egy adott ötvözetet a sorozatban. Például: 5183 alumínium ötvözet. Az 5 jelzi, hogy a fő ötvözőelem a Magnézium. Az 1 jelzi, hogy ez az első módosítás az eredeti 5083 ötvözeten, valamint a 83 mutatja meg, hogy hányadik az anyag az 5xxx csoporton belül. Az egyetlen kivétel az ötvözetek számozási rendszerében az 1xxx sorozat (tiszta alumínium), ahol az utolsó két számjegy biztosítja, hogy mennyivel emelkedik a minimum alumíniumtartalom (99%) fölé az ötvözet. Azaz 1350 ötvözet esetén az alumíniumtartalom 99,50% [3][6].

5

1.1.1.2.

Az öntészeti ötvözetek jelölési rendszere

Az öntészeti ötvözetek jelölésrendszere három számból és egy tizedes jegyből áll (xxx.x). 2. táblázat: Az öntészeti ötvözetek jelölési rendszere.[3][5][7] Ötvözet osztály 1xxx 2xxx 3xxx 4xxx 5xxx 6xxx 7xxx 8xxx 9xxx

Fő ötvözőelem min 99.000% Alumínium Réz Szilícium plusz Réz és/vagy Magnézium Szilícium Magnézium Nem használt osztály Cink Ón Egyéb elem

Az első szám (Xxx.x) mutatja a fő ötvözőelemet (lásd: 2. táblázat). A második és harmadik számok (xXX.x) tetszőlegesen megadott számok, amelyek segítenek azonosítani egy adott ötvözetet a sorozatban. A tizedes jel után álló szám lehet 0, ha öntött alumínium, vagy 1-2, ha rúdöntvény. Egy nagybetűs előtag jelzi a módosításokat az adott ötvözetben. Például: A356.0 ötvözet. Az A betű jelzi, hogy a 356.0-ás ötvözetben változás van. A 3-as szám jelzi, hogy Szilícium plusz Réz és/vagy Magnézium a fő ötvözőelem. Az 56 mutatja meg, hogy a 3xx.x csoportban hol helyezkedik el az anyag. A 0 jelzi, hogy ez egy végső formájú öntvény, nem pedig rúdöntvény [3][6].

1.1.1.3.

A kezelt ötvözetek jelölési rendszere

Jelentős különbségek vannak a különböző csoportokba tartozó alumíniumötvözetek között, ebből kifolyólag az alkalmazásukban is. Miután megértettük az azonosítási rendszert, a következő pont, hogy felismerjük, hogy több teljesen különböző alumínium típus létezik az előbb említett csoportokon belül. Az egyik ilyen típus a hőkezelhető alumíniumötvözetek, a másik csoportba a nem hőkezelhető alumíniumötvözetek tartoznak. Ez a különbség különösen fontos, hiszen jelentős befolyással van az adott anyag hegeszthetőségére. A 3. táblázat írja le a különböző szilárdságnövelő kezeléseket és a hozzájuk tartozó betűjelet [3].

6

3. táblázat: Az alumíniumötvözetek típusai kezeltségük szerint.[3][5][7] Betű F

O

H

W T

Jelentés Gyártási állapotú ötvözetek. Olyan alakítási folyamat, ahol nincsen külön szabályozva a termikus vagy az alakítási keményedés. Lágyított. Lágyítást alkalmazunk, hogy elérjük a legkisebb feszültségi állapotot és javítsuk az alakíthatóságot és a mérettartósságot Alakítással keményített. Hidegalakítással szilárdított. Kiegészítő hőkezelés is alkalmazható, amely némileg csökkenti a szilárdságot. A H betűt mindig követi 2 vagy több szám. Homogenizáló hőkezelés. Instabil szilárdítás, melyet csak azoknál az ötvözeteknél alkalmaznak, amiknél a kezelés után az öregedés szobahőmérsékleten spontán végbemegy. Termikusan kezelt. Kiválással keményített alumínium ötvözet.

Az 1xxx, 3xxx és 5xxx típusú alakítható alumíniumötvözetek nem hőkezelhetőek, tehát csak alakítással növelhető a szilárdságuk. Ezzel szemben a 2xxx, 6xxx és 7xxx csoportba tartozó alakítható alumíniumötvözetek esetében alkalmazható termikus kezelés. A 4xxx típus magában foglal hőkezelhető, illetve nem hőkezelhető alumíniumötvözeteket egyaránt. Az öntészeti alumíniumok közül a hőkezelhető csoportok (2xx.x, 3xx.x, 4xx.x és a 7xx.x) szilárdságnövelésének céljából nem használnak alakítást [6]. A hőkezelhető ötvözetek (pl.: 6061-T6, 6063-T4) termikus kezelések révén szerzik meg az optimális mechanikai tulajdonságaikat. A leggyakoribb ilyen eljárás, a homogenizáló hőkezelés, majd mesterséges öregítése. homogenizáló hőkezelés során az ötvözetet hozzávetőlegesen 990°F-re (532°C) melegítjük, annak érdekében, hogy az ötvözőelemeket vagy vegyületeket az oldatba juttassuk. Ezt követi egy edzés, ami általában vízben történik, hogy létrehozzunk egy szobahőmérsékleten túltelített oldatot. A homogenizáló hőkezelést általában öregítés követ. Az öregedés az elemek vagy vegyületek kicsapódása a túltelített oldatból, annak érdekében, hogy kedvező tulajdonságok jöjjenek létre. Az öregítésnek két típusa létezik. Az egyik a szobahőmérsékleten végbemenő úgynevezett természetes öregedés, a másik típus a mesterséges öregedés, amihez emelt hőmérséklet szükséges. Ez utóbbi eljárás hőmérsékletigénye körülbelül 320°F (160°C). Sok hőkezelhető alumíniumötvözetet használnak hegesztésre homogenizáló hőkezelés és mesterséges öregítés után. A nem hőkezelhető ötvözetek (pl.: 5052-H32, 5083-H112) képlékeny alakítás révén szerzik meg az optimális mechanikai tulajdonságaikat, amely hidegalakítással történő szilárdságnövelést jelent [3]. 7

Az előzőekben leírt hőkezelhető és nem hőkezelhető alumíniumötvözetek szilárdságnövelését mutatja a 3. ábra és a 4. ábra [7].

3. ábra: Kialakult szilárdság a hidegalakítás fokának és a lágyítás idejének függvényében.[7]

4. ábra: Kialakult szilárdság, környezeti és emelt hőmérsékleten az idő függvényében. (a: Öregítés szobahőmérsékleten; b: Öregítés emelt hőmérsékleten 170°C).[7]

Megfigyelhetjük, hogy a kiegészítő betűjelzést szintén szám követ, mely segítségével még több nagyszilárdságú alumíniumötvözetet különböztethetünk meg. Ezeknek a számoknak a jelölését láthatjuk a 4. táblázatban és az 5. táblázatban [3].

8

4. táblázat: Alakítással szilárdított ötvözetek jelölései.[3][5][7] Az első szám a H után jelzi az alapműveletet H1 Csak alakítással szilárdítva H2 Alakítással szilárdítva és részben lágyítva H3 Alakítással szilárdítva és stabilizált Alakítással szilárdítva és lakkozva vagy H4 festve A második számjegy a H után jelzi az alakítás fokát Hx2 Negyed kemény Hx4 Félkemény Hx6 Háromnegyed kemény Hx8 Teljesen kemény Hx9 Extra kemény 5. táblázat: Termikus kezeléssel szilárdított ötvözetek jelölései.[3][5][7] Emelt hőmérsékletű alakítást követő hűtés után természetes öregítés. pl.: Extrudálás Emelt hőmérsékletű alakítást követő hűtés után T2 hidegalakítás, majd ezt követő természetes öregítés. Homogenizáló hőkezelés, hidegalakítás, majd T3 természetes öregítés. Homogenizáló hőkezelés, majd természetes T4 öregítés. Emelt hőmérsékletű alakítást követő hűtés után T5 mesterséges öregítés. Homogenizáló hőkezelés, majd mesterségeses T6 öregítés. Homogenizáló hőkezelés és stabilizálás T7 (túlöregítés). Homogenizáló hőkezelés, majd hidegalakítás, T8 azután mesterséges öregítés. Homogenizáló hőkezelés, majd mesterséges T9 öregítés, és utána hidegalakítás. Emelt hőmérsékletű alakítást követő hűtés után T10 hidegalakítás, majd ezt követő mesterséges öregítés. A további számjegy a feszültségcsökkentést jelzi. T1

1.1.2. A különböző alumíniumötvözetek tulajdonságai Az alakíthat alumíniumok hét csoportjának a leírása tisztázza az alkalmazás és tulajdonságbeli különbségeket.

9

1xxx ötvözetek: Ez az osztály nem hőkezelhető és az ötvözetek szakítószilárdsága 10-27 ksi (70186 MPa). Ezt a csoportot gyakran nevezik a tiszta alumíniumok csoportjának, mivel 99,0% a minimális alumíniumtartalma az ötvözeteknek. Hegeszthető ötvözetek, de mivel keskeny az olvadási határ, ezért előírnak bizonyos megfontolásokat, annak érdekében, hogy elfogadható legyen a hegesztési folyamat. Elsősorban kiváló korrózióállósága miatt alkalmazzák, speciális vegyipari tartályokként és csövekként, de a szintén jó elektromos vezetőképessége miatt elektromos összekötősíneket is készítenek belőle. Viszonylag gyenge mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, így ritkán használják fel szerkezeti elemekhez. Az alkalmazástól és a teljesítményre vonatkozó követelményektől függően, ezek az alapfémek gyakran hegeszthetők saját hozaganyaggal, vagy a 4xxx osztályba tartozó ötvözetekből készölt hozaganyagokkal [3]. 2xxx ötvözetek: Az ebbe a csoportba tartozó ötvözetek hőkezelhetőek és a szakítószilárdságuk 2762 ksi (186-427,5 MPa). Ezek alumínium/réz ötvözetek (a réztartalmuk 0,7 és 6,8% között változhat). Nagy szilárdságuk és teljesítményük miatt gyakran használják őket űrhajók és egyéb repülőgépek építésénél. Kiváló szilárdsággal rendelkeznek széles hőmérsékleti tartományok között. Néhány ebbe a csoportba tartozó ötvözet nem hegeszthető ívhegesztő eljárással, mivel fogékonyak a meleg, illetve a feszültség okozta korróziós repedésekre, ennek ellenére a többi ötvözet a megfelelő eljárással sikeresen hegeszthető. Ezek az ötvözetek az alkalmazásuktól és a követelményektől függően gyakran a 2xxx csoportba tartozó nagy szilárdságú anyagokból készült hozaganyaggal hegeszthetők, de alkalmaznak még 4xxx típusú hozaganyagot is, melyek szilíciumot, vagy szilíciumot és rezet tartalmaznak [3]. 3xxx ötvözetek: A 3xxx jelű ötvözetek nem hőkezelhető alumíniumötvözetek, melyeknek a szakítószilárdsága 110-282,7 MPa közötti. Ezek mangán ötvözőt tartalmaznak 0,05 és 1,8% között. Mérsékelt szilárdsággal és jó korrózióállósággal rendelkeznek, valamint hőbevitel mellett jól alakíthatóak. Régen edények és lábasok készítésére használták, de most fő komponense a járművek és erőművek hőcserélőinek. Hegeszthető 1xxx, 2xxx és 5xxx csoportból származó ötvözetekből készült hozaganyagok használatával, figyelembe véve a kémiai sajátosságokat és az egyéb követelményeket [3].

10

4xxx ötvözetek: Ez az egyetlen csoport, ami tartalmaz hőkezehető és nem hőkezelhető alumíniumötvözeteket egyaránt. Alumínium/szilícium ötvözetek, melyeknek a szakítószilárdsága 25-55 ksi (172-379 MPa) (szilíciumtartalma 0,6-21,5% között változhat). A szilícium hozzáadásával csökken az olvadáspont és javul a fluiditás, amikor olvad az anyag. Ezek a jellemzők lehetővé teszik, hogy hozaganyagként használjunk ömlesztő hegesztésnél és forrasztásnál egyaránt, ezért túlnyomórészt ezt a sorozatot használják töltőanyag készítésére. A szilícium az alumíniumtól függetlenül nem hőkezelhető, de magnézium vagy réz hozzáadásával számos olyan szilíciumötvözetet készítettek, amelyek kedvezően reagálnak a homogenizáló hőkezelésre. Rendszerint ezek a hőkezelhető hozaganyagok csak akkor használatosak, ha a hegesztett elem a hegesztést követően termikus kezelésen fog átesni [3]. 5xxx ötvözetek: Nem hőkezelhető alumíniumötvözetek, melyek szakítószilárdsága 18-51 ksi (124351,5 MPa). Ezek rendelkeznek a legnagyobb szilárdsággal a nem hőkezelhető alumíniumötvözetek között. Alumínium/magnéziumötvözetek (magnéziumtartalma 0,2-6,2% között változhat). Széles körben használatosak a jó hegeszthetőségük miatt, például hajógyártáshoz, nyomástartó edények készítéséhez, hidakhoz és épületekhez egyaránt. Ezeket a magnéziumötvözeteket gyakran hegesztik saját hozaganyagukkal, miután meghatározták az alapfém magnéziumtartalmát, valamint a hegesztett elem felhasználási követelményeit. Ebbe a csoportba tartozó 3,0%-nál magasabb magnéziumtartalmú ötvözeteket nem ajánlott 150°F (65,5°C) felett alkalmazni, mivel fennáll a lehetősége, hogy érzékenyebb lesz a feszültség okozta korróziós repedésre. Azok az ötvözetek, melyeknek 2,5% alatt van a magnéziumtartalmuk gyakran sikeresen hegeszthetők az 5xxx vagy 4xxx csoportba tartozó anyagokból készült hozaganyaggal. Az 5052 alumíniumötvözet rendelkezik azzal a maximális magnéziumtartalommal, ami még hegeszthető a 4xxx csoportból tartozó ötvözetből készült hozaganyaggal. A nagyobb magnéziumot tartalmazó alumíniumötvözeteket az eutektoidos olvasztáshoz kapcsolódó problémák, valamint a hegesztett kötés rossz mechanikai tulajdonságai miatt, nem ajánlott hegeszteni 4xxx csoportból származó hozaganyaggal. Ezeket az ötvözeteket kizárólag 5xxx csoportból származó hozaganyaggal lehet hegeszteni, amik általában megegyeznek az alap ötvözet összetételével [3]. 6xxx ötvözetek: Ez a csoport hőkezelhető, és a szakítószilárdsága 18-58 ksi (124-400 MPa). Magnéziumot és szilíciumot tartalmaznak, melyeknek a tartalma 1,0%. Széles körben 11

alkalmazzák hegesztett gyártmányokhoz, túlnyomó részt formában sajtolják és beépítik szerkezeti elemként. A magnézium és szilicium hozzáadásával az alumíniumban magnézium-szilicid keletkezik, ami biztosítja, hogy hőkezeléssel növelhessük az alumíniumötvözet szilárdságát. Ez az anyag szilárduláskor hajlamos a repedésre, ezért tilos autogén ívhegesztési eljárást alkalmazni. Az ívhegesztés során a megfelelő mennyiségű hozaganyag hozzáadása elengedhetetlen, hogy megakadályozzuk a melegrepedést. A felhasználástól, illetve a követelményektől függően hegeszthetjük 4xxx és 5xxx csoportba tartozó töltőanyagokkal egyaránt [3]. 7xxx ötvözetek: A legnagyobb szilárdsággal rendelkező, hőkezelhető alumínium/cink ötvözetek, melyeknek szakítószilárdsága 32-88 ksi (220-607 MPa). A cinktartalom 0,8 és 12% között változhat. Gyakran használják repülőgépek és űrrepülők gyártásához, de sok sporteszköz is készül belőlük. A 2xxx csoporthoz hasonlóan néhány ötvözet alkalmatlan az ívhegesztésre, míg mások sikeresen hegeszthetők. A hegeszthető ötvözetek, mint például a 7005 jelű is, általában az 5xxx osztályba tartozó ötvözetből készült hozaganyaggal hegeszthetők [3].

1.1.3. A 3003-H26 jelű nagyszilárdságú alumíniumötvözet jellemzői A nagyszilárdságú alumíniumötvözetek közül a 3003 mangánötvözésű alumínium az egyik legelterjedtebb. Kereskedelmi tisztaságú alumínium, melynek a kedvező tulajdonságai azonosak az 1100 jelű ötvözetével, mégis a szilárdsága körülbelül 20%al nagyobb. Öregedésre nem hajlamos, az elektromos vezetőképessége mintegy 40%ka a réz vezetőképességének. Nagyon kedvező a korrózióállósága, valamint kiválóan megmunkálható, mélyhúzható, fonható, hegeszthető és forrasztható. Hegesztéskor a hozaganyag általában 1100 jelű ötvözetből készül, illetve ha más alumíniummal akarjuk hegeszteni, mint például 5052, 6061, 6062, akkor a hozaganyag legyen 4043 alumíniumötvözet. Mivel a 3xxx családba tartozó ötvözetek nem hőkezelhetőek, így a 3003 ötvözet sem. Gyakran alkalmazzák edények, napellenzők, díszítőszegélyek, tartályok, garázskapuk, hőcserélők, hűtőszekrények, gázvezetékek valamint vegyipari berendezések és járműkarosszéria-elemek készítéséhez [8][9]. A 6. táblázat mutatja a 3003 ötvözet kémiai összetételét. 6. táblázat: A 3003 ötvözet kémiai összetétele.[10][11] Réz 0,05-0,2 %

Vas max. 0,7 %

Mangán 1-1,15 %

Szilícium max. 0,6 %

12

Cink 0,15-0,35 %

Alumínium maradék

A 7. táblázatban láthatjuk az ötvözet anyagjellemzőit. 7. táblázat: 3003 jelű alumíniumötvözet anyagjellemzői.[12] Tulajdonságok Sűrűség Olvadáspont Hőtágulás Rugalmassági modulus Hővezetési tényező Elektromos ellenállás Szakítószilárdság Nyúlás A50 mm Nyírószilárdság Vickers keménység Folyáshatár

Értékek 2,73 g/cm3 655°C 23,1∙10-6 1/K 69,5 GPa 190 W/m∙K 0,034∙10-6 Ω 110 MPa 25 % 75 MPa 29 HV 50 MPa

Mivel az ötvözetünk rendelkezik egy H26 kiegészítő jellel, ezért elmondhatjuk róla, hogy szilárdságát alakítással, részben lágyítva értük el, illetve úgynevezett háromnegyed kemény ötvözet, amely az alakítás mértékére utal. A 8. táblázatban pontosabban szemügyre vehetjük, hogy milyen mechanikai tulajdonságokat eredményez a H26 jelzésű kezelés. 8. táblázat: A különböző módon kezelt 3003 jelű ötvözet mechanikai tulajdonságai.[13]

Kezelés Hx6

Kialakítás Lemez

RP0,2 165 MPa

RM 180 MPa

RG 105 MPa

A5 8%

A50 6%

HV 50

A nagyszilárdságú alumíniumötvözetek tulajdonságainak és csoportosításuknak leírása után a következőkben nézzük meg, hogy hogyan hegeszthetők ezek az anyagok az autóiparban használt egyik legnépszerűbb eljárással, az ellenállás-ponthegesztéssel.

1.2.

Ellenálláshegesztés

Az ellenállásponthegesztés az ellenálláshegesztések családjába tartozó sajtolóhegesztő eljárás. A számos előnyeinek köszönhetően gyakran alkalmazzák alumínium vékonylemezek hegesztésére. A következőkben ismertetem, hogy hogyan osztályozhatjuk, és milyen jellemző tulajdonságaik vannak az ebbe a csoportba tartozó eljárásoknak.

1.2.1. Az ellenálláshegesztés osztályozása A villamos ellenálláshegesztéseket többféleképpen csoportosíthatjuk. Értelemszerűen létezik olyan rendszerezés, amely a munkadarab geometriáját és a kötés típusát veszi alapul. E szempont szerint két csoport van. 13

Az első a vékony-és normállemezek ellenálláshegesztése. Vékony lemezek alatt a 3 mm-nél nem vastagabb lemezeket értjük. Olyan eljárások tartoznak ide, amelyek során lemezek vagy lemezszerű munkadarabok kerülnek összehegesztésre. Vékony lemezek esetében leggyakrabban átlapolt kötést használunk, de kifejlesztették már a tompahegesztésüket is. Azokat az ellenálláshegesztéseket is ebbe a csoportba soroljuk, ahol vékony- vagy normállemezekből készült csöveknek hossz-, illetve spirálvarratait hegesztjük. A második csoport a rudak ellenálláshegesztése. Tömör és üreges keresztmetszetű rudak, csövek, rúdszerű anyagok hossztengelyre merőleges tompakötéseinek hegesztésére szolgáló eljárások tartoznak ide [17]. A 5. ábra mutatja meg, hogy termékgeometria alapján, milyen típusú hegesztések léteznek.

5. ábra: Illusztráció a villamos ellenálláshegesztések termékgeometria alapú csoportosításához. a: átlapolt lemezkötés; b: tompa lemezkötés; c: tompa rúdkötés; d: tompa csőkötés; e: rúd keresztkötés; Fs: sajtolóerő.[17]

Az ISO 4063:2000 szabvány szerinti egyezményes rendszerezés figyelembe véve az ellenállás hegesztések a következőképpen csoportosíthatók. 14

2 Ellenálláshegesztés -

-

-

-

21 Ponthegesztés 

211 Egyoldali ponthegesztés



212 Kétoldali ponthegesztés

22 Vonalhegesztés 

221 Átlapolt vonalhegesztés



222 Zömítő vonalhegesztés



225 Fóliás vonalhegesztés



226 Szalagos vonalhegesztés

23 Dudorhegesztés 

231 Egyoldali dudorhegesztés



232 Kétoldali dudorhegesztés

24 Leolvasztó tompahegesztés 

241 Előmelegítéses leolvasztó tompahegesztés



242 Előmelegítés nélküli leolvasztó tompahegesztés

-

25 Zömítő tompahegesztés

-

29 Egyéb ellenálláshegesztő eljárások 

291 Nagyfrekvenciás ellenálláshegesztés

1.2.2. Az ellenálláshegesztés elméleti sajátosságai Az ellenálláshegesztés egy olyan sajtolóhegesztő eljárás, amely során megolvad az anyag, ezért bizonyos tulajdonságaiban az ömlesztő hegesztésekre hasonlít.

1.2.2.1.

Az ellenálláshegesztések hőforrása

A villamos ellenálláshegesztések hőforrása az ellenálláshő, ami az árammal átjárt vezetők hatásos ellenállásán fejlődik. Két féle típusa létezik. Az egyik fajtája a ponthegesztések esetében is használt, a hegesztendő darabokon közvetlenül átfolyó, illetve a hegesztendő anyagban indukált. Ez utóbbi az indukciós hegesztésekre jellemző. Mivel szakdolgozatom az ellenállás ponthegesztéssel foglalkozik, ezért az átfolyó árammal működtetett hőforrást írom le [17]. 15

A Joule-Lenz törvény értelmében a szilárd fázisú villamos vezetőt a rajta átfolyó áram a következő energiával hevíti:

ahol:

ER, [J] a villamos ellenálláson fejlődő energia, I, [A] az ellenálláson átfolyó áram erőssége, R, [Ω] az ellenállás nagysága, t, [s] idő, th, [s] hevítési idő.

A hegesztési folyamatban a vezetők belső-és érintkezési ellenállása játszik szerepet [17]. 1.2.2.2.

A vezetők belső ellenállása

Az, hogy egy fémnek mekkora a villamos ellenállása függ a szabadelektronjai számától, illetve azok mozgási lehetőségétől. Egy A keresztmetszetű, l hosszúságú vezető villamos ellenállása [17]:

ahol:

ρ, [Ωmm] a vezető anyagának fajlagos ellenállása, l, [mm] a vezető hossza, A, [mm2] a vezető keresztmetszete.

Mivel az anyagok fajlagos ellenállása más, ezért a 9. táblázatban lássunk néhány, az ellenálláshegesztési gyakorlatban fontos fém-fémötvözet szobahőmérsékleti villamos ellenállását [17]. 9. táblázat: A különböző anyag szobahőmérsékleti ellenállása.[17]

Fém(ötvözet) Vas Alumínium Réz Nikkel Ötvözetlen szerkezeti acél Austenites CrNi acél NiCr ellenállásötvözet

Rendszám

Fajlagos ellenállás T=20°C-on mm

26 13 29 28 -

0,90….1,00 0,27…0,28 0,17…0,18 0,74…0,90 1,20…1,50 7,00…7,50 10,…11,0

16

A nem ferromágneses anyagoknál, mint például az alumínium vagy a réz, a fajlagos ellenállás a hőmérséklettel másodfokú függvény szerint növekszik [17]:

ahol: ρT, [Ωmm] a fajlagos ellenállás T hőmérsékleten, ρ0, [Ωmm] a fajlagos ellenállás szobahőmérsékleten, β1,β2, a fajlagos ellenállás hőmérséklettényezői, T, [°C] hőmérséklet, 1.2.2.3.

Érintkezési (átmeneti) ellenállás a vezetők között

Ha az illesztés nem tökéletes a villamos vezetők összenyomásakor, akkor az azon áthaladó áram feszültségesést okoz, tehát ellenállásként szerepel az érintkezési pont. Ellentétben a vezetők belső ellenállásával, az átmeneti ellenállás jóval szélesebb tartományban változhat [17]. A 6. ábra segítségével összehasonlíthatunk három különböző anyagtípust, valamit megfigyelhetjük, hogy mennyivel nagyobb az a sáv, amiben az ellenállás változhat.

6. ábra: A fajlagos villamos ellenállás hőmérsékletfüggése Alumínium, Réz és Ferrit-perlites acél esetében.[14]

Az acélhoz képest az alumínium villamos ellenállása nagyon kicsi, de az elektromos vezetőképessége viszont nagyon magas. Közel áll az olvadás előtti rézhez, ahogy a diagram is mutatja. Ezért nehéz hegeszteni tiszta alumíniumot, még akkor is, ha az elektród tiszta réz. Azonban tiszta alumíniumot ritkán használnak a gyakorlatban. A különböző ötvözetek, mint például az Al-Mg, Al-Cu, stb., gyakrabban 17

fordulnak elő és jelentősen nagyobb elektromos ellenállással rendelkeznek, mint a tiszta alumínium, ami lehetővé teszi az alumínium ötvözetek könnyebb hegeszthetőségét. Egy másik fontos tényező az alumínium hegesztésénél a viszonylag nagy felületi ellenállással rendelkező alumíniumoxid. Ezen kívül a folyékony állapotban lévő alumíniumnak szignifikánsan nagyobb az ellenállása, mint a tömör alumíniumnak. Az előzőekben említettek miatt, az alumínium lemezek ellenálláshegesztése akkor lehetséges, ha az elektródokat megfelelően választjuk meg (tehát az ellenállása kellőképpen kisebb, mint az alumínium lemezeké), valamint szigorúan ellenőrizzük az elektródák vízhűtését [14]. Az érintkezési ellenállás függ az anyagpárosítástól, az érdességtől, az érdességet deformáló sajtolóerőtől, a hőmérséklettől, valamint a felöleti szennyeződések jelenlététől és mértékétől. Ez az ellenállás a néhány μΩ-tól a mΩ-os nagyságrendig terjedhet [17]. A 7. ábra szemlélteti, hogy a sajtolóerő miként befolyásolja az érintkezési ellenállást.

7. ábra: Az érintkezési ellenállás változása a hőmérséklet és a felületeket összeszorító Fe erő függvényében.[15]

Lássuk, hogy alumínium esetében hogyan változik az érintkezési ellenállás a hőmérséklet, illetve az elektróderő függvényéven, amit jól szemléltet a 8. ábra.

18

8. ábra: Alumínium érintkezési ellenállása a nyomás és hőmérséklet függvényében.[16]

Hasonlóan befolyásolja ez a két tényező az átmeneti ellenállást, mint acélnál. Az alumínium érintkezési ellenállása azért kisebb, mint a sima, vagy korrózióálló acéloké, mert kisebb elektromos ellenállással és áramlási feszültséggel rendelkezik. Az átmeneti ellenállás a nyomás növekedésével csökken [16].

1.2.2.4.

Az ellenálláshegesztés alkalmazási területei

Az eljárás széles körű alkalmazását számos előny indokolja, mint például, hogy az összehegeszthető elemek mérete nagy tartományban változhat. Lemezek átlapolt hegesztése esetén a lemezvastagság 0,005 mm-től egészen a 30 mm-ig terjedhet. Rudak tompahegesztésénél az átmérő 0,01 mm-től 350 mm-ig, valamint keresztezett hegesztésük esetén 0,01 mm-től 80 mm-ig változhat. Előnyt jelent még az is, hogy csaknem minden szerkezeti anyag hegeszthető ellenállás hegesztéssel, a folyamat jól szabályozható és automatikus. A hegesztett kötések jó és egyenletes minőségűek, a hőhatásövezetük kicsi, ezért a szövetszerkezeti változás és az elhúzódás jelentéktelen. Termelékeny az eljárás, ugyanis nagyon rövid a kötés létrehozásának az ideje, illetve teljesen gépesíthető. Anyag- és energiatakarékosság szempontjából is előnyös. Az ellenálláshegesztés számos jó tulajdonságai mellett figyelembe kell vennünk az anyagi költségeit, mivel a berendezés megvásárlása, üzemeltetése és karbantartása drága és magasabb szintű képesítést igényel [15].

19

1.3.

Ellenállás-ponthegesztés

Az ellenállásponthegesztés a legszélesebb körben elterjedt sajtolóhegesztés. Népszerűségét egyszerűsége, gépesíthetősége, robothegesztésre való alkalmassága, jó reprodukálhatósága, egyenletes jó kötésminősége, kiemelkedő termelékenysége és gazdaságossága adja [17] [18].

1.3.1. Ellenállásponthegesztés elvi vázlata, részegységei

9. ábra: Az ellenállásponthegesztés elvi vázlata. 1 áramforrás, 2 elektróda, 3 lemez, 4 pontvarrat, 5 vezérlő.[19]

Ellenállásponthegesztés esetében a vékony lemezek (3) átlapolt kötését hengeres elektródokon (2) átfolyó áram segítségével hozzák létre. Az elektródok rézötvözetből készülnek, így jó a villamosvezető képességük. Ezek kN-os nagyságrendű úgynevezett elektróderővel (Fe) szorítják össze a hegesztendő lemezeket. Miután megfelelően összenyomtuk, az áramforrásból (1) egy kisfeszültségű, ám nagy áramerősségű áramot vezetünk th ideig, amely az egyes ellenállásokon hőt fejleszt. Az eljárás sikerének a feltétele, hogy a hegesztési helyen elégséges hőenergia fejlődjön, illetve ezzel egyidejűleg más ellenállások ne hevüljenek fel túlzott mértékben [17][20]. Léteznek állványos (10. ábra) és kézi kivitelű (11. ábra) ponthegesztő gépek. A gépjárműiparban praktikus okok miatt a kézi, illetve a robot karjára szerelt mozgatható gépeket részesítik előnyben. Ha az elektróda mozgatását vesszük figyelembe, akkor megkülönböztetünk C és X kivitelű ponthegesztő gépeket (12. ábra) [20].

20

10. ábra: Állványos ponthegesztő berendezés.[20]

11. ábra: Kézi kivitelű ponthegesztő készülék.[20]

21

12. ábra: C kivitelű ponthegesztő gép

X kivitelű ponthegesztő gép.[20]

Egy tipikus felépítésű, állványos (stabil) ponthegesztőgépben a következő fő részek megtalálhatóak: áramforrás, szabályozó egység, levegő csatlakozás, transzformátor, erő- és áramerősség kijelző, felső elektródatartó, alsó elektródatartó, elektródák, elektróda befogók, pneumatikus henger, lábkapcsoló. Kezdetben egyfázisú váltakozó áramú (AC) transzformátorokkal működtették a gépeket, melyeket a hálózati terhelés aszimmetriájának csökkentése érdekében a háromfázisú egyenirányítós, majd az energiatárolós és főleg a robotizált hegesztéshez a kisebb tömegű inverteres, egyenáramú (DC) gépek váltottak fel. A ponthegesztőgépek mechanikai egysége a gépvázat és az elektródmozgató mechanizmusokat foglalja magába. Állványos gépek esetén masszív felépítést és megerősített C típusú állványt használunk. A mozgatható és többponthegesztő gépek hegesztő fejei anyaguknál és szerkezeti kialakításuknál fogva könnyűszerkezetesek, amihez speciális, szabadalmakkal védett villamos megoldások tartoznak [17][18][20]. A hegesztőgépek elektródegysége az elektródokból, az elektródtartókból, a mozgató mechanizmusból és az elektróderőt szolgáltató részegységből tevődik össze. Az elektródtartó a vele szemben támasztott jó villamos- és hővezetőképesség miatt, minden esetben rézötvözetből készül. Az elektródtartók méretét és az alakját a gyártmányhoz igazítják és ezek a tényezők az ablakveszteség révén jelentősen befolyásolják a hegesztési paramétereket, főként az áramerősséget. A szabályozó egység egyik feladata, hogy az áramkört ki, illetve bekapcsolja. Ebben a folyamatban az a bonyolult, hogy igen nagy áramerősségekről van szó, amit rendkívül rövid idő alatt kell működtetni. Ennek az egységnek kell kontrollálnia bekapcsoláskor az áramnövekedés sebességét, a hegesztési ciklusban az áramerősség nagyságát, illetve kikapcsoláskor az áramcsökkenés sebességét. A szabályozó másik feladata, hogy a lehető legnagyobb pontossággal határozza meg a hegesztési ciklushoz tartozó időket. Ez azért igényel pontos elektronikát, mert az 22

ellenállásponthegesztésben lévő előnyomási idő, hegesztési főidő, és az utánnyomási idő gyakran jóval egy másodperc alatt vannak [17] [18].

1.3.2. A hegesztőkör villamos ellenállásai A 13. ábra mutatja be a ponthegesztőgép ellenállásait a szekunder áramkörben. A feltüntetett ellenállások közül az R1, R2, R3 és R5 a vezetők belső ellenállásai, az R4 és R6 pedig átmeneti ellenállások [17].

13. ábra: Az ellenállás-ponthegesztőgép szekunder körében található ellenállások, vékonylemezek átlapolt kötéseinek hegesztésekor.[17]

Az R2, R3, R4 és R5 ellenállást úgy kapjuk meg, hogy a nem feltétlenül azonos egy, illetve kétvesszős tagokat összeadjuk (R i’ és Ri’’, i=2,3,4,5). Tehát a szekunder kör R e eredő ellenállása a következő részellenállások összegeként írható fel [17]: 10. táblázat: Az ellenállásponthegesztés jellegzetes ellenállásai.[17]

Az ellenállás jele

Az ellenállás megnevezése

Az ellenállás relatív nagysága

R1

A transzformátor szekunder tekercsének ellenállása

igen kicsi

R2

Nagy keresztmetszetű rézvezető a szekunder tekercs és az elektród között

igen kicsi

R3

Az elektród ellenállása

kicsi

R4

Érintkezési ellenállás a lemez és az elektród között

közepes

R5

A lemez ellenállása (de átmérőjű, s vastagságú hengerek az elektródok között)

nagy

R6

Érintkezési ellenállás az összehegesztendő lemezek között

legnagyobb

23

Az ellenállások összegzésekor a 10. táblázatban feltüntetett relatív értéke miatt az R1 és R2 ellenállásoktól eltekinthetünk, ugyanis a kis értékük miatt nincsenek nagy befolyással a hegesztésre. Az R3 ellenálláson keletkezett hő csupán az elektródot hevíti, aminek a hőelvonásáról a berendezés vízhűtése gondoskodik. Az elektród vízhűtésével, a tárgy- és az elektródfelszín tisztaságával, simaságával és a kellő összeszorításával védekezünk az ellen, hogy az R4 átmeneti ellenállás túl nagy legyen. Ellenkező esetben az elektród a lemezhez hegedne. Tehát a hegesztés szempontjából hasznos ellenállások az R5 és R6, amiknek a legnagyobb a relatív nagyságuk. Az összes befolyásoló tényezőt, főként az összeszorító erőt úgy kell beállítani, hogy ez a nagysági sorrend fennmaradhasson [17]. Az előzőket figyelembe véve az eredő ellenállás egyszerűbb alakja:

Ha azt feltételezzük, hogy az összenyomott lemezeken csak az elektródátmérő által meghatározott hengeres anyagtérfogaton folyik áram, akkor a lemezek ellenállását a következőképpen határozhatjuk meg:

A 14. ábra szemléletesen mutatja meg a két ellenállás változásának tendenciáját a hőmérséklet növelésével.

14. ábra: A hőforrás hőáramát meghatározó ellenállások változása a hegesztési folyamatra jellemző hőmérsékletnövekedés közben.[17]

Láthatjuk, hogy a folyamat közben a hőmérséklet exponenciálisan növekszik, amely az R5 ellenállásra növelő hatással van. Az R6 érintkezési ellenállás viszont szobahőmérsékleten a legnagyobb, mivel a hőmérséklet növelésével a képlékeny alakváltozás feltételei javulnak, a makrokiemelkedések fokozatosan deformálódnak, a szennyezők összetöredeznek, egy részük megolvad és elgőzölög, ezért az érintkezés 24

egyre jobb lesz. Az R5 ellenállás növekedését az elektródok benyomódása lelassítja. Túlzott benyomódás hatására, akár csökkenhet is az R5 értéke, mivel a két elektród homlokfelülete közelebb kerül egymáshoz, így a köztük lévő anyagtérfogat csökken, ami ellenálláscsökkenést von maga után, és ennek a mértéke lehet akkora, ami túl is kompenzálhatja a melegedés okozta ellenállásnövekedést. Az R5 és R6 ellenállás eredője maximumos görbét ad ugyan, de a két ellentétes változási tendencia nagyjából kiegyenlíti egymást, ezért a teljes hegesztési folyamatban az ellenállás azonos nagyságrendje fenntartható [17].

1.3.3. A sajtolóerő szerepe a ponthegesztésnél Az előző pontban már volt szó a sajtolóerő szerepéről, mégpedig főként az átmeneti ellenállás nagyságának és időbeli változásának befolyásolásában. A túlzott elektróderő alkalmazásakor eleinte csak a terhelhetősége romlik a kötésnek, de elérve egy kritikus szintet a kötés már nem is jön létre. Egy másik szerepe a sajtolóerőnek, hogy a kívánt helyen a szükséges nyomófeszültséget biztosítsa. Legalább olyan mértékű legyen ez a nyomófeszültség, hogy az érdességgel összefüggő kiemelkedéseket képlékenyen alakítsa. A képlékeny alakításnak, amit a sajtolóerővel biztosítunk, jelentős feladatokat kell ellátnia ahhoz, hogy a kötés minősége megfelelő legyen. Több szempontból fontos, hogy a felületi érdességeket csökkentse, mivel így javulnak az áramfolyási feltételek, illetve mérséklődik az R4 és R6 ellenállás, ami az elektród élettartamának a meghosszabbodásához vezet. A sajtolóerő feladata továbbá az is, hogy a felületi szennyeződéseket eltávolítsa. Ellenállás-ponthegesztés esetében a felületi réteg atomsíkjait, valamint kristálytani irányait oly módon kell egymáshoz közelíteni, hogy kedvező orientáció jöjjön létre, ami erős fémes kötéshez vezet. Az üregképződés elhárítását biztosítania kell az olvadékfázis kristályosodásának és teljes lehűlésének folyamán, ugyanakkor a levegő gázai ellen, úgynevezett mechanikai védelmet kell nyújtania a teljes hegesztési művelet alatt [17]. Alumíniumra és alumíniumötvözetre körülbelül 80-250 MPa a fajlagos nyomóerő, amiből a sajtolóerőt úgy számoljuk ki, hogy ezt az értéket beszorozzuk az érintkezési felülettel [15]. F=f∙Ap

25

1.3.4. A ponthegesztés védelme a levegő gázai ellen Azoknál az ellenálláshegesztő eljárásoknál, ahol nem képződik olyan sorja, amivel a felületi szennyeződések kipréselődnének, a levegő gázainak egy része a hegfürdőben oldódik, és ha nincsenek meg a nélkülözhetetlen feltételek az eltávozásukhoz a gyors dermedéskor, akkor gázzárványok keletkeznek. Jó példa erre az alumíniumötvözetek ponthegesztése, ugyanis a hidrogénzárványok nagyon gyakoriak, számos esetben pedig elkerülhetetlenek [17].

1.3.5. Felülettisztítás a felületi szennyezettség miatt A lemezeken, rudakon, vagy egyéb hegesztendő munkadarabokon sokféle szennyeződés lehet. Legyen szó, akár mechanikus szennyeződésről (fémes porok, szemcsék, stb.) vagy szerves szennyeződésről (zsír, olaj), esetleg nedvességről, forgácsolási vagy alakítási műveletek hűtő-kenő folyadékáról, vegyületszennyeződésről vagy adszorbeált felületi gázokról, ezeket minden esetben el kell távolítanunk, mivel akadályozzák a hegesztési folyamatot. A hegesztendő felületek tisztítása történhet a hegesztési műveleten kívül (előzetes) vagy a hegesztéssel egy időben, illetve az előző kettő kombinációjaként. Az előzetes tisztítás csak ideiglenes megoldást jelent, ugyanis sok esetben a felület igen rövid időn belül újraszennyeződik, mint például az alumínium tárgyak felületi oxidációjánál. Ilyen tisztítási kombinációt alkalmazunk ellenállás-ponthegesztések esetében, amikor melegen hengerelt lemezeknél és profiloknál a hengerlési revét a hegesztést megelőzően távolítjuk el, a finomabb szennyeződéseket pedig a folyamaton belül. Ebben az esetben azért van szükség az előzetes tisztításra, mert ponthegesztésnél nincsen makroszkópikus anyagáramlás, így elégtelen mértékű lenne önmagában az a tisztító művelet, amit a felületi nyomás okoz [17].

1.3.6. A ponthegesztett kötés kialakulásának folyamata A ponthegesztés varratát hegpontnak vagy más néven heglencsének hívjuk. Ennek a kötésnek a kialakulását szemlélteti a 15. ábra, ahol nyomon követhetjük az egyes lépéseket. Elsőként a hegesztendő tárgyakat az elektródok közé helyezzük (15. ábra/a). Ezután összezárva az elektródokat, helyi érintkezést hozunk létre, ezzel biztosítva az áramfolyás lehetőségét (15. ábra/b) (itt még mindig nyitott az áramkörünk). Az érintkezési felületet és szűk környezetét rövid ideig átfolyó (t<1s), alacsony feszültségű, de nagy áramerősségű (I=1…25 kA) árammal hevítjük (15. ábra/c). A lokális hevítés hatására a lemezek helyileg megolvadnak (15. ábra/d). A megolvadt térfogat lencse alakú és körülbelül akkora átmérővel rendelkezik, mint az elektródé, vastagságát pedig a technológiai paraméterek és az alapanyag tulajdonságai határozzák 26

meg. Az áramfolyást megszüntetve, de a mechanikai nyomást tartva a két lemezből kialakult hegfürdő kristályosodva összeköti a két darabot (15. ábra/e). Erre az erőre azért van szükség, hogy elhárítsuk a szívódási üreg képződését. Az ömlesztő hegesztésektől eltérően a kristályosodás itt gyorsabban megy végbe. Az ellenállásponthegesztés akkor ér véget, ha az elektródok nyitnak (15. ábra/f). Ekkor van lehetőség a munkadarab (vagy elektródok) léptetésére [17].

15. ábra: A ponthegesztett kötés kialakulásának fázisai egy általános ciklusdiagrammal párosítva.[21]

1.3.7. Elektródok Az elektródok az ellenállásponthegesztés összetett teendőket ellátó, nemolvadó hegesztőanyagai. Feladatuk a koncentrált áramátadás és a nyomás közvetítése [17]. 1.3.7.1.

Az elektródok anyagai

Az elektródanyagoknak olyan igényeket kell kielégíteni, amik egymásnak ellentmondóak lehetnek. Nem szennyeződhet a hegesztendő fémmel, jó hő- és villamosvezető képessége legyen nagy szilárdság és kopásállóság mellett, valamint a mechanikai tulajdonságok csak lassan romoljanak a hőmérséklet növekedésekor. E miatt az ellentmondás miatt, nem létezik olyan anyag, amely minden igényt kielégítene, így kénytelenek vagyunk kompromisszumot kötni és rézötvözetből (bronzok), vagy újabb réz mátrixú, diszperziós kompozitokból készíteni az elektródokat [22]. A legismertebb elektródbronzok Cd-ot, Cr-ot, Ni-t, Be-ot és Co-ot tartalmaznak. 27

Az új fejlesztések a kompozitok irányába történnek, ugyanis ezek az ötvözetek kevésbé hajlamosak a bevonófém oldására, ezért kevésbé szennyeződnek és az eredeti tulajdonságaikat tovább megtartják. Jó példa erre a 11. táblázatban lévő Cu-Al2O3 porkohászati úton előállított kompozit, amelyet a régebben használt Cu-Zr és Cu-CdZr ötvözetek helyett használnak horganyzott, vagy más bevonatos lemezek hegesztésénél. Különösen nagy terheléseknél, ahol nagy áramerősséget alkalmazunk hosszú hegesztési idővel, illetve nagy nyomóerő alkalmazásával, ott szintén porkohászati úton előállított Cu-W kompozitokat használunk. Sok esetben a W jelenléte meghaladja az 50%-ot is. Ugyancsak nehéz körülmények közötti hegesztéshez szoktak olyan elektródot használni, ahol réz vagy bronz foglalatra (ami a jó hő-és villamosvezetést biztosítja) molibdénből vagy volfrámból gyártott elektródcsúcsokat (amik szilárdságot, keménységet és jó kopásállóságot adnak) helyeznek. A kompozitelektródokkal az élettartam akár tízszeresére is növelhető, a hagyományos elektródbronzhoz képest. Tehát a legkorszerűbb és legnagyobb igénybevételnek kitehető elektródákat mind porkohászati úton gyártják [17].

28

11. táblázat: Az ellenállás-hegesztés elektródanyagai és alkalmazási területe.[6][15]

Ötvözet-típus Cu-Cr Cu-Zr Cu-Cr Cu-Cr-Zr Cu-Cr

Fő jellemzők Hidegalakítással keményített Kiválásosan keményített Kiválásosan keményített Kiválásosan keményített Kiválásosan és hidegalakítással keményített

Cu-Co-Be Cu-Ni-Be Be-mentes bronz

Kiválásosan keményített Kiválásosan keményített Kiválásosan keményített

Cu-Be

Kiválásosan keményített

Cu-Al

Kiválással nem keményíthető öntvény

45 % Cu– 55 % W kompozit

Porkohászati termék

25 % Cu– 75 % W kompozit 20 % Cu– 80 % W kompozit

Porkohászati termék

W

Porkohászati termék (csak köszörülhető) Porkohászati termék (forgácsolható) Porkohászati termék

Mo Cu-Al2O3

1.3.7.2.

Porkohászati termék

Alkalmazási terület Al-ötvözetek, Mg-ötvözetek, bevonatos lemezek, sárgaréz és bronzok pont- és vonalhegesztése Hidegen és melegen hengerelt acélok, korrózióálló acélok, bevonatos lemezek, kis hővezetőképességű sárgarezek és bronzok pont- és vonalhegesztéséhez. Leolvasztó hegesztőgépek befogópofáihoz. Korrózióálló acélok, Ni-Cr- és Ni-Cuötvözetek pont- és vonalhegesztéséhez. Öntvényként tompahegesztő, leolvasztó tompahegesztő gépek befogópofáihoz, dudorhegesztő elektródákhoz. Vonalhegesztő gépek áramvezető siklócsapágyai, mindennemű kontaktusanyag ellenálláshegesztő-gépekhez. Tompahegesztő, leolvasztó tompahegesztő befogópofák, dudorhegesztő elektródák nagy felületi nyomásokhoz. Cserélhető elektródabetétek és elektródacsúcsok. Hegesztőgépek szekunder köri elemei átlagosnál nagyobb szilárdsági követelmények esetén. Korrózióálló acélok ponthegesztése. Tompahegesztő, leolvasztó tompahegesztő befogópofák nagy termikus és mechanikai igénybevételre. Dudorhegesztő elektródák. Tompahegesztő, leolvasztó tompahegesztő befogópofák. Vonalhegesztő csapágyperselyek. Nagy terhelésű dudorhegesztő elektródák. Dudorhegesztő elektródák huzalok keresztkötéseihez. Tompahegesztő, leolvasztó tompahegesztő befogópofák. Dudorhegesztő elektródok sárgaréz és bronzhuzalok keresztkötéseihez. Dudorhegesztő elektródok sárgaréz és bronzhuzalok keresztkötéseihez. Bevonatos acéllemezek hegesztése.

Az elektródok geometriai kialakításai

A 16. ábra szemlélteti, hogy ellenállásponthegesztés elektródjai.

milyen

29

részekből

épülnek

fel

az

16. ábra: Az elektródok szerkezeti kialakításai.[17]

Az elektródok szabványos morse kúppal csatlakoznak az elektródtartóhoz, ami az áram- és erőátadás mellett a hűtővízzel szembeni tömítést is megvalósítja. Általában szimmetrikus egyenes elektródokat használnak, de munkadarabtól függően szükség lehet a kedvezőtlenebb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező aszimmetrikus bonyolult geometriájú elektródokra is. Az elektród legfontosabb része a hegesztőcsúcs. Szerepe kiterjed a hegesztendő alkatrészek összeszorítására, az árambevitel biztosítására, a szilárduló heglencsék hűtésére, a felsoroltak eredőjeként az elkészítendő hegpont méreteinek befolyásolására [17]. A cserélhető elektród csúcsok az előző pontban említett okok miatt általában porkohászati technológiával készülnek. Cserélhetőségének köszönhetően anyagtakarékosak, mivel a kritikus mértékű kopás bekövetkezése után a teljes elektród helyett csak ezeket a csúcsokat kell kicserélni, melyek szabványos csatlakozóvéggel kapcsolódnak az elektródtesthez. Ezek a csúcsok katalógusból rendelhetők. Az elektródok különböző geometriai kialakítással készülnek. A legelterjedtebb hat elektródalakot az MSZ EN 25184:1995 alapján a 17. ábra szemlélteti. Léteznek úgynevezett elektródsapkák, melyek hasonlóak a 15. ábrában szereplő elektródokhoz, ugyan olyan kialakításúak, csak annyiban különböznek, hogy nem tartalmazzák a teljes elektródot, hanem csak a fejrészt, ami egy szabványos csatlakozóval rendelkezik. Az elektródok érintkezési felülete a munkadarabbal lehet sík (B, C, D) vagy gömbsüveg (A, E, F) kialakítású [17].

30

17. ábra: Különböző szabványosított elektródkialakítások ellenállásponthegesztéshez.[17]

Az elektródvég geometriai kialakítása befolyásolja a hevítési, alakítási és anyagszerkezeti folyamatokat, valamint az időbeli lefolyásukat, amivel aktívan hat a kötés minőségére, ami alatt a hegpont keresztmetszeti alakját, átmérőjét és magasságát, a benyomódás alakját és méretét, a varrathibákat és a kötés mechanikai jellemzőinek alakulását kell érteni [17]. Vegyük példának a gömbsüveg végű elektródokkal végzett ponthegesztéseket, állandó elektróderőt és hegesztőáramot feltételezve. Kezdetben az elektród csak kis felületen érintkezik a lemezzel, a sajtolóerő segít az esetleges felületi rétegek áttörésében (ami alumínium esetében az oxidhártya) és a helyi érintkezés minőségének javításában. Mivel az érintkezési felület kicsi, ebből adódóan az áramsűrűség nagyobb lesz. Ötvözetlen alumíniumok esetében 4000-5000 A/mm2, míg ötvözött alumíniumoknál 3000-4000 A/mm2 az ajánlott áramsűrűség. Körülbelül 4-5-ször annyi, mint ötvözetlen vagy ausztenites acél esetében [15]. A folyamat előrehaladtával az elektród homlokfelülete időben lassuló módon préselődik az anyagba, aminek hatására növekszik az érintkezési felület nagysága, csökken az áramsűrűség és a nyomás. A hegesztés végén kialakult gömbsüveg lenyomat íves, folyamatosan változó jellege miatt kevésbé észrevehetőbb és zavaróbb, mint csonkakúp esetén. A D típusú elektródot abban az esetben használják, ha nem megfelelő a munkadarab hozzáférhetősége. C típusút pedig általában akkor, ha dudorhegesztést 31

végzünk, illetve amikor a ponthegesztett gyártmány legalább egyik oldalán nem kívánatos a felületi bemélyedés [17]. Úgy választjuk meg a csonkakúp végződésű elektródok (de) átmérőjét, hogy figyelembe vesszük a készítendő pontátmérő nagyságát (dp), valamint az s lemezvastagságot. A következő képletekkel számolhatjuk ki a lencse átmérőjének alsó, felső, valamint optimális értékét [17][18]:

Abban az esetben, ha nem azonos a hegesztendő lemezek vastagsága, akkor ezzel arányosan eltérő elektródátmérőket kell választanunk. Ha mégis azonos elektródátmérővel hegesztjük a különböző vastagságú lemezeket, akkor két lemez esetén az egyenletbe a kisebbik, három lemez esetében pedig a második legnagyobb lemezvastagságot kell behelyettesítenünk. Hegesztéskor az elektródok folyamatosan kopnak, így az átmérőjük nő. Amennyiben ez az átmérő eléri a névleges érték 1,3-szorosát, az elektródot fel kell szabályozni. A felszabályozás az elektród kiszerelésével, vagy anélkül is elvégezhető. Gömbsüvegben végződő elektródok esetében a gömbsüveg sugarát a hegesztendő lemezvastagság függvényében kell megválasztani. Pl.: 1 mm-es lemezvastagsághoz 50 mm, 2 mm-eshez 75 mm-es gömbrádiusz használata ajánlott [17].

1.3.8. A ponthegesztés ciklusdiagramja A 18. ábra megmutatja nekünk, hogy a tc ciklusidő négy, egymástól jól elkülöníthető szakaszra osztható fel. Az első szakaszban te előszorító ideig az elektródok kontaktust hoznak létre a lemezek között. A hegesztési ciklus második szakasza az áramátfolyás, ahol a hegesztés játszódik le. Ezt az időt nevezzük főidőnek, más néven hegesztési időnek (t h). A kontaktus kialakítása után a hegesztőáram (Ih) szikrázás és elektródkárosodás veszélye nélkül bekapcsolható. A harmadik ciklus az úgynevezett utánszorítás. Az áram kikapcsolása után a kristályosodás közbeni térfogatcsökkenést kompenzálják az összeszorított elektródok. A pontvarratok a tu-val jelölt idő alatt gyorsabban hűlnek, mint léghűtésnél, mivel érvényesül a vízhűtésű elektródok hatása. Ezzel azonban vigyáznunk kell, mivel néhány acél esetében az a kötés beedződhet. 32

Végül a negyedik szakasz a tsz szünetidő, mely a munkadarabok léptetésére szolgáló idő [17].

18. ábra: A ponthegesztés ciklusdiagramja váltakozóáramú hegesztésnél.[17]

A ciklusdiagramok nagyon sokfélék lehetnek attól függően, hogy milyen módon, milyen vastagságú, minőségű anyagokat kívánunk hegeszteni. A 19. ábra mutatja be, a leggyakrabban használt munkaciklusokat [15].

19. ábra: A ponthegesztés munkaciklusai Fes elősajtoló erő; F nyomóerő; Fun utánsajtoló erő; th hegesztési idő; tes elősajtolási idő; tf felhevítési idő; tl lehűtési idő; tuh utánhevítési idő; tun utánsajtolási idő; t az erőhatás ideje.[6]

33

Az előszorító idő általában néhány periódus hosszú, a hegesztési főidő 2-100 periódusig terjedhet, míg az utószorító idő 5-50 periódus között változik [15]. A 19. ábra által szemléltetett ciklusok közül az ,,a” jelű egy egyszerű hegesztési ciklus egyetlen áramimpulzussal, a ,,b” és ,,c” jelű ciklus esetében a hegesztést egy kiegészítő áramimpulzus követ, ami arra szolgál, hogy elhárítsa a repedés vagy edződés veszélyét, illetve vastag lemezeknél is ezt a fajta ciklust szokták alkalmazni. A hevítés és hűtés sebessége is változtatható, oly módon, hogy fokozatos az áram felés lefutás, amit a ,,d” jelű diagramon láthatunk. Vastag lemezeknél szokták még alkalmazni az ,,e” jelű ciklusdiagramot, mivel a hegesztést egy utánsajtolás követ. Alakított lemezek hegesztésekor elő- és utósajtolást is kell alkalmaznunk, ahogy azt az ,,f” jelű diagram mutatja. Lehetőségünk van az utánsajtolás fokozatos növelésére is, melyet a ,,g” és a ,,h” jelű diagramnál figyelhetünk meg [15].

1.3.9. A ponthegesztés munkarendje Azt az ellenálláshőt, ami ponthegesztés közben képződik a Φ hőáram idő szerinti integrálásával kapjuk.

Az egyenletből láthatjuk, hogy ugyan azt a hőenergiát elérhetjük úgy is, hogy nagyobb hegesztési áramot használunk rövidebb ideig, valamit úgy is, hogy hosszabb ideig tesszük ki kisebb áramerőségnek a munkadarabot. Az előbbi kombinációt kemény az utóbbit lágy munkarendnek nevezzük, melyet szemléltet a 20. ábra [17]. A kijelölt energiatartomány alatt a kötés gyenge lesz, vagy nem jön létre, felette pedig nagymértékű fröcskölés és benyomódás várható [15].

20. ábra: A ponthegesztés munkarendjeinek szemléltetése: adott anyagminőségű és vastagságú lemezek ponthegesztése a sraffozott területen belül lehetséges.[17]

34

Tehát láthatjuk, hogy létezik egy minimális hegesztőáram, amelynél kisebb árammal nem tudunk hegeszteni, mert nem képződik elegendő hő. Lágy munkarendre akkor van szükségünk, ha a hegesztendő anyag edződésre hajlamos, ugyanis így csökkenthető a hűlési sebesség, illetve akkor, ha nem áll rendelkezésünkre elég nagy teljesítményű hegesztőberendezés a kemény munkarend használatához [17]. A lágy munkarendre jellemző a lassú hőfejlődés, nagy hőveszteség, széles hőhatásövezet, nagy elektródbenyomódás, ami nagyobb elektródkopással jár [15]. Kemény munkarend esetében a hőfejlődés sebessége gyors, kicsi a hőveszteség, keskeny a hőhatásövezet, kismértékű az elhúzódás, kicsi a benyomódás, illetve kicsi az elektródkopás nagysága. Ezt a munkarendet elsősorban a jó hővezetőképességű anyagokhoz alkalmazzák, mint amilyen az alumínium is [15]. Az utóbbi évtizedekben fejlesztették ki az úgynevezett extrakemény munkarendet, amely nagy villamos teljesítménnyel bír. Ebben az esetben a hegesztési főidő öt ciklusnál nem hosszabb és ehhez igen nagy hegesztőáram társul. A lehető legkisebb hőveszteséggel, minimális elektródbenyomódással, fröcskölésmentesen készíthetők a kötések. Leginkább alumíniumötvözetek hegesztésénél alkalmazzák ezt a munkarendet [17].

1.3.10.

A technológiai paraméterek megválasztása

A hegesztési paraméterek meghatározásánál a célunk az, hogy a kötés minősége megfelelő legyen. Ügyelnünk kell rá, hogy a helyes beállításokkal a heglencse átmérője és vastagsága az alsó határ fölé kerüljön, kicsi legyen a benyomódás mélysége és keskeny legyen a hőhatásövezet, illetve porozitástól, repedéstől, salakzárványtól, valamint kifröccsenési nyomoktól mentes legyen. A technológiai paraméterek meghatározása foglalja magába az elektród geometriájának, átmérőjének, anyagának megválasztását, az elektróderő nagyságának megállapítását, illetve a hegesztési áram nagyságának és a hegesztési időnek a megadását [17]. A 21. ábra szemlélteti a lencseátmérő függését a hegesztési időtől és a hegesztési áramerősségtől.

35

21. ábra: lencseátmérő a hegesztési idő és áramerősség függvényében.[15]

Az MSZ EN ISO 14327:2004 szabvány szerint, egy ponthegesztési feladat megoldására számításba vehető th-Ih kombinációkat az állandó elektróderőhöz tartozó hegesztési áram-idő tartomány jelöli ki. A ponthegesztés WPS-ében megadott paramétereket úgy kell beállítani, hogy az reprodukálható legyen. Biztosítani kell, hogy az idő előrehaladtával is azonosak maradnak az értékek. A mai gépek szinte mindegyike programozható, különösen igaz ez a robotizálásra szánt daraboknál [17].

22. ábra: Jellegzetes áramalakok megjelenítése a digitális árammérőkhöz csatolt oszcilloszkóppal.[17]

A hegesztő ciklus áramváltozásait oszcilloszkóppal követhetjük, ahogy azt a 22. ábra is mutatja. A mérőberendezés segítségével szemmel tarthatjuk az áramfelfutást, a konstans áramot, az áramlefutást, az áramszünetet, valamint a hőkezelő áramot és a gép működését [17]. 36

1.3.11.

A ponthegesztés során előforduló jellegzetes jelenségek

Az ellenállás ponthegesztés során számolnunk kell néhány nem kívánt jelenséggel is, melyek bekövetkezése kötési hibákat vonhat maga után. Az előzőekben volt szó arról, hogy a hegesztési paraméterek (áramerősség, elektróderő, hegesztési idő, stb) helytelen beállítása, milyen hibákat eredményezhet. A következő pontokban a heglencsék közötti távolságból, valamint az eltérő anyagminőségekből eredő jelenségeket írom le. 1.3.11.1. Sönthatás A korábban készített ponthegesztési kötés befolyásolhatja az utána készült kötést, abban az esetben, ha nem megfelelő a kettő közötti távolság, mivel a hegesztő áram egy része a kötésen kívüli érintkezésen folyik át. Fontos, hogy ezt a hatást figyelembe vegyük az áram megválasztásakor, ugyanis ha nem növeljük meg az elektródra bocsájtott I áram erősségét a sönthatás miatt elvont Is árammal (ami körülbelül 3040%-a a hegesztőáramnak), abban az esetben nem lesz megfelelő a heglencse minősége. Tehát I=Is+Ih képlettel kell számolnunk. A sönthatás vázlatát a 23. ábra mutatja meg nekünk [14][15].

23. ábra: Sönt hatás ponthegesztés közben.[14]

Jó villamosvezető fémek esetében, mint amilyen az alumínium is, különösen oda kell figyelnünk arra, hogy legyen elegendő távolság a két heglencse között. A sönthatás kialakulásával csökken a varrat szilárdsága [14]. A javasolt ponteloszlást a 24. ábra mutatja be.

37

24. ábra: Javasolt pontelosztás a sönthatás megelőzésére.[15]

1.3.11.2. Peltier hatás Ez a jelenség egyenáram alkalmazása esetén áll fent, mivel a hőkiválás a Peltier féle hő miatt aszimmetrikus. A Peltier féle hő különböző minőségű anyagok érintkezési helyén, vagy azonos minőségű, de különböző halmazállapotú részek érintkezésénél válik ki. A jelenséget azzal magyarázhatjuk, hogy a különböző fémekben a szabad elektronok közepes energiája eltérő. Ha az áram iránya olyan, hogy az elektronok magasabb energia szintű fémből mennek át alacsonyabba, akkor elektron többletet adnak át, így fűtik a határfelületet. Ellenkező esetben a hűtő hatás érvényesül. Az így keletkezett hő arányos az áramerősséggel [15]. Ahol, π a Peltier-féle együttható. 12. táblázat: Néhány fém folyékony és szilárd fázisa határán a Peltier-féle együttható értéke.[15]

Fém

Al

Mg

Ni

Cu

Fe



5,4

8,7

18,3

19,2

21

Az egyenáram hatására létrejövő Peltier hatást mutatja meg a 25. ábra.

38

25. ábra: Peltier hatás. a: váltakozó áram; b: egyenáram. [15]

Különböző vastagságú lemezek hegesztése esetén, ha a vastagság aránya 1:3 értéknél nagyobb, akkor a hegesztés nehézkes, amelynek oka az elektródok által elvezetett hő jelentős eltérése [15]. Több megoldás létezik erre a problémára, melyeket a 26. ábra segítségével láthatunk.

26. ábra: Megoldások a Peltier hatás ellen. [15]

Az ,,a” jelű megoldás esetén a vékony lemez oldalon kisebb hővezetőképességű elektródot alkalmazunk (pl. betétes elektród). A ,,b” és ,,c” megoldásoknál egy alátétet helyezünk a vékonylemez és az elektród közé. Míg az ,,a” esetben eltérő az alátétlemez anyaga (pl. alumíniumötvözetnél réz alátétet alkalmazunk), addig a ,,c” esetben azonos anyagot használunk, aminek a vastagsága általában 0,15mm-től 0,25mm-ig terjedhet [15].

1.4.

Alumínium ponthegesztése

Az alumínium vagy alumínium ötvözetek ponthegesztésének nehézségét maga az alapanyag okozza, mivel alacsony a fajlagos ellenállása, nagy a hővezetőképessége, magas olvadáspontú oxidréteggel rendelkezik, valamint jól alakítható. Az ötvözők 39

kedvező hatással vannak a hegeszthetőségre, mivel csökkentik az olvadáspontot, a hő és elektromos vezetőképességet, ezzel egyidejűleg növelik az anyag szilárdságát. A jó hővezető anyag az alacsony fajlagos ellenállásának köszönhetően gyorsan elvezeti a keletkezett hőmennyiséget. Ezért kemény, vagy extrakemény munkarendet kell alkalmaznunk alumínium ponthegesztésekor, ahol a folyamat során nagy áramerősséggel dolgozunk nagyon rövid ciklusideg. A viszonylag nagy áramerősség elsősorban azért szükséges, mert az alumínium ellenállása körülbelül harmada az acéléhoz képest [6]. Mind a feldolgozott, mind a végállapotban lévő alumíniumötvözet rendelkezik oxidréteggel, amely tulajdonsága függ a korábbi termikus vagy mechanikus feldolgozástól. Az oxidréteg nagy ellenállással és magas olvadásponttal rendelkezik (körülbelül háromszorosa a tiszta alumíniumhoz képest) [23]. A kemény munkarendet jól kontrollált kis és középfrekvenciás valamint energiatárolós gépekkel tudjuk biztosítani. A rövid idő miatt a nagy áramerősség, csak rövid távú termikus hatást fejt ki, ami révén nem okoz kilágyulást a kötés környezetében [24]. A megfelelő szorítóerő alkalmazása szintén kulcsfontosságú a hegesztés során, főleg alumíniumok esetében. Az általános feladatai mellett (pl. felületi érdesség kiegyenlítése, megfelelő érintkezési ellenállás biztosítása, felületi szennyeződés eltávolítása, kedvező orientáció kialakítása, stb.) el kell látnia a hegesztés utáni, kristályosodás szakaszában az úgynevezett üregképződés megakadályozását utánszorítással, ami ennél az anyagnál nagyon gyakori jelenség [17]. Alumíniumra és alumíniumötvözetre körülbelül 80-250 MPa a fajlagos nyomóerő, amiből a sajtolóerőt úgy számoljuk ki, hogy ezt az értéket beszorozzuk az érintkezési felülettel [15]. F=f∙Ap

Célszerű valamilyen rádiuszos elektródot használni, melynek az anyaga olyan legyen, ami alkalmas alumíniumok hegesztésére (pl.: Cu-Cr, Cu-Zr,Cu-Al2O3, stb.). A rádiuszos kialakításra azért van szükség, hogy az oxidréteget át tudjuk törni. Ez oly módon történik meg, hogy az elektród kezdetben kisebb felületen érintkezik az anyaggal, így a kisebb felületen nagyobb lesz az áramsűrűség. Ötvözetlen alumíniumok esetében 4000-5000 A/mm2, míg ötvözött alumíniumoknál 3000-4000 A/mm2 az ajánlott áramsűrűség. Körülbelül 4-5-ször annyi, mint ötvözetlen vagy ausztenites acél esetében [15]. Láthatjuk, hogy az ellenllásponthegesztés egy szóba jöhető eljárás alumíniumötvözetekből készült vékonylemezek hegesztésére. Azonban a számos 40

előnyös tulajdonságai mellett, korlátot jelent a hozzáférhetőség, a kötés egyenetlen feszültségfelvétele, a hegeszthető falvastagság, illetve a nehezen garantálható jó minőségű kötés az alumíniumötvözetek esetében. Ezen korlátok kiküszöbölésére szükségünk lehet egy másik technológia kidolgozására, melyet alkalmazhatunk a ponthegesztés helyett, vagy azzal együttesen. Egy erre alkalmas technológia lehet a ragasztás.

2. RAGASZTÁS Amióta a ragasztás ipari kötési eljárásként elfogadottá vált, számos kutatás és fejlesztés történt a ragasztási paraméterek meghatározásának érdekében. A következő pontokban megismerkedhetünk a ragasztástechnológia alapjaival, illetve annak terminológiájával [25].

2.1.

A ragasztott kötés

A ragasztás egy vegyi úton létrehozott kötés. Attól függetlenül, hogy azonos, vagy eltérő anyagokról van szó, a ragasztóanyagok hidakat képeznek a munkadarabok felületei között. A 27. ábra szemlélteti nekünk, hogy milyenek egy ragasztott kötésben ébredő tapadó erők [25].

27. ábra: A ragasztott kötésben ható tapadó erők.[25]

Adhézió alatt azt a tapadóerőt értjük, ami a ragasztó és az alapanyag között ébred. A megfelelő kötés létrejöttének érdekében a ragasztóanyagnak ki kell töltenie a felületi érdességeket, és a teljes felületet be kell nedvesítenie. Tehát az adhéziós kötés tulajdonságát a nedvesítés mértéke, valamint a felület ragaszthatósága határozza meg. 41

Ezeket befolyásolhatják a szennyeződések, a munkadarab felületi energiája, a ragasztóanyag viszkozitása, illetve a ragasztó adott felületi feszültsége [25]. Kohéziónak nevezzük azokat az erőket, melyek a ragasztóanyag molekulái között ébrednek. Áll egy molekulák között ható vonzóerőből és a polimer molekulák egymás közötti kapcsolódásából. Az adhéziós és kohéziós erőknek közel azonosnak kell lennie, mivel maga a kötés olyan erős lesz, amilyen a leggyengébb tapadóerő [25]. A 28. ábra megmutatja, hogy miként oszlik el a feszültség a különböző kötési eljárásoknál.

28. ábra: Feszültségeloszlás hegesztett, szegecs- és ragasztott kötésekben.[25]

A hegesztés esetében nehéz olyan varratot létrehozni, ami a kötés teljes vonalában egyenletes és homogén. Ezért a feszültségeloszlás néhol kedvezőtlenebb. Szegecselt kötések esetében, (ami a ponthegesztett kötéshez nagyon hasonlít feszültségeloszlás tekintetében) nagyon egyeletlen a terhelés eloszlása, mivel a szegecsek között semmiféle kötés nem létesül. A ragasztóanyagok a terhelés során keletkező feszültséget az illesztés teljes felületére osztják el, így kedvezőbb a viselkedése a dinamikus és statikus igénybevétellel szemben, mintha a terhelés egy adott pontra, pontokra koncentrálódna. A ragasztóanyag a kötéseket egyúttal tömíti is, ezáltal megelőzhető a korrózió, ami más kötések esetében bekövetkezhet. A ragasztás nem károsítja a szerkezeti anyagot, nem vetemednek a munkadarabok, mivel nincsenek felhevítve, valamint gond nélkül illeszthetőek eltérő anyagminőségű, nagyságú és tömegű elemek. A ragasztó alkalmazásakor azért néhány tényezőt vegyünk figyelembe. Fontos, hogy tudja teljesíteni a várható üzemi terheléseket, alkalmazkodjon a gyártási eljáráshoz és a szerkezeti anyagokhoz. Ügyelni kell a felület előkészítésére, a felhordás módjára és a

42

kikeményítő rendszerekre, valamint figyelembe kell vennünk az időtényezőt és a költségvonzatokat is [25].

2.2. A Loctite ragasztóanyagok kikeményedési mechanizmusai A legtöbb Loctite ragasztóanyag reaktív polimer. Ez azt jelenti, hogy kémiai polimerizációs reakciók útján jutnak el folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba. A Loctite különböző speciális tulajdonságokkal rendelkező ragasztókat fejlesztett ki, a különböző felhasználási igények kielégítése céljából. A kötési tulajdonság alapján hatféle csoportba sorolhatjuk őket [25].      

Anaerob kikeményedésű ragasztóanyagok UV-fény hatására kikeményedő ragasztóanyagok (szekunder kötési rendszerekkel is) Anionosan kikeményedő ragasztóanyagok (ciánakrilátok) Aktivátorok segítségével kikeményedő ragasztóanyagok (modifikált akrilátok) Nedvesség hatására kikeményedő ragasztóanyagok (szilikonok, uretánok) Melegen kikeményedő ragasztóanyagok (epoxigyanták)

2.2.1. Anaerob kikeményedésű ragasztóanyagok Az anaerob kikeményedésű ragasztóanyagok egykomponensűek, és az oxigén kizárása mellett szobahőmérsékleten kötnek meg. Mindaddig inaktív marad, amíg levegővel érintkezik, viszont ha elzárjuk a levegő oxigénjétől (pl.: az alkatrészek összeillesztésével) a kikeményedés gyorsan bekövetkezik, különösen, ha egyidejűleg fémmel is érintkezik. A 29. ábra mutatja, hogyan történik a kikeményedés ebben az esetben [25].

43

29. ábra: Az anaerob kikeményedés mechanizmusa.[25]

Láthatjuk, hogy eleinte a ragasztóanyag az állandó oxigénnel való érintkezés folyamán stabil állapotú, majd ennek megszűnésekor, a peroxidok fémionokkal való reakciójuk következtében szabad gyökökké alakulnak át. Ezek a gyökök indítják meg a polimerláncok képződését. A végeredmény egy kikeményedett állapot, szilárd szerkezetet mutató térhálósodott polimerláncokkal [25]. Az alkalmazott ragasztóanyagok a kapilláris hatásnak köszönhetően a legkisebb hézagokat is kitöltik. A kikeményedett ragasztó a munkadarab érdességmélységeiben ,,lehorgonyozódik”. A kikeményedést a ragasztóanyag és a fémfelület kezdeményezi, katalizátorként hatnak. Léteznek úgynevezett passzív anyagok, melyeknek vagy nincs, vagy nagyon gyenge a katalitikus hatása, így a gyors és teljes kikeményedéshez aktivátorok alkalmazására van szükség. A 13. táblázatban figyelhetjük meg az aktív és passzív szerkezeti anyagokat [25].

44

13. táblázat: Passzív és aktív szerkezeti anyagok, valamint hatásuk az anaerob kikeményedésre.[25]

Aktív szerkezeti anyagok

Passzív szerkezeti anyagok

Gyors kikeményedés Acél Vas Réz Sárgaréz Bronz

Lassú kikeményedés Alumínium Anódos bevonatok Kerámia Kromátrétegek Üveg Erősen ötvözött acél Nikkel Oxidrétegek Műanyagok Ezüst Rozsdamentes acél Ón Cink

Az anaerob termékek kikeményedésének a sebességét befolyásolja a ragasztandó alkatrészek anyaga, a munkadarabok közötti áthidaló rés, a hőmérséklet, valamint az aktivátorok. Ezen paraméterek hatását jelzi a következő ábra [25].

30. ábra: 1: A kikeményedési sebesség az anyag függvényében; 2: A kikeményedési sebesség a résméret függvényében; 3: A kikeményedési sebesség a hőmérséklet függvényében; 4: A kikeményedési sebesség az aktivátor függvényében.[25]

45

Általában az alábbi tulajdonságok jellemzik az anaerob reakcióval kikeményedő ragasztóanyagokat [25]:        

Nagyon nagy nyírószilárdság Jó hőmérsékletállóság (-55°C - +230°C) Gyors kikeményedés Könnyű adagolhatóság automata adagolókészülékekkel, mivel egykomponensű Nem szükséges a munkadarabok finommegmunkálása, az érdességmélység 8 és 40 μm közötti lehet (Rz) Egyidejű tömítőhatás és kiváló kémiai ellenállóképesség Jó ellenállóképesség mechanikai rezgésekkel szemben Jó ellenállóképesség dinamikus tartós terheléseknél

Általában csavarrögzítésre, menettömítésre, illesztésre és ragasztásra használják [25].

felülettömítésre,

tengely-agy

2.2.2. UV-fény hatására kikeményedő ragasztóanyagok Ezen típusú ragasztóanyagok kikeményedési sebessége az UV-fény intenzitásától és hullámhosszától függ. Az UV-sugárzás hatására a fotoiniciátorok széthasadnak, és az így keletkező gyökök indítják be a polimerizációt, melyet a 31. ábra mutat. A Loctite ragasztóanyagokhoz célszerű Loctite UV-kikeményedő rendszereket alkalmazni, mivel ezek megfelelő sugárzási spektrummal rendelkeznek [25].

31. ábra: A kikeményedés folyamata UV-kikeményítésű ragasztóanyagok esetén.[25]

46

Még folyékony állapotban a monomerek és a fotoiniciátorok reakciómentesen helyezkednek el egymás mellett. Amint UV-fény éri a ragasztóanyagot, a fotoiniciátorok szabad gyökökre hasadnak, melyek monomerláncok képződését idézik elő. Végül a térhálósodott polimerláncok kikeményednek. A következő diagram azokat a sugárzási fajtákat és a hozzájuk tartozó hullámhosszokat mutatja, melyekből az elektromágneses spektrum összetevődik [25].

32. ábra: Elektromágneses spektrum.[25]

Három különböző UV-kikeményedésű folyamatot különböztetünk meg. Létezik mélységi kikeményedés UV-sugárzással, felületi kikeményedés UV-sugárzással, valamint kikeményedés szekunder rendszerekkel. Mélységi kikeményedésű rendszereknek nevezzük azokat, melyek 300-400 nm hullámhosszúságú, nagy sugárzási intenzitású fényt sugároznak. Alkalmasak a nagyobb kikeményedési mélység elérésére (lásd: 33. ábra) [25].

33. ábra: UV-termékek jellemző kikeményedési viselkedése mélységi kikeményedésnél.[25]

47

A felületi kikeményedésű rendszereknél az UV-fényforrást 300 nm alatti tartományban kell nagy intenzitással sugározni. Ezáltal lehet a ragasztóanyag felületének a levegő oxigénjével való nem kívánatos reakcióját elkerülni, ugyanis ellenkező esetben az oxigén megakadályozza a felület kikeményedését. A nem megfelelő rendszer alkalmazásakor a felület ragacsos lesz. Abban az esetben, ha az UV-sugárzás a termékkel nedvesített tartományok mindegyikére nem jut el, a Loctite olyan ragasztóanyagokat fejlesztett ki, melyek egy második kikeményítő rendszerrel rendelkeznek. Ezen kikeményedést nevezzük szekunder rendszerekkel történő kikeményedésnek. Az úgynevezett árnyékolt helyeken a teljes polimerizációt anaerob módon, hő hatására, aktivátor alkalmazásával, valamint a levegő nedvesség hatására történő kikeményedési mechanizmusokkal érhetjük el [25]. Az UV-fénnyel kikeményedő ragasztóanyagok általában a következő jellegzetes tulajdonságokat mutatják [25]:     

Nagy szilárdság Jó hézagkitöltő képesség A kezelési szilárdság eléréséig nagyon rövid kikeményedési idők Jó, illetve nagyon jó közeggel szembeni ellenállóképesség Jó adagolhatóság automata adagolóberendezésekkel, mivel egykomponensű

2.2.3. Anionosan kikeményedő ragasztóanyagok (ciánakrilátok) Az egykomponensű ciánakrilát ragasztóanyagok gyengén bázikus felületekkel érintkezve polimerizálódnak. A folyamatot a következő ábrán figyelhetjük meg [25].

48

34. ábra: Ciánakrilát ragasztóanyagok kikeményedése.[25]

A savas stabilizátor megakadályozza a ragasztóanyag-molekulák egymás közötti kötését és folyékony állapotban tartja a ragasztóanyagot. A felületi nedvesség semlegesíti a stabilizátort, így megindulhat a polimerizáció, végül sok, egymással összefonódott polimerizációs lánc keletkezik, ezáltal a ragasztó kikeményedik [25]. Általában a levegőnedvesség elegendő a ragasztóanyag szilárdulásának a beindításához, mivel a ragasztandó felületen lévő nedvesség semlegesíti a stabilizátort. Így felületről felületre haladó polimerizáció következik be. A legjobb eredmények akkor érhetőek el, ha törekszünk a ,,nullhézag” meglétére, valamint ha a levegőnedvesség relatív értéke 40-60% között van. Ezt mutatja meg a 35. ábra [25].

35. ábra: Ciánakrilát ragasztóanyagok viselkedése kikeményedéskor a relatív levegőnedvesség függvényében.[25]

49

Az alacsonyabb nedvességtartalom lassítja a kikeményedési időt és csökkenti a relatív szilárdságot. A savas felületek (pH-érték < 7) szintén kedvezőtlenül hat a kikeményedés sebességére, sőt akár meg is akadályozhatják a ragasztó szilárdulását. Ezzel szemben a bázikus felületek (pH-érték > 7) gyorsítják a kikeményedést. Az összeragasztani kívánt alkatrészeket gyorsan kell összeilleszteni, mivel a polimerizáció kezdetéig rendelkezésre álló idő (nyitott idő) csak néhány másodperc. Ez az idő függ a relatív levegőnedvességtől és a környezeti hőmérséklettől [25]. A ciánakrilát ragasztóanyagokat egy oldalra, takarékosan kell felhordani, ügyelve arra, hogy csak annyit használjunk, amennyi az illesztési hézag kitöltéséhez szükséges [25]. A ragasztóanyag tulajdonságai a következőek [25]:    

Nagyon nagy nyíró- és szakítószilárdság Nagyon gyors kikeményedés Majdnem minden anyagfajta ragasztható Jó öregedésállóság

Sok területen alkalmazzák, például porózus anyagok és gyengén savas felületekhez, nehezen ragasztható műanyagokhoz, fém és műanyag, vagy fém és fém ragasztásakor [25].

2.2.4. Aktivátorokkal kikeményedő ragasztóanyagok (modifikált akrilátok) Ezeknek a ragasztóanyagoknak a szobahőmérsékleten történő kikeményedéshez aktivátorra van szükségük. Ragasztótól függően külön-külön is felhordhatók a felületre, vagy felhordás előtti statikus keverés után. Azokat a ragasztókat, amiket alacsony viszkozitású aktivátorral alkalmaznak, nem szoktak előkeverést alkalmazni. A ragasztóanyag a két alkatrész összeillesztése után kezd el kikeményedni [25]. Az akrilát ragasztóanyagoknál, az aktivátor olyan állagú, mint a ragasztó, így nem kell keverni, hanem csíkok egymásra, vagy egymás mellé helyezésével hordjuk fel. Ezt mutatja a 36. ábra [25].

50

36. ábra: Az aktivátor és ragasztó elhelyezése a munkadarabon.[25]

A ragasztóanyagot úgy kenjük fel, hogy az összeillesztéskor az aktivátorral megfelelően keveredjen. Amennyiben az összekevert ragasztóanyag fazékideje 5 perc vagy annál több, akkor elegendő a statikus keverő használata, ami azzal az előnnyel jár, hogy már az előkevert ragasztót tudjuk adagolni és az összekeveredés nem függ az alkatrészek összeillesztésétől. Fazékidőnek, más néven feldolgozási időnek nevezzük azt az időt, ami ahhoz szükséges, hogy a ragasztóanyag katalizátorral, oldószerrel és egyéb komponensekkel való összekeverése után felhasználásra alkalmassá váljon [25]. A modifikált akrilát ragasztóanyagok általában az alábbi jellemző tulajdonságokkal rendelkeznek [25]:      

Nagy nyíró- és szakítószilárdság Jó ütőszilárdság Széles működési hőmérséklet-tartomány (-55 - +120°C) Majdnem minden anyagfajta ragasztható velük Nagyfokú hézagkitöltő képesség (különösen az előkevert akrilátorok) Jó közegállóság

Gyakran alkalmazzák hangszórók, mágnesek ragasztására, illetve szerkezeti ragasztásokra [25].

2.2.5. Levegőnedvességgel kikeményedő ragasztóanyagok Ezeknek a ragaszó/tömítő- anyagoknak a polimerizációját a levegő nedvessége indítja be. Két általános kémiai anyagcsoport tartozik ide, a szilikonok és a poliuretánok [25]. A szilikonok a szobahőmérsékleten, a levegő nedvességének a hatására vulkanizálódnak. Összehasonlítva a ciánakrilátok anionos reakciójával, ahol a nedvesség semlegesíti a stabilizátort, a szilikonok a vízmolekulát használják a térhálósodáshoz. Tehát a nedvességnek a szilikonba azon a helyen kell behatolnia, ahol a vulkanizálódás megy végbe. Amikor ez a vízmolekula beépül a szilikonmolekulák közötti résekbe, felszabadul egy melléktermék. Attól függően, hogy 51

milyen a kémiája a kikeményedésnek, a mellékanyag lehet savas (pl.: ecetsav), bázikus (pl.: amin) vagy semleges (pl.: oxim vagy alkohol) [25]. A kikeményedés sebessége főként a levegő nedvességtartalmától függ, amit a következő ábra szemléltet [25].

37. ábra: A kikeményedés sebessége a relatív levegőnedvesség függvényében.[25]

Szilikonoknál a ragasztás külső tartományából befelé halad a vulkanizálódás (lásd 38. ábra). A kikeményedés mélysége körülbelül 10-15 mm, mivel a nedvességnek be kell jutnia a térhálósodás helyére [25].

38. ábra: Jellemző ragasztási felület, szilikonnal ragasztva.[25]

A következő tulajdonságok jellemzik a szilikon- elasztomereket (kikeményedett szilikonokat) [25]:  Rendkívüli hőmérséklet-állóság (több mint 230°C)  Elasztikus, viszkózus, nagy nyúlás 52

 Alacsonytól közepes E-modul  Hatékony tömítés számos folyékony közeggel szemben  Kiváló hézagkitöltő képesség Általában tömítésre, ragasztásra, nyomtatott áramköri lapok bevonására használják [25]. A poliuretánok olyan mechanizmus alapján keletkeznek, amelynél a víz olyan anyaggal lép reakcióba, amely izocianát-csoportokat tartalmaz. Melléktermékek kibocsátása nélkül vezet ugyan ahhoz a kikeményedési viselkedéshez, melyet a szilikon is produkál. Hasonlóképpen az előzőekhez, a kikeményedés sebessége a levegő relatív nedvességtartalmától függ. A legjobb minőségű kötés érdekében megfelelő tisztító és primer alkalmazása a javasolt. A primereket olyan anyagok, melyek a tapadás és a ragasztás tartósságát javítják, viszont a kikeményedést nem segítik elő [25]. A poliuretánok általában az alábbi tulajdonságokkal rendelkeznek [25]:     

Nagyon jó szívósság Rugalmasság, nagy nyúlás Kitűnő hézagkitöltő képesség A kikeményedés után festhetőek Kiváló kémiai ellenállóképesség

2.2.6. Melegen kikeményedő ragasztóanyagok Túlnyomórész egykomponensű ragasztókról beszélünk a melegen kikeményedő ragasztók esetében. Főként gyantából és keményítőből álló melegen kikeményedő epoxidok. A kikeményedés a keményítő típusától függ, de a jellemző legalacsonyabb kikeményedési hőmérséklet 100°C. A 39. ábra megmutatja a hőmérséklet és idő függvényét a kikeményedés során [25].

39. ábra: Kikeményedési idő a hőmérséklet függvényében.[25]

53

Minél magasabb a kikeményedési hőmérséklet, annál rövidebb a kikeményedés ideje. Léteznek azonban olyan ragasztóanyagok, melyek csak járulékos kikeményedési mechanizmusként használják a melegkeményítést. Ilyenek például az anaerob ragasztóanyagok, melyek előbb említett járulékos mechanizmusa 120°C-on kezdődik [25]. Széles skálán mozognak a melegen kikeményedő ragasztóanyagok tulajdonságai, melyek függenek a vegyi alaptól (pl.: epoxid, metakrilát). Epoxidok esetében a jellegzetes tulajdonságok a következőek [25]:    

Közepes, vagy nagy szilárdság Jó tapadás sokféle anyaghoz Jó hézagkitöltő képesség Jó, vagy nagyon jó közegállóság

Csipragasztásra, relétömítésre, impregnálásra, csavarrögzítésre, egyéb ragasztásra és tömítésre használják [25].

2.3.

Konstrukciós megfontolások ragasztott kötéseknél

A ragasztott kötések szilárdságát és ellenálló képességét elsősorban öt tényező határozza meg. Maga a ragasztóanyag, a ragasztandó anyag, a működési feltételek, a ragasztási hézag geometriája, illetve a terhelés. A ragasztó fizikai és kémiai tulajdonságai meghatározzák a kötés belső szilárdságát. A sok ragasztóanyag lehetővé teszi, hogy a kívánt szilárdság elérése érdekében tudjunk válogatni. Általában a szerkezeti anyaghoz választunk ragasztót, nem pedig fordítva. Különböző anyagokhoz különböző ragasztók alkalmazhatók. A ragasztott kötés működési feltételei (hőmérséklet, vegyszerek/oldószerek, nedvesség stb.) közvetlenül befolyásolják a ragasztóanyag kiválasztását. A ragasztott kötésekre ható erők a feszültségek különböző fajtáit idézik elő, melyeket N/mm2-ben adunk meg. A következő ábrán megtekinthetjük ezeket a feszültségeloszlásokat [25].

54

40. ábra: A leggyakoribb terheléstípusok és azok feszültségeloszlásai a ragasztási hézagban.[25]

Megfigyelhetjük, hogy tiszta húzó- és tisztán nyomó igénybevétel esetén, nagyon egyenletes a feszültségeloszlás. Tehát a ragasztott kötés minden pontjára ugyan akkora terhelés hat, így az erő nagyságát osztjuk a ragasztási felülettel, a feszültség számításakor. Sajnos a valóságban gyakrabban vannak jelen nyíró-, ütő- és lefejtő igénybevételek. Ezekben az esetekben a feszültségeloszlás nem egyenletes, ezért a kötés egy meghatározott helyén nehezebb kiszámítani az értékét. Nyíró igénybevétel esetében úgynevezett feszültségcsúcsok alakulnak ki, aminek a hatására a ragasztás két végpontjában lesz a legnagyobb a terhelés. Ha lefejtő, vagy ütő igénybevételről beszélünk, akkor a terhelés az egyik végpontra koncentrálódik [25]. A ragasztott szerkezeteket tehát úgy alakítsuk ki, hogy az ütő és lefejtő igénybevétel a lehető legkisebb legyen, vagy zárjuk ki. A 41. ábra mutat néhány konstrukciós megoldást az előbb említett káros igénybevételek kiküszöbölésére [25].

55

41. ábra: Lefejtő igénybevételek és konstrukciós megoldások.[25]

Gyakran a ragasztási felület olyan kicsi, hogy túl nagy lefejtő vagy ütőterhelés alakul ki. Minden esetben törekednünk kell arra, hogy a ragasztási felület a lehető legnagyobb legyen. Néhány ilyen megoldást mutat a következő ábra [25].

42. ábra: Ragasztott kötések kedvező és kevésbé kedvező igénybevételei.[25]

56

Az excentrikus erőhatások szintén előnytelenek az egyszeresen átlapolt ragasztott kötéseknél, mivel nem mutat egyenletes nyírófeszültség-eloszlást. A 43. ábra is mutatja, hogy ezeknél a kötéseknél az ilyen erők hajlító nyomatékot hoznak létre, ami további húzófeszültségeket ébreszt, különösen a ragasztási hely végpontjainál [25].

43. ábra: Egyszeresen átlapolt kötés deformációja az excentrikusan ható erők hatására.[25]

Ennek a kiküszöbölésére láthatunk néhány megoldást a következő ábrán.

44. ábra: Az excentrikus erők hatásából eredő problémák kiküszöbölésének eltérő módozatai.[25]

Fontos tudnunk, hogy a ragasztási hézag szélességének növelésével arányosan nagyobb lesz a kötés által elviselt szakítóterhelés mértéke is. Ezzel szemben, ha az 57

átlapolás hosszát növeljük, az nincs ilyen radikális hatással a szakítószilárdságra. Ez arra vezethető vissza, hogy a ragasztási hézag az átlapolás végpontjain kezd megtörni, így célszerűbb a szélességet növelni. Ezt a megoldást szemlélteti a 45. ábra és 46. ábra [25].

45. ábra: A szakítóterhelés a kötés szélességének növelésével arányosan növekszik.[25]

46. ábra: Az átlapolási hossz növelése a szakítóterhelés nem arányos növekedését okozza.[25]

2.4.

A ragasztandó felület előkezelése

Ahhoz, hogy optimális értékeket tudjunk elérni ragasztással, megfelelő felületelőkészítésre van szükség. Elsősorban a ragasztott kötés szilárdságát a már korábban 58

tárgyalt adhézió határozza meg. Minél tisztább a felület, annál nagyobb lesz az adhézió, így nagyobb lesz a kötés szilárdsága is. A 47. ábra két tisztítatlan felület közötti kötést mutat. Megfigyelhetjük, hogy mennyivel kevesebb helyen lép fel adhézió a munkadarab és a ragasztóanyag között, mint a 27. ábra esetében [25].

47. ábra: A munkadarabok felületén lévő szennyeződések csökkentik a tapadást.[25]

Az adhéziós erőket növelhetjük úgy, hogy a nem kívánt felületi hártyákat eltávolítjuk zsírtalanítással, vagy mechanikai csiszolással, vagy új, aktív felületet hozunk létre primer felhordásával, illetve megváltoztathatjuk a felület aktivitását pácolással, koronakezeléssel, alacsony nyomású plazmakezeléssel, satöbbivel [25]. Célirányos felület-előkészítéssel olyan ragasztott kötések hozhatók létre, melyek alapvetően kohéziós szakadással engednek el, és így megfelelnek a ragasztóanyag és/vagy primerkombináció megadott szilárdságának. Emellett a felület-előkezelés nem csak a ragasztott kötés kezdeti szilárdsága szempontjából kulcstényező, hanem, és ez még fontosabb, annak a működési feltételek közötti tartós ellenálló képessége vonatkozásában is [25]. Minimális elvárásként el kell távolítani az olajt, a zsírt vagy az egyéb olyan réteget, melynek az alapanyaghoz való tapadási szilárdsága valószínűleg kisebb, mint a ragasztott kötésé. Ennek eléréséhez, olyan oldószert használhatunk, amik maradéktalanul elpárolognak. A 14. táblázat mutatja a legfontosabb oldószereket és tisztítóhatásukat [25].

59

14. táblázat: Oldószerek és tisztítási hatásuk.[25]

Oldószer Szénhidrogének (pl.: izoparaffinok) Keatonok (pl.: aceton) Alkoholok (pl.: izopropanol) Vízalapú

Tisztítóhatás

Csekély gyúlékonyság, éghetőség

jó

igen

jó

igen

közepes

igen

jó

nem

Ipari alkalmazásra, ahol nagy darabszámmal dolgozunk, alkalmazhatunk speciális zsírtalanító fürdőket is, de ilyenkor figyelnünk kell, hogy elkerüljük a fürdő rövid időn belüli elszennyeződését. Ugyan ilyen esetekben használhatnak még gőzfázisú tisztítórendszereket, de sokszor elegendő a felület gyorstisztítóval történő előkezelése [25]. A szennyezett fémfelületek (pl.: alumíniumok) gyakran oxidréteggel borítottak, amely nem távolítható el csupán zsírtalanítással. Ilyen eseteken szükség van mechanikus előkezelésre, mint például homokszórásra, csiszolóvászonnal, vagy drótkefével történő tisztításra [25]. Bár az ipari alkalmazása korlátozott, az oldatok kezelése és ártalmatlanításának költségei miatt, néhol alkalmazzák a pácolást, mint tisztító eljárást. A felületek pácolásához viszonylag erősen savas vagy erősen bázikus közeget alkalmaznak, az anyagtól függően. A folyamat megváltoztatja a munkadarab felületét, mivel reaktív csoportok épülnek be és gyökérszerű mélyedések képződnek, melyek a ragasztóanyag mechanikus kötéséhez biztosítanak járulékos lehetőséget [25]. Létezik úgynevezett ionizációs előkezelés, mely során a felületek polaritása és energiája megváltozik, mint ahogy az a nedves-kémiai előkezelés során is történik [25]. A tapadás és a ragasztás tartósságának javítása céljából alkalmazhatunk primereket is. Oly módon segítenek, hogy kémiai hidat képeznek a munkadarab és a ragasztó között. Tartalmaz kémiailag aktív komponenst, mely több funkciót lát el. Az egyik része a munkadarabbal, a maradék pedig a ragasztóval lép reakcióba [25]. Az anyagminőség, a munkadarab geometriája, a munkafolyamat lefolyása és a darabszám függvényében a következő 15. táblázat szerinti eljárásokat alkalmazzuk [25].

60

15. táblázat: Előkezelési eljárások a ragasztandó anyag függvényében. xxx=előnyben részesített módszer; x=alternatív vagy kiegészítő módszer.[25]

Előkezelési eljárás

Anyag

Korona kisülés

Alacsony nyomású plazma

Zsírtalanítás

Mechanikus koptatás

Pácolás

Primer

Fémek

xxx

xxx

x

x

Üveg

xxx

x

x

x

x

x

Kerámia

xxx

x

x

x

x

Műanyag

xxx

xxx

x

x

xxx

xxx

Gumi

xxx

x

x

x

x

Fa

x

xxx

x

x

x

Ahhoz, hogy megtudjuk, hogy megfelelően lett-e előkészítve egy adott felület, gyakran alkalmazunk nedvesíthetőség vizsgálatot (pl.: vízcsepp-próbát). Erre látunk példát a következő ábrán [25].

48. ábra: A felület-előkészítés vizsgálható a ,,vízcsepp próba” vagy meghatározott felületi feszültségű folyadékok segítségével.[25]

A nem megfelelően megtisztított felületen messzemenően megmarad a csepp golyószerű alakja. Ebben az esetben meg kell ismételnünk a tisztítás folyamatát. Amennyiben a vízcsepp szétfut a kezelt felületen, abban az esetben a munkadarab tisztasága kielégítő. Tudni kell viszont, hogy ez a módszer az alumínium és magnézium anódos bevonatainak vizsgálatára nem alkalmas. Hozzá kell tenni továbbá, hogy a vízcsepp-próbával csak az alkatrész felületének nedvesíthetősége vizsgálható, a ragaszthatósága nem, valamint figyelnünk kell a víz eltérő keménységeire is, mely befolyásolhatja a vizsgálatot [25].

61

2.5.

A szétroncsolódott ragasztás értékelése

A ragasztási kötés meghibásodását az illeszkedő alkatrészek alapján elemezhetjük. Létezik adhéziós és kohéziós hiba. Az előbbi esetében a ragasztóanyag teljesen leválik valamelyik illesztett alkatrészről. Nyilvánvalóan az illesztett alkatrész és a ragasztóanyag közötti határrétegben van a ragasztás gyenge pontja. Vagy rosszul ragasztható anyagról van szó, vagy a ragasztási felület volt szennyezett. A kohéziós hibánál a ragasztóanyag külső behatásra túlterhelődik (pl.: feszültségcsúcsok, hőmérséklet, öregedés, stb.) [25]. A tönkrement ragasztás kinézete csak arról árulkodik, hogy hol van a ragasztás gyenge pontja, arról azonban nem, hogy mi okozta a törést. Ahhoz, hogy meghatározhassuk a javító intézkedéseket, meg kell találni a tönkremenetel okát. A következő táblázatban láthatunk okokat és a hozzájuk tartozó esetleges megoldásokat [25]. 16. táblázat: A ragasztások tönkremenetelének okai és a megoldási lehetőségek.[25]

Lehetséges okok Hibásan illesztett alkatrészek Szennyezett illesztett alkatrészek

Hibás ragasztás, vagy téves végrehajtás

A ragasztóanyag hibás kikeményedése

Mechanikus túlterhelés, vagy kedvezőtlen igénybevétel (lefejtődés)

Túlzott hőmérsékletterhelés Korrózió, illetve kúszás, valamint a ragasztóanyag-réteg roncsolódása folyékony és gáz közegekben

Intézkedések Tűréseket, hézagokat és anyagminőségeket felülvizsgálni, és jobb ellenőrzést bevetni. Az előkezelés alkalmasságát felülvizsgálni, és annak megfelelően változtatni (pl.: tisztítószer, tisztítóeljárás, azt követő tárolás, stb.) A ragasztás minden folyamat-paraméterét és a végrehajtást felülvizsgálni. A rögzítés módját és idejét optimalizálni. ellenőrizni, hogy a rögzített állapotban minden kikeményedési feltétel biztosítva van-e. A kikeményedés előfeltételeit felülvizsgálni (pl.: hézag, levegőkizárás, hőmérséklet, nedvesség, stb.). Az adatlapon megadott kikeményedési időt betartani. Ellenőrizni, hogy a ragasztóanyag nem rétegződött-e. Növelje meg a ragasztási felületet és/vagy változtassa meg a ragasztási hézagkonfigurációt az erőhatás figyelembevételével. A ragasztóanyag alkalmasságának vizsgálata az igénybevétel fajtájának a vonatkozásában (húzó feszültség, nyíró igénybevétel, stb.). Jobb hőmérsékletállóságú ragasztóanyag választása. A közeggel érintkező felületeknél lévő illesztési hézag védelme alkalmas bevonattal, vagy az illesztendő alkatrész olyan kialakítása, hogy a közeggel való érintkezést kizárja.

62

2.6.

Ponthegesztett-ragasztott kötés

A ragasztóval kombinált ponthegesztett kötések alkalmazásának gyakorisága talán az autóiparban növekszik a leggyorsabban [26]. Célja elsősorban a pontszerű kötések szilárdságának (főként dinamikai) növelése és az átlapolt felületek közötti réskorrózió kialakulásának megakadályozása [27].

49. ábra: Hegesztett-ragasztott kombinált kötés.[28]

Leggyakrabban ellenálláshegesztési eljárásoknál alkalmaznak ragasztóanyagot. A CO2-védőgázas és a volfrámelektródos hegesztés során a ragasztóréteg termikus károsodást szenved. Ezek az eljárások csak akkor használhatók, ha a ragasztót a hegesztés után visszük az átlapolási felületek közé (pl.: kapilláraktív ragasztók) [27]. A hegesztés paraméterei nem sokban térnek el a száraz lemezekre megállapított jellemzőktől, csupán az elektródnyomást és a nyomás idejét célszerű kismértékben növelni. Ahogy az elektróderő miatt a lemezek összenyomódnak, közülük a ragasztóanyag nagy része kiszorul. Bárhogy növeljük az előnyomás időtartamát egy minimális mennyiségű ragasztóanyag mindig lesz a hegesztendő felületek között. Ez abban az esetben jelent gondot, ha ez a töltőanyag szigetelőként viselkedik, mivel ilyenkor helytelen vagy sikertelen hegesztésre számíthatunk. Ilyen anyagnál szükséges az elektróderő és az előnyomás idejének növelése. Néhány esetben kis mennyiségű vezetőanyagot (pl.: fémpor, grafit) adagolhatunk, de ezek fémtani szempontból rontják a heglencse minőségét. Acéllemezekben a grafit jelentős keménységnövekedést okoz, ami pedig repedésre való hajlamot idézhet elő. Ugyanígy egyes esetekben, alumíniumötvözeteknél az alumíniumpor is káros ötvözet kialakulását idézheti elő [27].

63

Azoknál a ragasztóknál, melyek szobahőmérsékleten kötnek, a hegesztést a felhordás után a fazékidőn belül el kell végezni, különben a ragasztó előrehaladt térhálósodása megakadályozza a hegesztési lencse létrehozását [27]. A kombinált kötések esetében az erőket először a ragasztóréteg veszi fel, csak utána a hegesztési lencsék. Abban az esetben, ha a ragasztóanyagunk nagyszilárdságú, akkor a ragasztott kötés jellegzetességei uralkodnak, főleg ha az átlapolt felület is nagy [27]. Németországban dr. Reinhardt, 107 ciklusszámú húzó-nyíró igénybevételű fárasztás során általánosan (acél- és alumíniumötvözetű lemezekre) a következő dinamikus szilárdságnövekedést állapította meg kombinált kötésekre, a száraz ponthegesztett kötéssel szemben: 1,8-szeres az egysoros ponthegesztett kötésre, 2,5-szeres a többsoros ponthegesztett kötésre. Az ugyanitt elvégzett kísérletek szerint a tartós szilárdság növekedése szelvények és lemezek kötéseinél is tapasztalható. A dinamikus szilárdságnövekedés csak vékony (0,4-2 mm-es) lemezek esetén valósítható meg. E felett a szilárdságnövelő hatás csökken [27]. Fontos tudnunk, hogy a ragasztott-ponthegesztett kombinált kötések bevezetésével csökken az energiafelhasználás (azáltal, hogy nagyobb az osztástávolság, így kevesebb a hegesztett kötés, esetleg kisebbek a heglencse átmérői), az alakváltozás mértéke, és így az egyengetési munka is csökken, vagy teljesen elmarad [27].

3. TECHNOLÓGIATERVEZÉS A ponthegesztés munkarendi adatait a hegesztési utasítás (WPS) foglalja magába. A WPS-ben fel kell tüntetni a hegesztés körülményeit, az operátor (gépkezelő) teendőit és utalnunk kell egyéb fontos információkra. A ponthegesztés WPS-ének tartalmáról az EN ISO 15614-12:2004 ad tájékoztatást [17].

3.1.

Hegesztéstechnológia tervezése

A ponthegesztés technológiájának leírásakor már kitértem az alumínium vékonylemezek hegeszthetőségére, valamint az alkalmazandó paraméterekre. A különböző szakirodalmakat olvasva az alábbi ajánlásokat találtam, melyet a 17. táblázat szemléltet.

64

17. táblázat: Alumínium lemez ponthegesztéséhez ajánlott paraméterek.[6][29]

Lemezvastagság

Elektróderő

Áramerősség

Hegesztési idő

Elektród sugár

1 mm

2,5 kN

30 kA

7 per

50 mm

Láthatjuk, hogy a szakirodalom szerint, melyek az ajánlott paraméterek. Minden általam olvasott szakirodalom kemény, vagy extrakemény munkarendet, illetve rádiuszos elektródot tart megfelelőnek alumíniumötvözetek hegesztéséhez [6][17][24]. A kísérletek tapasztalatai alapján, a diplomamunkámban felhasznált 1,15 mm vastagságú vékonylemez hegesztéséhez extrakemény munkarendet választottam, valamint 7,5 mm sugarú, Cu-Al2O3 anyagú elektródot. A kisebb sugár előnye, hogy csökkenthető a hegesztő áram erőssége, mivel kisebb érintkezési felületen kell biztosítanunk a megfelelő áramsűrűséget [15]. Ezek alapján a hegesztési áramot 19 kA-nek, a hegesztési időt pedig 6 periódusnak választottam, melyek a próbahegesztések után megfelelőnek bizonyultak. A hegesztés során alkalmaztam elő, illetve utószorítást is. Az utóbbi célja a szívódási üreg kialakulásának elkerülése, míg az előszorítás az oxidréteg feltördelésében játszik szerepet [15][17]. Az elektróderőt a szakirodalmi adatokhoz képest némileg növeltem (Fe=2,9kN). Ez a későbbiekben játszik fontos szerepet, amikor a hegesztést a ragasztással kombináljuk (növelt elektróderő szükséges, hogy a ragasztóanyagot megfelelően kipréselje a kötés helyéről [27]), viszont ahhoz, hogy összehasonlíthatóak legyenek a kötéseink egymással, a hagyományos hegesztés során is ugyan azon paraméterértékeket kell használnunk. A hegesztés előtt a felület tisztítása (zsírtalanítása) szükséges, melyet a Loctite SF 7063 típusú felülettisztítóval végeztem a kedvező tulajdonságai miatt [42]. Az oxidréteg eltávolítása a kísérlet szempontjából nem indokolt. Az ellenállás-ponthegesztés WPS-ét az 1. számú mellékletben tekinthetik meg.

3.2.

Ragasztástechnológia tervezése

A ragasztástechnológia tervezése során először is tisztáznunk kell, hogy milyen típusú ragasztóanyagokat alkalmazunk a kötés kialakításához. Különböző kikeményedésű ragasztóanyagokat választottam. Használtam anaerob módon (Loctite 5188; Loctite 270), aktivátor segítségével (Loctite AA 330 Multibond), valamint levegő nedvesség hatására (Teroson MS 9220; Loctite 454) kikeményedő ragasztókat. Ezek tulajdonságait a következő pontban írom le. A felülettisztítás nem tért el a ponthegesztett kötésétől.

65

Az alumínium egy passzív felületű fém, ezért szükséges az aktivátor alkalmazása a megfelelő kikeményedés elérése szempontjából [25]. Az anaerob kikeményedésű ragasztóanyagokhoz a Loctite SF 7240, míg a Loctite AA 330 Multibondhoz a vele együtt kapható Loctite 7386, valamint a Loctite 454-hez a Loctite SF 7457-et használtam [38][40][41]. A ragasztástechnológia tervezésekor fontos szerepet játszik még az átlapolás mérete is. Az átlapolás hossza, csak bizonyos szintig növeli a kötés szilárdságát, ezért az átlapolás szélességének növelésével fokozható tovább a minőség. A kísérlet során a szabványos szakítóvizsgálatnál megadott átlapolást használtam [EN ISO 14273:2001]. A ragasztóanyag felvitelére precíziós adagolót alkalmaztam (Loctite 97006), amire azért volt szükség, hogy az adott ragasztóanyaggal készített kötéseket össze tudjuk hasonlítani egymással. A ragasztókat az adagológépen állítható három paraméter változtatásával (nyomás, idő, csőátmérő) vittük fel a felületre. A különböző viszkozitású anyagok adagolási paraméterei másak, melyeket a ragasztástechnológiai utasításokban 2. 3. 4. 5. és 6. mellékletben tekinthetnek meg a többi paraméterértékekkel együtt.

3.3.

Kombinálttechnológia tervezése

Az alkalmazott kombinált technológia során a ragasztást és a ponthegesztést ötvözzük egymással. Az összehasonlíthatóság érdekében nem változtattam meg a hegesztési paramétereket, illetve a ragasztóanyag felvitelén is csak annyit változtattam, hogy minimalizálva legyen a kötés helyére kerülő ragasztóanyag mennyisége. Ezt oly módon értem el, hogy a ragasztóanyagot egy kör formájában vittem fel a felületre. Igaz a növelt nyomóerő szerepe az, hogy kiszorítsa a ragasztóanyagot a kötés közvetlen helyéről, de bármennyire is növeljük ezt az értéket, teljesen nem fog kiszorulni a ragasztó [27]. A kísérleti hegesztések során készítettem kombinált kötéseket a ragasztóanyag kikeményedése előtt, illetve után, amelyből arra a következtetésre jutottam, hogy a hegesztést közvetlenül a ragasztóanyag felvitele és lemezek összeillesztése után célszerű végezni. Ellenkező esetben az előrehaladt térhálósodás miatt (amelynek szigetelő hatása van) nem jön létre a hegesztett kötés az alkalmazott paraméterek mellett. A hegesztési paramétereket a kombinált kötés technológiai utasításaiban láthatjuk, melyet a 7. 8. 9. 10. és 11. melléklet foglal össze.

66

4. KÍSÉRLET A 3003-H26 nagyszilárdságú alumínium vékonylemezeken készítettem hagyományos ponthegesztett, illetve ragasztott, valamint hegesztett-ragasztott kötéseket. Próbáltam ipari körülményekre törekedni a kísérlet során, ami azt jelenti, hogy nem végeztünk olyan elő-, vagy utómunkálatot a lemezeken (pl.: oxidréteg lemaratása, felületi érdesség befolyásolása, stb.), amelyek ugyan javítanak a kötések szilárdságán, de nem lenne gazdaságos például egy autókarosszéria gyártása folyamán. A hegesztések elvégzése után a kötéseken az EN ISO 14273:2001 szabvány szerinti nyíró-szakító vizsgálatot végeztem, majd az eredményeket összehasonlítottam és kiértékeltem.

4.1.

A kísérletben használt berendezések, termékek

A következő pontokban ismertetném ragasztóanyagokat, illetve berendezéseket

a

kísérletem

során

használt

4.1.1. A kísérletben használt ellenállás-ponthegesztő berendezés A TECNA 8007 egy kétkaros pneumatikus hengerrel ellátott ponthegesztőgép, melynél az alsó kar rögzített, míg a felső elektródbefogó mozgatható. A 50. ábra mutatja be a berendezés különböző részeit [30].

50. ábra: TECNA 8007 típusú hegesztőgép és TE 550 hegesztés-vezérlő.[30]

A hegesztőgép fő jellemzői [30]:  Gépbe épített sűrített levegőszűrő  Zajcsökkentők a sűrített levegő kiengedéséhez  Kenést nem igénylő pneumatikus alkatrészek 67

 Krómozott acél hengerfalak és dugattyú különösen nagy terheléshez és hosszú élettartamhoz  Kettős löketű henger, kulcsos vezérléssel  Szabályozható antirotációs egység  Vízhűtéses transzformátor, hegesztő síklapok, elektródtartók és elektródok  Epoxigyantával bevont transzformátor-tekercselés  Hegesztőáram szabályozás fázisvezérléssel  Hűtővíztől elszigetelt SCR általi szinkronvezérlés és védőatmoszférát  Kettősfokozatú elektromos lábkapcsoló a munkadarab befogásához  Kétkezes vezérlő időzítővel és kulcsos kapcsoló, a munkabiztonság érdekében  Előkészítés második kétfokozatú lábkapcsoló csatlakoztatására, ez a második hegesztőprogram közvetlen behívására alkalmas  Vészleállító-gomb A hegesztőgépet egy TE550 típusú mikroprocesszoros hegesztővezérlő egységgel irányítottuk. A memóriában 250 program tárolható, ezek közül 31 kívülről közvetlenül behívható. A programokat a munkaciklust leíró paraméterek alkotják. Az egyszerű négyütemű cikluson túl a vezérlő lehetővé teszi az előmelegítéssel, az után melegítéssel, az áramfelfutással, illetve lefutással, és az impulzussal történő hegesztést is [31]. A vezérlőegység fő jellemzői [31]:         

Egyszerűsített programozás 6 billentyűvel és LCD kijelzővel Szinkronvezérlés vezérelt diódákkal Akár 25 programozható paraméter minden egyes programban Hegesztőáram középértékének és vezetési szög kijelzése Hagyományos, állandó áramú és állandó energiájú üzemmód Kettős löket funkció Szakaszos és automatikus ciklus Opcionális soros kommunikáció Több választható nyelv

4.1.2. A kísérletben használt Loctite termékek A Henkel cég több száz terméket gyárt, mind ipari, mind otthoni felhasználás céljára. Ezek a Loctite, Teroson, Hysol, Macromelt, Bonderite, Granocoat, valamint

68

P3 márkájú ragasztók, vagy ragasztással kapcsolatos egyéb termékek (aktivátorok, adagolók, stb.) [32]. Egy acélról alumíniumra váltás történik az iparban, ennek megfelelően a cég folyamatosan fejleszti a termékeiket, hogy ezen anyagon is megfelelően teljesítsék az elvárásokat [33]. A következő pontokban csak azoknak a produktumoknak a tulajdonságait részletezem, amelyeket a kísérleteim során használtam. 4.1.2.1.

Loctite 5188

Két éves munka után sikerült kifejleszteni az első felülettömítő terméket, kifejezetten az autóipar részére, amely hőöregedés után is kiváló rugalmassággal rendelkezik (lásd 51. ábra). Jellemző alkalmazási területe a fém a fémen történő felülettömítések, például hajtóművek, sebességváltók, fedelek, stb. [33].

51. ábra: Loctite 5188 típusú ragasztóanyag.[32]

Nagyon jó tapadással rendelkezik fém felületeken, különösen alumíniumon, és azonnali tömítést biztosít alacsony nyomással szemben. A megkötött termék vegyszerés hőállósága kiváló. A mikro-mozgások és a vibráció, valamint a hőmérséklet és nyomásváltozás miatt bekövetkező elmozdulások kiegyenlítésére megfelelő rugalmassággal rendelkezik a termék, valamint ellenáll az olajszennyezésnek is [33] A Loctite 5188 egykomponensű, nagy viszkozitású, közepes szilárdságú anaerob kikeményedésű ragasztóanyag, mely alkalmas kézi, illetve robotizált gyártáshoz is. Üzemi hőmérséklete -50°C és +150°C között mozog [34]. Mint már korábban említettem, a kikeményedés aránya függ a munkadarab anyagától, a kötési réstől és a hőmérséklettől. A következő ábrákon tekinthetjük meg, 69

hogy miként befolyásolják az említett paraméterek a ragasztott kötést a Loctite 5188 típusú ragasztó esetében [34].

52. ábra: Szilárdság-idő diagram lágyacél és alumínium esetén. ISO 4587.[34]

ISO 4587 szabványú nyíróvizsgálat után megállapíthatjuk, hogy az alumíniumon ugyan kezdetben kisebb szilárdságot produkál a ragasztó, de a teljes kikeményedéshez ugyan annyi időre van szükség, mint acél esetében.

53. ábra: Szilárdság a résméret és a keményedési idő függvényében alumínium esetén. ISO 4587.[34]

Minél kisebb a két lemez közti rés, annál nagyobb szilárdságú kötést tudunk létrehozni. Az ideális eset az, amikor nincs rés a két lemez között, ugyanis, akkor teljesen ki tudjuk szorítani az oxigént.

70

54. ábra: Szilárdság a különböző hőmérsékleten történő kikeményedés függvényében alumínium esetén. ISO 4587.[34]

Előnyösebb emelt hőmérsékleten kikeményíteni ezt a ragasztófajtát alumíniumon való alkalmazása esetén, mivel nagyobb szilárdságot is elérhetünk, mint a szoba- vagy az alatti hőmérsékleten történő kikeményedéskor.

55. ábra: 22°C-on vett szilárdság értéke a hőmérséklet függvényében alumínium és lágyacél esetén. [34]

Nincs jelentős különbség a hőmérséklet hatására történő szilárdságvesztésnél alumínium és acél esetében. 100°C felett az acélnál néhány százalékkal nagyobb szilárdságot produkál a ragasztóanyag.

71

56. ábra: Hő okozta öregedés a mindenkori hőmérsékleten öregítve, 22°C-on vizsgálva.[34]

Az emelt hőmérsékleten történő öregítésnél megfigyelhetjük, hogy az idő elteltével javul a szilárdság, sőt a magasabb hőmérséklet csak tovább növeli azt. 4.1.2.2.

Teroson MS 9220

A Teroson MS 9220 (korábban Terostat 9220) egy nedvesség hatására kikeményedő, egykomponensű szerkezeti ragasztóanyag. Az MS jelzés módosított szilikont jelent [32][35].

57. ábra: Teroson MS 9220 típusú ragasztóanyag.[32]

Bőrösödési ideje körülbelül 15 perc. Izocianát-és oldószermentes, jól ellenáll az öregedésnek és az időjárásnak, valamint a sós víznek és az UV-fénynek, illetve a megereszkedésnek is. Tixotróp, pépes állagú. Fémek, műanyagok (kivéve PP, PE, 72

Teflon), fa és festett felületek ragasztására alkalmazzák, leggyakrabban az autóiparban karosszériagyártásnál, illetve még buszok, lakókocsik, valamint hajók gyártásánál [32][35]. 4.1.2.3.

Loctite 270

A Loctite 270 típusú ragasztóanyag (lásd: 58. ábra) egy elsődlegesen anaerob, másodlagosan aktivátorral kikeményedő, egykomponensű dimetilakrilátészter [36].

58. ábra: Loctite 270 típusú ragasztóanyag.[32]

Csavarok és csapok rögzítésére és tömítésére fejlesztették ki, ezért nagy szilárdságú és kis viszkozitású ragasztóanyag. Minden fém csavarkötéshez alkalmas, köztük rozsdamentes acélhoz és alumíniumhoz, valamint bevonattal és krómmentes bevonattal ellátott felületekhez is. Előnyét képezi továbbá az a tulajdonsága is, hogy bizonyítottan alkalmazható ipari olajokkal enyhén szennyezett felületeken. A termék üzemi hőmérséklete -55°C és +180°C között van [32][36]. A következő ábrákon tekinthetjük meg, hogy miként befolyásolják a különböző paraméterek a ragasztott kötést a Loctite 270 típusú ragasztó esetében.

73

59. ábra: Szilárdság és kikeményedési idő a kezelendő anyag függvényében. ISO 10964.[36]

ISO 10964 szabvány szerinti oldási- és továbbforgatási vizsgálatnál különböző értékeket kapunk a ragasztott kötés szilárdságára, az anyagminőségnek megfelelően (lásd:59. ábra) [36].

60. ábra: Szilárdság a résméret és a keményedési idő függvényében, acél esetén. ISO 10123.[36]

ISO 10123 szabvány szerinti nyírószakító vizsgálat megmutatja, hogy milyen résméretnél ideális a ragasztott kötés minősége. Láthatjuk, hogy minél kisebb a rés, annál nagyobb a ragasztás szilárdsága [36].

74

61. ábra: Szilárdság a különböző hőmérsékleten történi kikeményedés függvényében. ISO 10964.[36]

Az emelt hőmérséklet hatására gyorsabban történik meg a ragasztóanyag kikeményedése.

62. ábra: Szilárdság a különböző aktivátorokkal történő kikeményedés függvényében. ISO 10964.[36]

Láthatjuk, hogy az aktivátorok alkalmazásával jelentősen gyorsult a kikeményedés sebessége, valamint nőtt a szilárdság nagysága is. 4.1.2.4.

Loctite AA 330 & Loctite 7386 Multibond

A Loctite AA 330 (lásd: 63. ábra) egy nagy fajlagos ütőmunkájú, aktivátorral kikeményedő akrilát ragasztóanyag. Ez az univerzális egykomponensű termék nagy 75

viszkozitással rendelkezik. Üzemi hőmérséklete +100°C-ig terjed. Alkalmas fémek, fák, kerámiák és polimerek ragasztásához [25][32][37].

63. ábra: Loctite 330 típusú ragasztóanyag és a hozzá tartozó Loctite 7386 aktivátor.[32]

A következő ábrákon tekinthetjük meg, hogy miként befolyásolják a különböző paraméterek a ragasztott kötést a Loctite AA 330 típusú ragasztó esetében.

64. ábra: Szilárdság és kikeményedési idő a kezelendő anyag függvényében. ISO 4587.[37]

ISO 4587 szabvány szerinti nyírószakító vizsgálat megmutatja, hogy acél esetében gyorsabban történik a kikeményedés, illetve nagyobb értéket ér el.

76

65. ábra: Szilárdság a résméret és a keményedési idő függvényében acél esetén. ISO 4587.[37]

Minél kisebb résméretet választunk, annál kedvezőbb lesz a ragaszott kötés szilárdsága és annál gyorsabb lesz a kikeményedés is.

66. ábra: Hőmérsékleti szilárdság a mindenkori hőmérsékleten vizsgálva. ISO 4587.[37]

Láthatjuk, hogy a ragasztó kiválóan tűri a negatív hőmérsékletet, +100°C felett viszont nagyon lecsökken a kötés szilárdsága.

77

67. ábra: Hő okozta öregedés a mindenkori hőmérsékleten öregítve, 22°C-on vizsgálva. ISO 4587.[37]

Megfigyelhető, hogy 100°C feletti hőmérsékleten csökkenő tendenciát mutat a ragasztott kötés szilárdsága az öregítés hatására. A ragasztóanyaghoz használt Loctite SF 7386 oldószermentes aktivátor módosított akrilátoknál alkalmazható a kikeményedés megindításához és idejének csökkentéséhez [38]. 4.1.2.5.

Loctite 454

A Loctite 454 egy nedvesség hatására kikeményedő egykomponensű etilciánakrilát (lásd: 68. ábra). A hőnek 120°C-ig ellenáll és az alsó üzemi hőmérséklete -40°C. Pillanatragasztónak minősül, mivel rögzítési ideje 5-10 másodperc. A felületre nem érzékeny, az állaga thrixotróp [25][32]. Olyan nehezen ragasztható anyagok összeszerelésénél használják, melyek egyenletes feszültség és terhelés-eloszlást igényelnek. Fémekhez, műanyagokhoz, fákhoz, papírokhoz, parafákhoz, habokhoz, kartonokhoz és kerámiákhoz egyaránt alkalmazható [25][32][39].

68. ábra: Loctite 454 típusú ragasztóanyag.[39]

78

Mint minden más ragasztónál a kikeményedés függ az összeragasztandó felületek közötti résmérettől. Ahogy növeljük az illesztési hézagot, úgy romlik a kötés szilárdsága. Abban az esetben, ha kénytelenek vagyunk nagy résmérettel dolgozni, nagyban javítja a kikeményedés sebességét és minőségét, ha aktivátort alkalmazunk [39].

69. ábra: Kikeményedés sebessége a relatív levegőnedvesség függvényében.[25]

Az ideális relatív levegő nedvességtartalom 40-60%. Amennyiben ennél kisebb, akkor lassabb lesz a kikeményedés sebessége, illetve ha nagyobb, akkor gyorsabb, de ebben az esetben romolhat a kötés végleges szilárdsága [39]. A következő diagramokon láthatjuk, hogy miként változik a kötés szilárdsága a hőmérséklet függvényében és a hő okozta öregítés hatására.

70. ábra: Hőmérsékleti szilárdság a mindenkori hőmérsékleten vizsgálva. ISO 4587.[39]

79

71. ábra: Hő okozta öregedés a mindenkori hőmérsékleten öregítve, 22°C-on vizsgálva. ISO 4587.[39]

4.1.2.6.

Loctite SF 7240

A Loctite SF 7240 (lásd: 72. ábra) egy oldószermentes aktivátor, mely növeli a kikeményedési sebességet passzív és inaktív felületeken. Egykomponensű bázikus rézsó. A termék kis viszkozitású és a kémiai típusa reaktív metakrilát monomer [32][40]. Nagy ragasztási hézagoknál, illetve alacsony hőmérsékleten (<5°C) történő kikeményítéskor használható anaerob kikeményedésű ragasztókhoz [32].

72. ábra: Loctite SF 7240 típusú aktivátor.[32]

80

4.1.2.7.

Loctite SF 7457

A Loctite SF 7457 (lásd: 73. ábra) egy nagyon kis viszkozitású ciánakrilátorokhoz gyártott aktivátor. Általában feszültségi repedésekre érzékeny műanyagokhoz alkalmazzák. A terméket használhatjuk ragasztás előtt vagy után. Mindkét esetben gyorsítja a ragasztóanyag kikeményedését [32][41].

73. ábra: Loctite SF 7457 típusú aktivátor.[32]

4.1.2.8.

Loctite SF 7063

A Loctite SF 7063 (lásd:74) egy általános felhasználású, oldószer bázisú, nagyon kis viszkozitású izoparaffin [32][42].

74. ábra: Loctite SF 7063 típusú felülettisztító.[32]

81

A tisztító és zsírtalanító termék nincs hatással a kikeményedés sebességére, vagy a végső szilárdságra, de segíti az adhéziós kötést a felületi szennyezők eltávolításával [32][42]. 4.1.2.9.

Loctite 97006 adagoló

Számos adagolót gyárt a Loctite cég a különféle igények kielégítésének céljából, a kézi vezérlésűtől a félautomatán át egészen a teljesen automata gépekig. Fontos, hogy pontosan tudjuk adagolni a ragasztókat, mivel csak így kaphatunk összehasonlításra alkalmas eredményeket. Kísérleteim során a Loctite 97006 digitális fecskendős adagolót használtuk (lásd:75. ábra). A tűátmérő, a nyomás, valamint az idő paramétereivel nagyon precízen beállíthatjuk a kívánt ragasztómennyiséget [25][32][43].

75. ábra: Loctite 97006 típusú adagoló.[25]

Főbb tulajdonságai [25][32][43]:           

Pontos vezérlés kis adagolt mennyiségeknél Félautomata A vízszerűtől a paszta-konzisztenciáig alkalmazható Precíziós nyomásszabályozó Elektronikus nyomásfelügyeleti funkció Vákuumos visszaszívó mechanizmus következtében cseppenésmentes Helytakarékos építésmód Digitális nyomáskijelző és idővezérlés az adagolási ciklushoz Nyomásállítás hiszterézis nélkül Megszakítás nélküli adagolás lehetséges Nincs nyomásingadozás 82

   

4.2.

Minimalizálja a termék szálhúzását Idővezérlés 0,04 másodperctől 99,9 másodpercig Állítható nyomásszabályozó 0,2-től 7 bárig (3-100 psi) Üzemi hőmérséklet 10°C-40°C

Az alkalmazott nyíró-szakító vizsgálat

Mint a legtöbb hegesztett kötés elemzésénél, elengedhetetlenek a roncsolásos vizsgálatok. Az ellenállásponthegesztés technológiánál talán a három legfontosabb vizsgálat a nyírószakító vizsgálat, a keresztszakító vizsgálat, illetve a felszakító vizsgálat. Dolgozatomban nyírószakító vizsgálatot alkalmaztam, így ezt jellemezném a következőkben. Az EN ISO 14273:2001 szabványban határozzák meg a vizsgálathoz szükséges lemezek pontos méreteit és egymáshoz viszonyított pozíciójukat. Ezt figyelembe kell vennünk, hogy a mérések összehasonlíthatóak legyenek. A vizsgálat lényege, hogy az átlapolt lemezeket hegesztés után egy szakító berendezésben befogjuk (lásd: 76. ábra), majd egyenletes sebességgel szakítjuk a kötést. Mivel a két lemez nem esik egy síkba, ezért hajlító igénybevétel is ébred a munkadarabokon. A tönkremenetel két féle képen mehet végbe. Az egyik típus, amikor a kötés kitépődik a lemezből, ezt úgynevezett kigombolódásnak hívjuk (ez a kedvezőbb eset). A másik típus, amikor a kötés elnyíródik az érintkezési síkban. A szakítás után kapunk egy maximális nyíróerőt, amiből következtethetünk a kötés minőségére [30].

76. ábra: Nyírószakító vizsgálat.[30]

83

4.3.

Kísérleti körülmények

Első sorban meg kellett határoznunk, hogy mik legyenek azok a beállítások, melyekkel a hegesztéseket végezzük. A különböző ragasztók alkalmazásakor, illetve a ragasztó nélküli lemezek hegesztésekor ugyan azon értékeket kellett használnunk, hogy az eredmények összehasonlíthatók legyenek. Az irodalomkutatás során szerzett információk alapján a nagyszilárdságú alumíniumötvözetek ellenállásponthegesztéséhez a következő paramétereket használtuk, melyet a 18. táblázat mutat. 18. táblázat: Hegesztési paraméterek a kísérlet során.

Áramerősség Elektróderő Hegesztési idő Előszorító idő Utószorító idő Impulzusok száma

19 kA 2,9 kN 6 periódus 30 periódus 20 periódus 1

Elektródkialakítás

Félgömb

Elektródsugár Elektródanyag

7,5 mm Cu-Al2O3

Ezeket a paramétereket alkalmaztuk mind a hagyományos, mind a ragasztással kombinált hegesztéseknél. A hegesztések és ragasztások előtt gondosan megtisztítottuk a felületet a Loctite SF 7063 felülettisztító termékkel, illetve ahol szükséges volt, ott aktivátort is vittünk fel a felületre. A ragasztókat minden esetben adagolóval vittük fel a lemezekre, így precízen tudtuk szabályozni a mennyiségeket, hogy az eredmények összehasonlíthatóak legyenek egymással (lásd: 19. táblázat). 19. táblázat: A ragasztóanyag adagolásának a paraméterei. [R]: Ragasztott kötés; [A]: Aktivátor alkalmazása a ragasztóanyaghoz; [H]: Ellenállásponthegesztett kötés

Kötéstípusok Loctite 5188 [R][A] Loctite 5188 [R][A][H] Teroson MS 9220 [R] Teroson MS 9220 [R][H] Loctite 454 [R][A] Loctite 454 [R][A][H] Loctite 330 [R][A] Loctite 330 [R][A][H] Loctite 270 [R][A] Loctite 270 [R][A][H]

Nyomás [bár] 0,2 0,5 3 2,5 0,25 0,15 0,5 0,2 0,5 0,15

Idő [s] 0,3 10 1 10 1,5 4,5 1,2 4 0,4 3

Átmérő [mm] 2,5 0,84 2,5 0,84 2,5 2,5 2,5 2,5 0,84 0,84

Készítettünk ragasztott ([R], vagy [R][A]) és hegesztett-ragasztott kötéseket ([R][H], vagy [R][A][H]), melyeket a hagyományosan ponthegesztett kötésekkel ([H]) hasonlítottuk össze nyíróerő szempontjából. Ezeknek a kötéseknek a kialakítását figyelhetjük meg a következő ábrán. 84

77. ábra: A kísérletben kialakított különböző típusú kötések. (Felső ábra: hagyományosan hegesztett kötés[H]; középső ábra: ragasztott kötés[R] vagy [R][A]; alsó ábra: kombinált kötés[R][H] vagy [R][A][H]).

A kombinált kötések esetében a ragasztóanyagot csak a leendő heglencse kőré helyezhettük el, mivel a nagyszilárdságú alumíniumötvözet ellenállásponthegesztésekor a heglencse útjában álló ragasztó szennyezőként viselkedett, így gyengébb minőségű kötést kaptam. A 78. ábra mutatja a hegesztett-ragasztott kötéseknél a ragasztóanyag felvitelének módját.

78. ábra: Kör alakban felvitt különböző típusú ragasztóanyagok. (Csak azoknál a kötéseknél, ahol hegesztést is alkalmaztunk).

85

Az anaerob kikeményedésű ragasztókhoz (Loctite 5188, Loctite 270) a Loctite SF 7240 típusú aktivátort, míg a Loctite 454-hez a ciánakrilátokhoz, a pillanatragasztókhoz ajánlott Loctite SF 7457 aktivátort, valamint a Loctite 330-as termékhez a hozzá kapható Loctite7386 típusú aktivátort használtuk.

A kísérlet eredményei

4.4.

A következő pontokban hasonlítom össze a különböző ragasztott, kombinált (hegesztett-ragasztott) kötéseket a hagyományos, úgynevezett száraz ellenállás ponthegesztett kötésekkel. Az összehasonlítás során, az egyes kötéstípusoknál a három próbatest nyíró-szakítóvizsgálat során kapott nyíró-szakítóerőinek az átlagát vettem, így a továbbiakban azokat tüntetem fel a diagramokon.

4.4.1. Loctite 5188 ragasztóanyaggal elért eredmények A Loctite 5188 típusú ragasztóanyaggal elért szakítóerőket szemlélteti a 79. ábra a hagyományos ponthegesztéssel szemben.

Szakítóerő, [kN]

4,38 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00

2,65

4,17

2,60

0,55

Különböző kötéstípusok 79. ábra: Loctite 5188 típusú ragasztóanyaggal ragasztott lemezek nyírószakító eredményei.

Láthatjuk, hogy két kötéstípus esetén mennyire kedvezően hatott a ragasztás a kötés szilárdságára. A Loctite 5188 [R][A] esetében körülbelül 65%-os, míg a Loctite [R][A][H] esetében 57%-os javulást tapasztaltam a hagyományos hegesztéssel szemben. A diagramból egyből szembetűnik, hogy azoknak a kötéseknek a szilárdságában történt javulást, ahol aktivátort is alkalmaztam. Ennek az oka, hogy az aktivátor nélkül 86

készített kötéseknél egyik esetben sem történt kikeményedés, több mint 24 óra elteltével sem, ami javarészt annak köszönhető, hogy az alumínium egy passzív fémfelülettel rendelkezik. Össze is hasonlíthatjuk az aktivátornak köszönhetően teljesen kikeményedett, és az elégtelen kikeményedést produkált ragasztóanyagot (lásd:80. ábra és 81. ábra).

80. ábra: Loctite 5188 [R] kötés, szakítás után (elégtelen kikeményedés).

Itt megfigyelhetjük, hogy a ragasztó még képlékeny, kenhető állapotban van jelen a felületen, aminek köszönhetően nagyon kis erő hatására szakadt szét a kötés.

81. ábra: Loctite 5188 [R][A] kötések, szakítás után (megfelelő kikeményedés).

Ebben az esetben a ragasztóanyag tökéletesen kikeményedett, melyre a színéből és az állagából egyaránt következtethetünk. Meglepő, hogy annak a kötésnek a szilárdságjavulása kisebb mértékű volt, ahol ponthegesztés is történt, de ez azzal magyarázható, hogy a ragasztás utáni azonnali hegesztés során, az elektróderő deformálta a lemezeket, így megnőtt a résméret, aminek a hatására a termék nem tudott megfelelően kikeményedni (lásd: 82. ábra).

87

82. ábra: Loctite 5188 [R][A][H] kötés, szakítás után.

Ezek után úgy gondoltuk, hogy megvárjuk, amíg a ragasztóanyag valamennyire kikeményedik, ezáltal megakadályozva a lemezek közötti résméret növekedését, amit a hegesztés okoz (lásd:83. ábra).

83. ábra: Loctite 5188 [R][A], majd később[H] kötés, szakítás után.

Az első, ami leginkább szembetűnik, hogy ebben az esetben a kikeményedés teljesen végbement, viszont a hegesztés elégtelennek bizonyult, mivel a ragasztóanyag térhálósodásával egy szigetelő réteg jött létre. Ezeket az eredményeket nem tudtuk figyelembe venni, mert az adagolás miatt, itt kevesebb ragasztóanyag van, mint az [R][A] kötéseknél, illetve nincs heglencse, mint az [R][A][H] kötéseknél. A nyíróerő értékei pontosan a két csoport eredményei közé estek. Gyengébbnek bizonyultak, mint az [R][A] ragasztott kötések, a kisebb ragasztóanyag miatt, de erősebbnek, mint az [R][A][H] kombinált kötések a megfelelő kikeményedés miatt.

88

4.4.2. Teroson MS 9220 ragasztóanyaggal elért eredmények A Teroson MS 9220 típusú ragasztóanyaggal elért szakítóerőket szemlélteti a 84. ábra a hagyományos ponthegesztéssel szemben.

Szakítóerő, [kN]

3,84 4,00

2,65 3,00

1,44

2,00 1,00 0,00

Ponthegesztett

Teroson MS 9220 [R]

Teroson MS 9220 [R][H]

Különböző kötéstípusok 84. ábra: Teroson MS 9220 típusú ragasztóanyaggal ragasztott lemezek nyírószakító eredményei.

Annál a kötéstípusnál, ahol hegesztett-ragasztott kötés létesült (Teroson MS 9220 [R][H]) körülbelül 45%-os szilárdságjavulást értünk el a hagyományosan ragasztás nélkül hegesztett lemezekhez képest. Azt is megfigyelhetjük, hogy a csak ragasztott kötésnél gyengébb lett a szakítóerő, aminek a fő okát a 85. ábra mutatja.

85. ábra: Teroson MS 9220 [R] kötések, szakítás után.

A bekarikázott területeken láthatjuk, hogy a ragasztóanyag nem tudott megfelelően kieményedni. A Teroson MS 9220, mint már korábban is említettem, egy levegőnedvesség hatására kikeményedő ragasztóanyag. Az elégtelen kikeményedés 89

annak az oka, hogy a nedvesség nem tudott elég mélyre hatolni a kötésben. Ezzel szemben a hegesztett-ragasztott kötésnél, a kör alakban felvitt ragasztórétegbe teljesen be tudott jutni a nedvesség (lásd: 86. ábra).

86. ábra: Teroson MS 9220 [R][H] kötések, szakítás után.

A hegesztett-ragasztott daraboknál a ragasztóanyag kikeményedése végbement, így a heglencse és a ragasztóanyag együttese szilárdságilag jobb eredményt produkált.

4.4.3. Loctite 454 ragasztóanyaggal elért eredmények

Szakítóerő, [kN]

A Loctite 454 típusú ragasztóanyaggal elért szakítóerőket szemlélteti a 87. ábra a hagyományos ponthegesztéssel szemben.

3,00

2,68

2,65

2,00

0,37

1,00 0,00

Ponthegesztett

Loctite 454 [R][A]

Loctite 454 [R][A][H]

Különböző kötéstípusok 87. ábra: Loctite 454 típusú ragasztóanyaggal ragasztott lemezek nyírószakító eredményei.

Nem tapasztaltam jelentős változást a szakítóerő tekintetében a hagyományos és a hegesztett-ragasztott kötések között. A nyírószakító vizsgálat folyamán a ragasztóanyag hallhatóan elpattant így a terhelést szinte csak a heglencse vette fel, ezért nem meglepő a szinte azonos eredmény. 90

A ragasztóanyag megfelelő kikeményedését mutatja a 88. ábra, de ennek a terméknek a nyírószakító-terheléssel szemben nyújtott ellenállása igen csekély, melyet a 87. ábra is szemléltet.

88. ábra: Loctite 454 [R][H] kötések, szakítás után.

4.4.4. Loctite 330 ragasztóanyaggal elért eredmények A Loctite 330 típusú ragasztóanyaggal elért szakítóerőket szemlélteti a 89. ábra a hagyományos ponthegesztéssel szemben.

5,67

Szakítóerő, [kN]

6,00

4,30

5,00 4,00

2,65 3,00 2,00 1,00 0,00 Ponthegesztett

Loctite 330 [R][A]

Loctite 330 [R][A][H]

Különböző kötéstípusok 89. ábra: Loctite 330 típusú ragasztóanyaggal ragasztott lemezek nyírószakító eredményei.

Mind a ragasztott (Loctite 330 [R][A]), mind a hegesztett-ragasztott (Loctite 330 [R][A][H]) kötéseknél jelentős szilárdságjavulást értünk el, mely az előbbi esetben 62%-os, míg az utóbbiban 114-%-os volt. 91

A szakítások során több esetben is az alapanyagban szakadtak a lemezek és nem a kötések helyén (lásd: 90. ábra és 92. ábra). Ahol a kötés szakadt szét, ott láthatjuk, hogy a ragasztóanyag kikeményedését.

90. ábra: Loctite 330 [R][A] kötések, szakítás után.

Az aktivátor használatával ragasztott és ezután egyből hegesztett kötések szakítás utáni képét mutatja a 91. ábra. Mind a kikeményedés, mind a heglencse megfelelőnek bizonyult, melyek együttes hatása jó kötést produkált.

91. ábra: Loctite 330 [R][A][H] kötések, szakítás után.

A Loctite 330 típusú ragasztó esetében ugyan az a probléma állt fent a hegesztéskor, mint a Loctite 5188-nál. A ragasztóanyag aktivátorral történő alkalmazásakor a fazékidő nagyon lecsökkent, melyet figyelmen kívül hagyva, csak az 92

előrehaladt térhálósodás után hegesztettünk, mely hatására három próbatestből kettőnél elégtelen hegesztést tapasztalhattunk (lásd: 92. ábra).

92. ábra: Loctite 330 [R][A], majd később[H] kötések, szakítás után.

A nyíróerő értékei erősebbnek bizonyultak, mint az [R][A] ragasztott kötések (ami magyarázható azzal, hogy bár a hegesztés nem volt megfelelő, de az elektróderő ebben az esetben csökkentette a résméretet, ami nagyobb szilárdsághoz vezet), illetve gyengébbnek, mint az [R][A][H] kombinált kötések a heglencse hiánya miatt.

4.4.5. Loctite 270 ragasztóanyaggal elért eredmények

Szakítóerő, [kN]

A Loctite 270 típusú ragasztóanyaggal elért szakítóerőket szemlélteti a 93. ábra a hagyományos ponthegesztéssel szemben.

3,00

2,65

2,58

2,50 2,00 1,50

0,85

1,00 0,50 0,00 Ponthegesztett

Loctite 270 [R][A]

Loctite 270 [R][A][H]

Különböző kötéstípusok 93. ábra: Loctite 270 típusú ragasztóanyaggal ragasztott lemezek nyírószakító eredményei.

93

Aktivátor alkalmazása mellett a kikeményedés megfelelően végbement, de nem volt a ragasztott kötés elég nagy szilárdságú (lásd: 94. ábra és 95. ábra).

94. ábra: Loctite 270 [R][A] kötések, szakítás után.

A Loctite 270 [R][A][H] kötések nyírószakító szilárdsága közel azonosak a hagyományosan, ragasztás nélküli ponthegesztett kötésekével. Ennek oka a hegesztés. Láthatjuk is, hogy volt olyan kötés, ahol a heglencse kigombolódott. Ott nyilvánvalóan nem sok szerepet játszott a ragasztás (a szilárdság szempontjából), mint ahogy a többi hasonló kötésnél sem (lásd:95. ábra).

95. ábra: Loctite 270 [R][A][H] kötések, szakítás után.

94

6.3 Összesített nyíró-szakító eredmények a használt ragasztók esetében A nyíró-szakítóerők átlagait jeleníti meg grafikusan a 96. ábra a könnyebb összehasonlítás érdekében. 5,67

6,00

Szakítóerő, [kN]

5,00

4,38 4,17

4,30 3,84

4,00 3,00

2,65

2,00 1,00

2,68

2,60

2,58

1,44 0,85

0,55

0,37

0,00

Különböző kötéstípusok 96. ábra: Nyíró-szakítóerőt ábrázoló diagram a különböző kötéstípusok esetén.

Láthatjuk, hogy mely ragasztóanyagoknál, milyen javulást értünk el a hagyományos ponthegesztéshez képest. Kijelenthetjük, hogy a ragasztás kombinálása a hegesztéssel, egyik esetben sem gyengítette a kötés nyíró-szakító erejét. Fontos megjegyeznünk, hogy azok a kötések, melyek látszólag nem produkáltak javulást a szakítóerő szempontjából, rezgéscsillapításban, tömítésben, réskorrózió megakadályozásában mégis előnyösebbek, mint a szárazon ponthegesztett kötések.

95

5. ÖSSZEFOGLALÁS Az iparban egy acélról alumíniumra történő átállás zajlik, mivel a kis sűrűségű, teljes mértékben újrahasznosítható, korrózióálló nagyszilárdságú alumíniumötvözetek egyre több területen képesek helyettesíteni az acélokat. Számos jó tulajdonságuk mellett, az egyik hátrányuk, hogy hegesztésük jóval problémásabb. A járműiparban az egyik leggyakrabban használt hegesztési eljárás vékonylemezek közti kötés kialakítására az ellenállásponthegesztés.

a

Mint minden eljárásnak, ennek is léteznek hátrányos tulajdonságai, mint például a nagyobb darabokhoz való nehéz hozzáférhetőség, vagy a kötés egyeletlen feszültségfelvétele, illetve az alumíniumötvözetek hegesztésénél nem biztosítható a jó minőségű kötés, valamint korlátok jelentkeznek a hegeszthető falvastagságok tekintetében. Ezen korlátok kiküszöbölésére használhatjuk a különböző ragasztóanyagokat. Nagyon széles választék tárul elénk, ha már csak a kikeményedési típusokat nézzük, amiken belül még további számos termék közül választhatunk. A ragasztóanyag alkalmazásakor a kötés terhelésfelvételében, már nem csak a lencse, hanem a teljes átlapolás szerepet játszik. Továbbá rezgéscsillapításban, tömítésben és a korrózióállóság javításában is szerepet játszanak a ragasztók. A dolgozatomban a 3003-H26 típusú nagyszilárdságú alumíniumötvözeten végeztem kísérleteket. Három alapvető kötéstípust (hagyományosan ponthegesztett, ragasztott, valamint kombinált kötést) hasonlítottam össze. A Loctite cég bocsátotta rendelkezésemre a ragasztóanyagokat, melyek közül előzetes megfontolás alapján a legmegfelelőbbnek tartott öt különböző tulajdonságú terméket használtam fel a kísérletekhez. Nyíró szakító vizsgálatot végezve kiértékeltem a kapott eredményeket, melyekből a következőket tapasztaltam. Aktivátor alkalmazásakor a ragasztóanyagok kikeményedése jóval kielégítőbb lett, térhálósodásuk gyorsabban következett be. A Loctite 5188 típusú ragasztó esetében egyértelműen kimutatható, hogy azoknál a lemezeknél kaptam megfelelő szilárdságú kötést, ahol aktivátort alkalmaztam. Akár 65%-os szilárdságjavulást érhetünk el ennél a ragasztóanyagnál. Az egyszerű aktivátor alkalmazásával történő ragasztott kötés jobban teljesített nyíró-szakító igénybevétellel szemben, mint az egyéb kötésvariációk. A Loctite 330 ragasztóanyaggal sikerült elérnünk a legjobb eredményeket. Hegesztéssel kombinálva 114%-os szilárdságnövelést értünk el. A ragasztott kötésnél is 62%-ot javult a szilárdság, így a szükséges terheléssel szembeni kívánt ellenállás dönti el, hogy szükség van-e hegesztésre az adott szerkezetben a ragasztás mellett. 96

A Teroson MS 9220 alkalmazásakor a heglencse körüli ragasztóanyagnak köszönhetően egyenletesebb a feszültségeloszlás, így 45%-os szilárdságjavulást érhetünk el. A Loctite 454 és a Loctite 270 típusú ragasztóanyagok sajnos nem bizonyultak megfelelőnek, így a kötés szilárdsága a szárazon ponthegesztett kötések szilárdságával volt azonos. Tehát elmondhatjuk azt, hogy a megfelelő ragasztót kiválasztva jelentősen javíthatjuk a kötésünk szilárdságát a hagyományos ponthegesztéshez képest.

6. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Ezúton szeretném köszönetemet és tiszteletemet kifejezni azon személyeknek, akik segítségükkel hozzájárultak a dolgozatom elkészítéséhez. Elsősorban a tervezésvezetőmnek Meilinger Ákosnak, illetve a tanszéki konzulensemnek, Prém Lászlónak köszönném meg a segítségüket és a rám áldozott idejüket. Külön köszönet illeti még az ipari konzulenseimet, Ballai Jánost, Veréb Tamást és Szokoli Ákost, a Henkel Magyarország Kft. munkatársait, akik többször is leutaztak a Miskolci Egyetemre, hogy bemutassák a különböző ragasztóanyagokat, valamint a ragasztástechnológiákat, és hasznos információkkal lássanak el a munkám során. Továbbá szeretném még köszönetemet kifejezni a Henkel Magyarország Kft-nek, hogy a rendelkezésemre bocsátotta a Loctite termékeit (ragasztóanyagokat, aktivátorokat, felülettisztítót, precíziós adagológépet, katalógusokat). Végül, de nem utolsó sorban szeretném megköszönni a tanszéki műhelyben dolgozók munkáját, akik a próbatesteket készítették elő, illetve a nyíró-szakító vizsgálatnál a gép kezelésében segédkeztek.

97

7. IRODALOMJEGYZÉK [1] http://www.aluminiumleader.com/en/around/transport/cars: Aluminium in the automotive industry [2] http://www.audi.hu: Aluminium-hibrid építési mód [3] Tony Anderson: Understanding Aluminium Alloys, Welding Journal, 2002. Április, p.:7780. [4] Juhász Krisztina: Alumíniumötvözetek ellenállás-ponthegesztése, Miskolci Egyetem [5] Joseph R. Davis: Aluminium and Aluminium Alloys, Materials Park Ohio, 1994, p.:3-18. [6] Dr. Béres L., Dr. Gáti J., Dr. Gremsperg G., Dr. Komócsin M., Dr. Kovács M.: Hegesztési Zsebkönyv, Miskolc, 2003, p.:76-83; 315-327. [7] R.Gitter: Gesamtverband der Aluminiumindustride- Design of Aluminium Stuctures: Selection of Structural Alloys, Brussels, 2008. p.:1-10. [8] http://www.aircraftspruce.com/catalog/mepages/aluminfo.php [9] http://www.suppliersonline.com/propertypages/3003.asp#physical [10] http://www.speedymetals.com/information/Material21.html [11] http://www.suppliersonline.com/propertypages/3003.asp#physical [12] http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy-3003-0-Sheet_59.ashx [13] http://aluminium.matter.org.uk/aluselect [14] Hongyan Zhang, Jacek Senkara: Resistance Welding Fundamentals and applications, London, 2006, p.:19-28. [15] Dr. Török Imre: Sajtolóhegesztések Oktatási Segédlet, Miskolc, 2013. [16] Quan Feng Song, Wenqi Zhang, Niels Bay: An Experimental Study Determines The Electrical Contact Resistance In Resistance Welding, USA, 2005. [17] Dr. Balogh András, Dr. Schäffer József, Dr. Tisza Miklós: Mechanikai Technológiák, Miskolc, 2007, p.: [18] David Leroy Olson, Thomas A. Siemert, Stephen Liu, Glen R. Edwards: Welding Brazing And Soldering ASM international, Volime 6, 1993, p.:684-693. [19] Pintér Kristóf: Alumínium Ellenállás-Ponthegesztése Középfrekvenciás Egységáramú Inverter Segítségével, XVI. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, Kolozsvár, 2011. március 24-25. [20] Csintalan Zoltán, Dr. Tuskó László: Járműkarosszéria, TAMOP 4.2.5 Pályázat könyvei, Széchenyi István Egyetem, 2011. [21] Bitay Enikő, Bagyinszki Gyula, Dobránszky János: A hegesztés, a forrasztás és a termikus vágás fémtechnológiai alapismeretei, 2014, p.:4-6. [22] Resistance Welder Manufacturers’ Association RWMA: Resistance Welding Manual, USA, 2003. [23] M. Hao, K. A. Osman, D. R. Boomer, and C. J. Newton: Developments in Characterization of Resistance Spot Welding of Aluminium. Welding Research Supplement, Welding Journal, 1996. január, p.: 2-s. [24] Imre Török,K risztina Juhász, Ákos Meilinger, András Balogh: Main Characteristics Of Fusion And Pressure Welding of Aluminium Alloys; Journal of Providuction Processes and Systems, Vol 6., 2012, p.:91-106. [25] Patrícia Reis, Silva Grundmüller: Worldwide Design Handbook; Published by Loctite European Group (A Henkel Company), München, 1998. [26] Robert W. Messer Jr: Joining of Materials and Structures: From Pragmatic Process to Enabling Technology, USA, 2004. [27] Balázs Gyula: Ragasztástechnika, Műszaki Könyvkiadó, Budapest; 1982, p.:179-187.

98

[28] A. Al-Samhan, S.M.H. Darwish: Strength prediction of weld-bonded joints-International Journal of Adhesion and Adhesives 2, Saudi Arabia, Industrial Engineering Department, 2003, p.:23-28. [29] American Welding Society: Welding Handbook, Volume 2 - Welding Processes, 8th Edition, 1991, Chapter 17. [30] Püspöki Péter Máté: A hegesztési tartomány meghatározása acél finomlemez ellenállásponthegesztéséhez, Miskolci Egyetem [31] TECNA: Felhasználói kézikönyv hegesztésvezérlő TE550 1.00 Szoftver-verziótól, 2008. Február. [32] http://www.loctite.hu [33] Henkel AG & Co. KGaA Adhesive Technologies-at work: Loctite felhasználói magazin 1/09, 2009. [34] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 5188, 2013. november. [35] Teroson: Technical Data Sheet- Teroson MS 9220, 2013. április. [36] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 270, 2004. április. [37] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite AA 330, 2013. december. [38] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 7386, 2004. július. [39] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 454, 2012. február. [40] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 7240, 2005. június. [41] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite 7457, 2004. július. [42] Loctite: Technical Data Sheet- Loctite SF 7063, 2013. december. [43] Loctite: Operating Manual- Precision Syringe Dispenser 97006, Henkel Loctite, Deutschland GmbH, 2004.

99

1. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI UTASÍTÁS Preliminary Welding Procedure Specification A gyártói hegesztéstechnológia jele: Manufacturer's Welding Procedure Reference No

A vonatkozó WPQR jele: WPQR Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning:

Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Külső csőátmérő / Outer diameter (mm): Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Varrat / Weld: Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

ME-RSW TÜV EH-35A/09 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Pontvarrat Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

PONTELHELYEZÉS. HEGESZTÉSI ELRENDEZÉS Spot Arrangement. Welding Arrangement

Pontok elhelyezése a gyártmányon

Hegesztési elrendezés

Spot arrangement on product Minimális távolságok / Minimum distances

Welding arrangement Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

1. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI ADATOK Welding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value

Jel/Sign

Name and unit

1 2 3 4

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per) Áramlefutási idő (per)

30 0 6 0

Name and unit

5 6 7 8

Elektród típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektród átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektród sugara / Electrode radius (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektród felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA)Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Egyéb információk / Other information:

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value Utószorító idő (per) Áramerősség (kA) Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db)

20 19 2,9 1

Rádiuszos Rádiuszos Cu-Al 2 O 3 Cu-Al 2 O 3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm -

Kidolgozta / Elaborated

2. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Bonding Procedure Specification A gyártói ragasztástechnológia jele: Manufacturer's Bonding Procedure Reference No Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Anyagvastagságok / Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Illesztési rés / Fitting gap (mm):

ME-B-270 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 270 Loctite SF 7240 max. 0,1

RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Bonded Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Ragasztási elrendezés Bonding arrangement Jelölések / Designations

2. melléklet 2/2

RAGASZTÁSI ADATOK Bonding Details Adagoló nyomás / Feeder pressure: (bár) Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Adagolás ideje / Feeding time (s): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

0,5 0,84 0,4 1 nap Első tíz kötés; minden 500. kötés; A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel

Kidolgozta / Elaborated

3. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Bonding Procedure Specification A gyártói ragasztástechnológia jele: Manufacturer's Bonding Procedure Reference No Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Anyagvastagságok / Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Illesztési rés / Fitting gap (mm):

ME-B-330 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 330 Loctite 7386 max. 0,1

RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Bonded Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Ragasztási elrendezés Bonding arrangement Jelölések / Designations

3. melléklet 2/2

RAGASZTÁSI ADATOK Bonding Details Adagoló nyomás / Feeder pressure: (bár) Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Adagolás ideje / Feeding time (s): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

0,5 2,5 1,2 1 nap Első tíz kötés; minden 500. kötés; A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel

Kidolgozta / Elaborated

4. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Bonding Procedure Specification A gyártói ragasztástechnológia jele: Manufacturer's Bonding Procedure Reference No Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Anyagvastagságok / Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Illesztési rés / Fitting gap (mm):

ME-B-454 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 454 Loctite SF 7457 max. 1

RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Bonded Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Ragasztási elrendezés Bonding arrangement Jelölések / Designations

4. melléklet 2/2

RAGASZTÁSI ADATOK Bonding Details Adagoló nyomás / Feeder pressure: (bár) Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Adagolás ideje / Feeding time (s): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

0,25 2,5 1,5 1 nap 60% Első tíz kötés; minden 500. kötés; A megengedett résméret 1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel

Kidolgozta / Elaborated

5. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Bonding Procedure Specification A gyártói ragasztástechnológia jele: Manufacturer's Bonding Procedure Reference No Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Anyagvastagságok / Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Illesztési rés / Fitting gap (mm):

ME-B-5188 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 5188 Loctite SF 7240 max. 0,1

RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Bonded Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Ragasztási elrendezés Bonding arrangement Jelölések / Designations

5. melléklet 2/2

RAGASZTÁSI ADATOK Bonding Details Adagoló nyomás / Feeder pressure: (bár) Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Adagolás ideje / Feeding time (s): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

0,2 2,5 0,3 1 nap Első tíz kötés; minden 500. kötés; A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel

Kidolgozta / Elaborated

6. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Bonding Procedure Specification A gyártói ragasztástechnológia jele: Manufacturer's Bonding Procedure Reference No Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Anyagvastagságok / Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Illesztési rés / Fitting gap (mm):

ME-B-9220 Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Teroson MS 9220 max. 1

RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Bonded Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Ragasztási elrendezés Bonding arrangement Jelölések / Designations

6. melléklet 2/2

RAGASZTÁSI ADATOK Bonding Details Adagoló nyomás / Feeder pressure: (bár) Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Adagolás ideje / Feeding time (s): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

3 2,5 1 4 nap 60% Első tíz kötés; minden 500. kötés; A megengedett résméret 1 mm -

Kidolgozta / Elaborated

7. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Weldbonding Procedure Specification A gyártói hegesztett-ragasztott technológia jele:

ME-RSW-270

Manufacturer's Weldbonding Procedure Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Varrat / Weld: Illesztési rés / Fitting gap (mm): Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 270 Loctite SF 7240 Ragasztott pontvarrat max. 0,1 -

Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Weldbonding Arrangement

Ragasztóanyag felhelyezése a lemezre Putting the adhesive on sheet

Hegesztési elrendezés Welding arrangement

Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

7. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ADATOK Weldbonding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value

Jel/Sign

Name and unit

Name and unit

1 2 3

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per)

30 0 6

7 8 9

4

Áramlefutási idő (per)

0

10

5

Utószorító idő (per)

20

11

6

Áramerősség (kA)

19

Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content

Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektróda típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektróda átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektróda felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA):Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination

Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db) Ragasztóadagolási idő (s) Ragasztás és hegesztés között eltelt idő (s) Ragasztóadagolási nyomás (bár)

2,9 1 3 5 0,15

0,84 mm 1 nap Cu-Al2O3 Cu-Al2O3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm

Résméret-ellenőrzés: Indentation examination

Egyéb információk / Other information:

A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel

Kidolgozta / Elaborated

8. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Weldbonding Procedure Specification A gyártói hegesztett-ragasztott technológia jele:

ME-RSW-330

Manufacturer's Weldbonding Procedure Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Varrat / Weld: Illesztési rés / Fitting gap (mm): Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 330 Loctite 7386 Ragasztott pontvarrat max. 0,1 -

Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Weldbonding Arrangement

Ragasztóanyag felhelyezése a lemezre Putting the adhesive on sheet

Hegesztési elrendezés Welding arrangement

Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

8. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ADATOK Weldbonding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Name and unit

Jel/Sign

Value

Name and unit

1 2 3

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per)

30 0 6

7 8 9

4

Áramlefutási idő (per)

0

10

5

Utószorító idő (per)

20

11

6

Áramerősség (kA)

19

Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content

Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektróda típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektróda átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektróda felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA):Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination

Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db) Ragasztóadagolási idő (s) Ragasztás és hegesztés között eltelt idő (s) Ragasztóadagolási nyomás (bár)

Value

2,9 1 4 3 0,2

2,5 mm 1 nap Cu-Al2O3 Cu-Al2O3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm

Résméret-ellenőrzés: Indentation examination

Egyéb információk / Other information:

A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel Kidolgozta / Elaborated

9. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Weldbonding Procedure Specification A gyártói hegesztett-ragasztott technológia jele:

ME-RSW-454

Manufacturer's Weldbonding Procedure Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Varrat / Weld: Illesztési rés / Fitting gap (mm): Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 454 Loctite SF 7457 Ragasztott pontvarrat max. 1 -

Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Weldbonding Arrangement

Ragasztóanyag felhelyezése a lemezre Putting the adhesive on sheet

Hegesztési elrendezés Welding arrangement

Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

9. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ADATOK Weldbonding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value

Jel/Sign

Name and unit

Name and unit

1 2 3

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per)

30 0 6

7 8 9

4

Áramlefutási idő (per)

0

10

5

Utószorító idő (per)

20

11

6

Áramerősség (kA)

19

Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content

Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektróda típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektróda átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektróda felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA):Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination

Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db) Ragasztóadagolási idő (s) Ragasztás és hegesztés között eltelt idő (s) Ragasztóadagolási nyomás (bár)

2,9 1 4,5 3 0,15

2,5 mm 1 nap 60% Cu-Al2O3 Cu-Al2O3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm

Résméret-ellenőrzés: Indentation examination

Egyéb információk / Other information:

A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel Kidolgozta / Elaborated

10. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Weldbonding Procedure Specification A gyártói hegesztett-ragasztott technológia jele:

ME-RSW-5188

Manufacturer's Weldbonding Procedure Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Varrat / Weld: Illesztési rés / Fitting gap (mm): Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Loctite 5188 Loctite SF 7240 Ragasztott pontvarrat max. 0,1 -

Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Weldbonding Arrangement

Ragasztóanyag felhelyezése a lemezre Putting the adhesive on sheet

Hegesztési elrendezés Welding arrangement

Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

10. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ADATOK Weldbonding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value

Jel/Sign

Name and unit

Name and unit

1 2 3

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per)

30 0 6

7 8 9

4

Áramlefutási idő (per)

0

10

5

Utószorító idő (per)

20

11

6

Áramerősség (kA)

19

Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content

Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektróda típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektróda átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektróda felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA):Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination

Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Value Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db) Ragasztóadagolási idő (s) Ragasztás és hegesztés között eltelt idő (s) Ragasztóadagolási nyomás (bár)

2,9 1 10 5 0,5

0,84 mm 1 nap Cu-Al2O3 Cu-Al2O3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm

Résméret-ellenőrzés: Indentation examination

Egyéb információk / Other information:

A megengedett résméret 0,1 mm Az aktivátort ragasztás előtt a lemez mindkét oldalára vigyük fel Kidolgozta / Elaborated

11. melléklet 1/2

ELŐZETES GYÁRTÓI HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI UTASÍTÁS Preliminary Weldbonding Procedure Specification A gyártói hegesztett-ragasztott technológia jele:

ME-RSW-9220

Manufacturer's Weldbonding Procedure Reference No

Gyártó / Manufacturer: Cím / Address: Vágás / Cutting: Felülettisztítás / Surface preparation and cleaning: Tisztítószer / Cleaner product: Alapanyag / Base material: Hegesztő eljárás / Welding process: Anyagvastagságok/Thicknesses [t1+t2, (mm)]: Kötéstípus / Joint type: Ragasztó típus / Bond type: Aktivátor típus / Activator type: Varrat / Weld: Illesztési rés / Fitting gap (mm): Dudorátmérő / Projection diameter (mm): Dudormagasság / Projection height (mm): A gépkezelő elvárt képzettsége: Required qualification of operator

Miskolci Egyetem, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Táblaollón, párhuzamos késelrendezéssel Kémiai zsírtalanítás Loctite SF 7063 3003-H26 (MSZ EN 573) Direkt ellenállás-ponthegesztés (212) 1,15 + 1,15 Átlapolt kötés Teroson MS 9220 Ragasztott pontvarrat max. 1 -

Ellenálláshegesztő automatakezelő (MSZ EN ISO 14732)

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ELRENDEZÉS Weldbonding Arrangement

Ragasztóanyag elhelyezése a gyártmányon Bond arrangement on product

Hegesztési elrendezés Welding arrangement

Elektródok / Electrodes Jelölések / Designations

11. melléklet 2/2

HEGESZTÉSI-RAGASZTÁSI ADATOK Weldbonding Details

Jel / Sign

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Name and unit

Jel/Sign

Value

Name and unit

1 2 3

Előszorítási idő (per) Áramfelfutási idő (per) Hegesztési idő (per)

30 0 6

7 8 9

4

Áramlefutási idő (per)

0

10

5

Utószorító idő (per)

20

11

6

Áramerősség (kA)

19

Adagoló átmérő / Feeder diameter (mm): Kikeményedés szükséges ideje / Cure time: Levegő szükséges nedvességtartalma: Moisture content

Szükséges emelt hőmérséklet: Increased temperature Elektród anyaga / Electrode material: alsó / lower: felső / upper: Elektróda típusa / Electrode type: alsó / lower: felső / upper: Elektróda átmérő / Electrode diameter (mm): alsó / lower: felső / upper: Elektróda felszabályozása / Electrode reshaping: alsó / lower: felső / upper: Pontminőségi osztály (RWMA):Quality class (RWMA) Ellenőrzések / Examinations Szemrevételezés / Visual examination

Benyomódás-ellenőrzés: Indentation examination

Paraméter / Parameter Megnevezés és Érték mértékegység Elektróderő (kN) Impulzusok száma (db) Ragasztóadagolási idő (s) Ragasztás és hegesztés között eltelt idő (s) Ragasztóadagolási nyomás (bár)

Value

2,9 1 10 10 2,5

2,5 mm 1 nap 60% Cu-Al2O3 Cu-Al2O3 15 15 7,5 7,5 Minden ezredik hegesztés után Minden ezredik hegesztés után A Első tíz varrat; minden 500. varrat; felszabályozás után első tíz varrat A megengedett benyomódás 0,15 mm

Résméret-ellenőrzés: Indentation examination Egyéb információk / Other information:

A megengedett résméret 0,1 mm Kidolgozta / Elaborated