اصول طراحی ورقکاری محصولات برای جوشکاری

DFM برای جوشکاری

جوشکاری یکی از کم هزینه ترین و مطمئن ترین روش های اتصال فلز به فلز است. اما طراحان باید از قوانین مشخص برای کشیدن نقشه جوشکاری استفاده کنند.

برای ورقهای فلزی و صفحات ، جوشکاری نقطه ای  مقاومتی برای اتصال فلزات مشابه استفاده گسترده ای دارد  . ارزان است و اتصالات حاصل از آن قوی و قابل اعتماد هستند. به همین دلیل جوشکاری مقاومتی در ساخت خودرو بسیار گسترده است. اما برای استفاده بیشتر از طراحی و جوشکاری ، محصول باید برای جوشکاری طراحی شود. در اینجا برخی از ویژگی های DFM آورده شده است که باعث می شود جوشکاری نقطه ای مقاومتی موثرتر و کارآمدتر شود.

ضخامت قطعه در حالت ایده آل ، قطعات یا صفحات با ضخامت مساوی منجر به پخش یکنواخت قطعه جوش (فلز مذاب می شود که به سرعت خنک می شود و به صورت مفصل گرد در می آید). اما بیشتر اوقات ، ضخامت صفحه متفاوت است و در چنین مواردی جوشکاری نقطه ای فقط در مواقعی موثر است که نسبت ضخامت ورق  3:1یا کمتر باشد. با استفاده از الکترود پرکننده ناگت های جوشکاری موثر تولید می شود و به اتصالات مقاومت کافی می بخشد. و ، سطح صفحه باید صاف یا همسطح باشد تا فرآیند جوشکاری ساده شود.

نسبت مناسب ضخامت صفحه باید 3:1یا کمتر باشد. در این حالت ، ضخامت صفحه فوقانی 2 میلی متر و ضخامت صفحه پایینی آن 6 میلی متر است. بنابراین ، نسبت 3:1 و در حد مجاز است.

براکت و سفت کننده ها. جوشکاری نقطه ای باعث تغییر شکل قطعات حرارتی متصل شده با تغییر شکل بزرگترین قطعه نازک می شود. فقط ، اگر از سخت افزارها برای ایجاد پایداری ساخت بیشتر به اتصال استفاده می شود ، انتخاب ضخامت مناسب مهم است. سفت کننده ها  و برکت ها باید نازک تر یا مساوی با ضخامت سطح در معرض صفحه پایه باشند.

مجاورت جوش و فاصله لبه. برای بدست آوردن
بهترین کیفیت جوش و محکمترین اتصال ، فاصله بین جوشهای متوالی (aka
pitch)و
بین جوشهای منفرد و لبه قطعه (clearance) باید معیارهای خاصی را داشته باشد. pitch
باید 10 برابر ضخامت مواد باشد تا بهترین مقاومت را داشته باشد و از اثرات نا
مطلوب بر روی قطعه جلوگیری کند. از لحاظ تئوریك ، pitch20
برابر ضخامت ماده ، اثر شنتینگ را كاهش می دهد (جایی كه جریان از جوش ساخته شده به
یك ناخن ساخته شده نزدیك می رود و گرمای كافی در درز ایجاد نمی شود و آن را ضعیف
تر و غیر قابل اعتماد می سازد).

)pitchفاصله بین مراکز قطعه های یک طرف مفصل است. با قرار دادن نماد جوش فیله هم در زیر و هم در بالای خط مرجع می توان جوشهای فیله متناوب را در دو طرف یک اتصال مشخص کرد.(

همچنین حفظ دو برابر قطر جوش نقطه ای از مرکز جوش تا لبه قطعه کار نیز روش خوبی است.

این قانون همچنین در مورد شکافها و سوراخهای
میان راه صفحات اعمال می شود. اگر این حداقل فاصله حفظ نشود ، ممکن است الکترود
فشار کافی وارد نکند و ممکن است ترک ایجاد شود و یک جوش متخلخل باقی بماند. گاهی
اوقات ، ممکن است منجر به سوراخ کردن بیش از حد یا تغییر شکل فلز شود.

D=2d,d=قطر جوش نقطه ای

فاصله بین جوش و شکاف یا سوراخ ها.

فاصله بین جوش و فرم. هنگامی که قطعات ورق فلز با هر نوع فرم ، خم یا کششی قرار است جوش داده شوند ، باید حداقل فاصله قطر جوش نقطه ای (D)به علاوه یک شعاع خم (D + R )بین الکترود و فرم وجود داشته باشد تا مانع از شانت کردن طراحان برای جلوگیری از خطاهای ساخت ، باید این حداقل ترخیص کالا را از دست دهند.

فضای جوش: فاصله فرم تا مرکز جوش نقطه ای.

منطقه همپوشانی جوش نقطه ای. جوشکاری نقطه ای فقط روی قطعاتی که همسطح هستند انجام می شود ، بنابراین منطقه همپوشانی هر دو قطعه کار تأثیر بسزایی در کیفیت جوشکاری دارد. برای دستیابی به دقت ابعادی بهتر و اتصال صفحات بدون تغییر شکل زیاد ، لازم است که طول های همپوشانی مناسب ورق ها وجود داشته باشد. معمولاً طول همپوشانی به ماده در حال جوشکاری و ضخامت آن بستگی دارد ، اما قطر آن معمولاً بیش از 8 میلی متر نیست.

منطقه جوشکاری نقطه ای

جوشکاری پروجکشن

(جوشکاری پروجکشن جوش مقاومتی است که در آن از طرح یا شکل قطعه برای ایجاد تماسهای نقطه ای جداگانه برای تمرکز جریان در طول فرآیند جوش استفاده می شود. در بیشتر برنامه ها چندین پیش بینی کوچک در یک سطح از قطعات جوش داده شده تشکیل می شود.)

پروژکشن جوشکاری ، تصویری کوچکی از جوشکاری نقطه ای مقاومتی ، از پیش بینی های قبلی برای کاهش مصرف برق برای ایجاد یک جوش مقاومت استفاده می کند. همچنین باعث کاهش اثر شنتینگ – محدودیت شدید در جوشکاری نقطه ای – ایجاد فضای داخلی برای جوشکاری و امکان جوشکاری مشاغل دارای فلنج کوچکتر می شود.

معمولاً از جوشکاری پروجکشن برای موادی مانند فولادها و آلیاژهای کم کربن و همچنین ضخامت آلومینیوم در حدود 3.18 میلی متر استفاده می شود. اما قطعه های کاری با ضخامت کمتر از 0.25 میلی متر فقط به جوشکاری نقطه ای احتیاج دارند ، زیرا دمای بالاتر جوشکاری طرح ریزی منجر به ریزش قطعه کار می شود. جوشکاری پروجکشن هزینه کمتری نسبت به جوشکاری نقطه ای دارد ، اما علاوه بر تحمل دقیق ، به موقعیت دقیق قطعه ها و الکترودها نیاز دارد.

این قوانین طراحی اطمینان حاصل می کند که قطعات با هدف کاهش تجدید نظر در طراحی و بازسازی ، که 70 تا 80٪ هزینه ها را بر عهده دارند ، طراحی می شوند. هزینه های باقیمانده برای ساخت است که می تواند با تعیین فرایندها و روش های صحیح در نقشه ها به حداقل برسد.

مقاومت محوری ، برشی و خمشی جوش ها به عنوان تابعی از کرنش تولید شده در جزء متفاوت است و به فشار تولید شده از طریق جریان الکتریکی در هنگام جوشکاری و فاصله الکترودها از قطعه کار بستگی دارد. بنابراین ، طراحان باید بر اساس مشخصات طراحی شده ، فاصله ابزار را در نقشه ها همراه با نمادهای استاندارد جوش مشخص کنند.

جوش نقطه ای و فاصله ابزار> = 3 میلی متر برای جلوگیری از تداخل اسلحه جوش.

نماد نقطه جوش.

پیروی از یک دستورالعمل خوب طراحی باید باعث کاهش مجدد زباله ها و ضایعات ناشی از جوشکاری نادرست شود ، اما این تضمین نمی کند که طرح ها از کار بیفتند یا مولفه ها در موارد شدید مقاومت می کنند. طراحی های پیوسته به DFM باید برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد مناسب در شرایط عملیاتی ، تجزیه و تحلیل طراحی انجام دهند. رویکرد متداول طراحی با کتابهای قانون DFM و سپس محاسبه مقاومت اجزای حیاتی برای بهینه سازی ، کاهش چشمگیر هزینه های کلی تولید یک محصول را نشان می دهد.

https://www.machinedesign.com/mechanical-motion-systems/article/21836735/dfm-for-welding