PS 8 2016 WWW.pdf


5PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

Analiza zależności kształtowo-wymiarowych  
zgrzein garbowych w elementach  
przeniesienia napędu wykonanych technologią MIAB 

Profile – dimension analysis of projection welds in transmission 
shafts made by magnetically impelled arc butt (MIAB)

Dr inż. Marcin Korzeniowski, dr inż.Tomasz Piwowarczyk, dr inż. Paweł Kustroń, prof. dr hab. dr inż. Andrzej Ambroziak 
–  Politechnika Wrocławska; dr  inż. Zygmunt Mikno – Instytut Spawalnictwa, Gliwice; inż. Maciej Kozioł,  inż. Sławomir 
Krzywański, mgr inż. Dariusz Jabłoński – GKN Driveline Oleśnica.

Autor korespondencyjny/Corresponding author: marcin.korzeniowski@pwr.edu.pl

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych 
i badań eksperymentalnych połączeń garbowych typu rura-
blacha, występujących w układzie przeniesienia napędu pojaz-
du samochodowego. Zbadano wpływ materiału oraz geome-
trii garbu (jego średnicy, głębokości przetłoczenia i grubości 
blachy w miejscu garbu) na mechanizm tworzenia połączenia,  
w aspekcie zastosowanych parametrów procesu. Wyniki ana-
lizy numerycznej potwierdzono przeprowadzając badania 
makroskopowe. W toku przeprowadzonych prac stwierdzono, 
iż dla połączenia, w którym grubość blachy oraz głębokość  
przetłoczenia garbu jest mniejsza, powstaje zgrzeina pier-
ścieniowa, którą wyeliminować można poprzez zastosowanie 
programu zgrzewania typu „slope” - z proporcjonalnym nara-
staniem prądu zgrzewania. Wykorzystanie programu „slope” 
oraz zmiana geometrii garbu umożliwiło uzyskanie prawidło-
wej zgrzeiny na całej powierzchni garbu.

Słowa  kluczowe: zgrzewanie łukiem wirującym; optymali-
zacja procesu zgrzewania garbowego; modelowanie MES 
procesu zgrzewania

Abstract

The article presents the results of numerical simulations 
and experimental research of projection welds made with 
using tube and plate, occurring in the transmission shaft  
of a motor vehicle. The effect of the material type and the 
geometry of the projection (the diameter, depth and thickness 
of the punch indentation) on the mechanism of formation  
of the connection, in the relation with the process parameters 
was examined. The results of numerical analysis was confir-
med by metallography macro tests. It was found that for the 
connection, wherein the thickness of the steel plate and the 
depth of the punch indentation is lower the adverse circular-
shape weld is formed which can be avoided by the applica-
tion of „slope program” – with proportional increasing rate  
of current. Using of the „slope program” and modification  
of projection geometry allows to obtain the proper shape  
of projection weld.

Keywords:  magnetically impelled arc butt; optimization 
of projection welding process; numerical modelling o resi-
stance welding process

Wstęp

Problematyka wyważania układów przeniesienia napędu
Wały przegubowe wytwarzane technologią zgrzewania 

łukiem wirującym, będące przedmiotem niniejszego opra-
cowania są elementami konstrukcji, których zadaniem jest 
przeniesienie momentu obrotowego z wału wyjściowego 
skrzyni biegów do dyferencjału. Z uwagi na ich ciągłą pracę 
w warunkach zmiennych obciążeń dynamicznych, zrówno-
ważenie momentu obrotowego na całej długości wału jest 
istotnym zagadnieniem, które nie może zostać pominięte  
na etapie produkcji. Niepożądanym efektem niezrównowa-
żenia jest efekt tzw. „bicia”, który przyczynia się do dyskom-
fortu użytkownika podczas podróży, wynikającego z odczu-
walnych wibracji oraz nadmiernego hałasu [1]. Dla samego 
wału (często składającego się z kilku sekcji) konsekwencje 

Marcin Korzeniowski, Tomasz Piwowarczyk, Paweł Kustroń, Andrzej Ambroziak,  
Zygmunt Mikno, Maciej Kozioł, Sławomir Krzywański, Dariusz Jabłoński

nierównomiernie rozłożonego momentu obrotowego mogą 
być dużo poważniejsze i skutkować uszkodzeniem łożysk, 
przegubów, wielowypustów, a w skrajnym przypadku pro-
wadzą do całkowitego zniszczenia całego wału przegubo-
wego i elementów z nim powiązanych (np. skrzynia biegów,  
mechanizm różnicowy).

Niewyważenie wałów przegubowych na wyjściu linii pro-
dukcyjnej po procesie zgrzewania łukiem wirującym jest 
spowodowane przez: 
– znaczną (w zależności od rozwiązania konstrukcyjnego 

2 - 3,5m) długość elementu,
– odchyłki wymiarowo-kształtowe zgrzewanych podzespo-

łów dostarczanych przez poddostawców (przeguby, rury),
– odchyłki w procesach obróbki skrawaniem oraz  w proce-

sie MIAB (np. nieregularna wypływka).
Widok przykładowego, kompletnego wału napędowego, 

składającego się z 3 sekcji przedstawiono na rysunku 1.

przeglad

Welding Technology Review



6 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

Rys.  1.  Wał napędowy składający się z 3 sekcji na stanowisku 
do pomiarów geometrycznych
Fig. 1. The drive shaft consisted of 3 sections on the geometrical 
measurements setup

d1 a d2

1.6 
2.0 
2.5 
3.2 
4.0 
5.0 
6.3 
8.0 

10.0

0.4 
0.5 

0.63 
0.8 
1.0 

1.25 
1.6 
2.0 
2.5

0.5 
0.63 
0.8 
1.0 

1.25 
1.6 
2.0 
2.5 
3.2

Tablica  I. Wartości wymiarów charakterystycznych garbów wg 
PN-EN 28167:2002 (wszystkie wymiany w mm) [2]
Table I. The values of the characteristic dimensions of projections 
according to PN-EN 28167:2002 (in mm) [2]

W warunkach produkcyjnych, w celu kompensacji nie-
równomiernie rozłożonego momentu obrotowego, bezpo-
średnio po procesie zgrzewania łukiem wirującym komplet-
ny wał napędowy poddawany jest testowi polegającemu  
na wyznaczeniu stopnia jego niewyważenia. Pomiar ten  
odbywa się na tzw. wyważarce, zintegrowanej ze zgrzewar-
ką rezystancyjną garbową (rys. 2), która służy do przygrza-
nia stalowych odważników, mających na celu zrównoważe-
nie momentu na całym obwodzie wału. Proces wyważania 
przebiega w 3 etapach.
1. W pierwszej kolejności wyznaczany jest stopień niewy-

ważenia oraz miejsce wystąpienia największego bicia. 
Na obu końcach wał jest mocowany w trójszczękowych 
uchwytach, a następnie rozpędzany do zadanej pręd-
kości obrotowej. Po zatrzymaniu wału w wyznaczonej 
pozycji, system informuje o stopniu niewyważenia, a na 
panelu operatorskim wskazywany jest rodzaj odważni-
ka (jego masa), którą operator musi użyć aby operacja  
wyważania przebiegła prawidłowo.

2. Kolejnym etapem jest proces zgrzewania garbowego, 
który polega na montażu odważnika w oprzyrządowaniu, 
a następnie automatyczne zgrzanie odważnika z rurą. 
Miejsce przygrzania odważnika, podobnie jak dobór jego 
masy jest wyznaczane w sposób automatyczny. Masy 
odważników stopniowane co jeden gram w zakresie  
od 2 – 20 gramów. W przypadku niewyważenia wału, 
wymagającego większej masy odważnika, element taki 
uznaje się za wadliwy i przeznaczony do złomowania. 

3. Gdy proces zgrzewania jest zakończony następuje  
ponowny test, sprawdzający nierównomierność bicia. 
Jeżeli moment obrotowy mieści się w zakresie zadanej 
tolerancji kompletny wał jest przekazywany na kolejne 
elementy linii montażowej. W przeciwnym wypadku wy-
znaczana jest masa kolejnego odważnika i miejsce jego 
zgrzewania. Należy podkreślić, iż pomimo tego, że stan-
dardy produkcyjne dopuszczają taką możliwość, najczę-
ściej praktykowanym sposobem równoważenia nierów-
nomierności bicia wału jest zgrzewanie tylko jednego 
odważnika na jednej płaszczyźnie korekcyjnej.

Rys. 2. Wyważarka wału napędowego zintegrowana ze zgrzewarką 
garbową (a), odważniki (b,c)
Fig. 2. Balancing the drive shaft machine coupled with projection 
welding gun (a), weights (b,c)

a)

b) c)

Oprzyrządowanie zintegrowanej z wyważarką zgrzewarki 
garbowej dedykowane jest do zgrzewania wału napędowego, 
na którego  podstawowe części składają się przegub, rura  
i końcówka osi tzw. „stubshaft”. Widok części roboczych wy-
ważarki z zintegrowaną zgrzewarką garbową oraz typowe 
odważniki dogrzewane do wału przedstawiono na rysunku 2.

Technologia zgrzewania garbowego  
– materiały zgrzewane  
i parametry zgrzewania

Odważniki, służące jaklo elementy równoważące mo-
ment obrotowy podczas pracy wału posiadają przetłoczone 
garby, których geometria jest zgodna z wytycznymi PN-EN 
28167:2002 [2]. 

Na rysunku 3 przedstawiono schemat garbu z jego wy-
miarami charakterystycznymi (dla stali o grubości do 3 mm), 
a w tablicy I zamieszczono odpowiadające im wartości [2].  
Wymiary charakterystyczne garbów to: średnica (Φd1) i wy-
sokość garbu (a) - obie wielkości mierzone są w stosunku 
do powierzchni blachy od strony matrycy, oraz średnica  we-
wnętrznej części garbu (Φd2).

Rys. 3. Wymiary charakterystyczne garbu wg PN-EN 28167:2002 [2]
Fig. 3. Dimensions of projections according to PN-EN 28167:2002 [2]

W procesie produkcyjnym wałów napędowych wykorzy-
stywane są 2 rodzaje odważników, różniących się od siebie 
geometrią garbów oraz składem chemicznym. Składy che-
miczne materiałów 1 i 2 odpowiadają głębokotłocznym sta-
lom niestopowym DC04 i DC01. Widok garbów wykona nych 
na odważnikach przedstawiono na rysunku 4, nato miast 
odpowiadające im składy chemiczne w tablicy II. Rura,  
do której dogrzewane są garby wykonana jest ze stali C22 
(DIN 17204). Jest to stal przeznaczona do utwardzania  
powierzchniowego i ulepszania cieplnego. Skład chemiczny 
materiału rury zamieszczono w tabeli II.



7PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

Rys. 4. Widok garbów wykonanych na odważnikach ze stali: DC04 
(a), DC01 (b)
Fig.  4. Projections in the weights made of DC04 (a) and DC01 
(b) mild steel

Pomimo zgodności wymiarów garbów z wytycznymi  
PN-EN 28167:2002, wyraźnie widoczne są różnice w geo-
metrii i kształcie garbów. W stosunku do garbu wykonanego  
w odważniku ze stali DC04, garb wykonany w stali DC01 cha-
rakteryzuje się większym przetłoczeniem od strony stem-
pla oraz znacznie mniejszą grubością ścianki – zarówno  
w bocznej jego części, jak i centralnej części przetłoczenia.

Analiza składu chemicznego zarówno odważników jak  
i rury wskazuje, że wszystkie materiały należą do grupy sta-
li łatwo spawalnych, stąd nawet pomimo znacznych różnic  
w składzie - szczególnie zawartości węgla i manganu, z me-
talurgicznego punktu widzenia nie należy spodziewać się pro-
blemów z uzyskaniem prawidłowego złącza zgrzewanego.

Układ zasilania zgrzewadła składa się z inwertora średniej 
częstotliwości z prostowaniem po stronie wtórnej transfor-
matora, z układem sterowania i stabilizacji prądu zgrzewa-
nia. Proces zgrzewania polegał na zastosowaniu programu 
prostego, którego parametry przedstawiały się następująco:
– czas docisku wstępnego, tw = 800 ms,
– czas zgrzewania, tz = 60 ms,
– natężenie prądu zgrzewania, Iz = 9,5 kA,
– czas docisku końcowego, tk = 400 ms,
– siła docisku elektrod Fd = 1300 N.

Prąd zgrzewania doprowadzany był do obszaru złącza  
za pośrednictwem elektrod, które od strony rury stanowił od-
powiednio profilowany płaskownik ze stopu miedzi klasy A2, 
a od strony odważnika nasadka typu C (wg ISO 5821:2010 [3])  
o średnicy d=16 mm.

Problematyka zgrzewania odważników  
z różnych gatunków stali

Przeprowadzane wyrywkowo w procesie poprodukcyj-
nym badania metalograficzne makro- i mikroskopowe po-
łączeń zgrzewanych odważników z rurą wykazały, że dla 
części zgrzein wykonanych z wykorzystaniem odważników  
ze stali DC01 otrzymana zgrzeina nie miała na całym prze-
kroju charakteru ciągłego, wykazując cechy zgrzein pierście-
niowych (rys. 5a) i na podstawie wytycznych i norm zakła-
dowych [4] nie mogła zostać zakwalifikowana jako zgrzeina 
prawidłowa. Połączenie uzyskane z użyciem odważnika  
ze stali DC04 (rys. 5b) było w 100% zgodne z obowiązującymi  

Materiał Skład chemiczny [% wag.]

C Mn Si P S Al Cr Ni

Odważnik 1 (DC04) 0,028 0,19 0,015 0,011 0,004 0,041 0,030 0,051

Odważnik 2 (DC01) 0,044 0,23 0,011 0,015 0,012 0,028 0,017 0,020

Rura (C22) 0,220 0,680 0,070 0,010 0,003 0,037 – –

Tablica II. Składy chemiczne materiałów zgrzewanych (odważniki, rura)
Table II. The chemical compositions of materials to be welded (weights, pipe)

normami. Dalszej analizie i próbie optymalizacji procesu 
zgrzewania poddano wyłącznie połączenie z wykorzysta-
niem odważników ze stali DC01.

a) b)

Rys. 5. Widok makrostruktury połączenia z wykorzystaniem odważ-
nika ze stali DC01 (a) i stali DC04 (b) zgrzewanych prostym progra-
mem zgrzewania
Fig. 5. Macrostructure of the joints with using the weight of steel 
DC01 (a) and DC04 (b) welded with simple welding programme

Na rysunku 6 przedstawiono wynik symulacji nume-
rycznych przeprowadzonych w programie SORPAS, dedy-
kowanym do analizy procesu zgrzewania rezystancyjnego,  
w tym garbowego [5÷7]. Jako dane wejściowe wykorzysta-
no program i parametry zgrzewania, dane materiałowe oraz 
geometrie garbów, występujące w rzeczywistym procesie 
zgrzewania.

a)

c)

c)

d)

Rys. 6. Wyniki symulacji numerycznych procesu zgrzewania rezy-
stancyjnego garbowego odważnika ze stali DC01 (a,b) i DC04 (c,d) 
z zastosowaniem prostego programu zgrzewania na różnym etapie 
tworzenia połączenia: w 20 ms (a,c) i 60 ms (b,d) przepływu prądu 
zgrzewania
Fig. 6. The results of numerical simulations of the projection resi-
stance welding process of the weight of DC01 (a,b) and DC04 (c,d) 
steel using a simple program welding at different stages of creating 
a welding joint: 20 ms (a,c) and 60 ms (b,d ) of welding current flow

Stal DC01, z której wykonywane są odważniki zalicza  
się grupy stali bardzo dobrze spawalnych, z tego względu 
własności materiałowe jako źródło powstawania niezgod-
ności zilustrowanej na rysunku 5a zostały wykluczone,  
a proces optymalizacji ukierunkowano na dwa aspekty: mo-
dyfikację programu i parametrów zgrzewania oraz zmianę 
geometrii garbu, zbliżoną do garbu wykonanego w materiale 
ze stali DC04.

a) b)



8 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

Modyfikacja programu zgrzewania

Symulacje numeryczne potwierdziły, że mechanizm two-
rzenia zgrzeiny garbowej odważnika ze stali DC01 z rurą 
przy zastosowaniu programu prostego zgrzewania jest źró-
dłem niezgodności w złączu Relatywnie szybkie nagrzewa-
nie styku centralnego przy równoczesnym działaniu siły do-
cisku powoduje jego gwałtowne odkształcenie i utworzenie 
kontaktu o zbyt dużej powierzchni. Duża powierzchnia styku 
powoduje spadek gęstości prądu, co prowadzi do stapiania 
tylko zewnętrznych obszarów styku elementów zgrzewa-
nych. Przepływający przez obszar styku prąd elektryczny ge-
neruje ciepło w zewnętrznych obszarach, które determinuje 
tworzenie zgrzeiny pierścieniowej. W celu dokładnej kontroli 
mechanizmu odkształcania styku centralnego zdecydowa-
no się na zastosowanie programu zgrzewania złożonego  
z dwóch etapów przepływu prądu: 
– liniowego narastania prądu zgrzewania przez pierwszą 

część jego przepływu,
– stały przepływ prądu w drugiej części przepływu prądu.

Czas narastania prądu zgrzewania od wartości 0 – 9,5 kA 
dobrano tak, aby energia dostarczona do miejsca zgrzewa-
nia była w przybliżeniu taka sama, jak podczas zastosowa-
nia programu prostego.

Na rysunku 7 w schematyczny sposób przedstawiono za-
stosowany tzw. program „up-slope” z liniowym narastaniem 
prądu zgrzewania.

Rys. 7. Schemat programu „up-slope” z liniowym narastaniem prą-
du zgrzewania
Fig. 7. Outline of linear up-slope welding current program

Parametry programu zgrzewania, składającego się z linio-
wego narastania prądu wynosiły odpowiednio:
– czas docisku wstępnego, tw = 800 ms,
– czas narastania prądu zgrzewania w zakresie 0 - 9,5kA, ts 

= 60 ms,
– czas przepływu prądu o stałej wartości natężenia, tz = 30ms,

a) b)

c)

Rys. 8. Wyniki symulacji numerycznych procesu zgrzewania rezy-
stancyjnego garbowego odważnika ze stali DC01 z zastosowaniem 
programu „up-slope” na różnym etapie procesu: w 20 ms (a), 60 ms 
(b) i 90 ms (c) przepływu prądu zgrzewania
Fig.  8. Results of numerical simulations of projection resistance 
welding process of weight made of  DC01 steel using the up-slope 
program at different stages of the process: 20 ms (a), 60 ms (b) and 
90 ms (c) of the welding current flow

– natężenie prądu zgrzewania, Iz = 9,5 kA,
– czas docisku końcowego, tk = 400 ms,
– siła docisku elektrod Fd = 1300 N.

Testy praktyczne na stanowisku zgrzewalniczym z zasto-
sowaniem programu „up-slope” poprzedzono badaniami sy-
mulacyjnymi, których wyniki zaprezentowano na rysunku 8. 
Jako dane wejściowe wprowadzono parametry zgrzewania 
przedstawione powyżej.

Przeprowadzone symulacje numeryczne wskazują, iż dzię-
ki zmianie programu zgrzewania na tzw. „up-slope” (program 
z liniowym narastaniam natężenia prądu zgrzewania) moż-
liwe jest uzyskanie ciągłego połączenia na całym przekroju 
zgrzeiny garbowej. Analizując poszczególne etapy tworzenia 
zgrzeiny zaobserwować można dokładnie mechanizm jej po-
wstawania. W początkowej fazie procesu tworzy się zgrzeina 
pierścieniowa, styk centralny ulega odkształceniom, podob-
nie jak w przypadku programu prostego. Powolne narasta-
nie prądu zgrzewania powoduje jednak znacznie wolniejsze  
odkształcanie styku centralnego, przez co możliwe jest prze-
kazywanie ciepła do środkowej części garbu tak, że w końco-
wej fazie procesu zgrzeina obejmuje cały przekrój garbu.

Obiecujące wyniki symulacji numerycznych stanowiły 
podstawę wdrożenia programu złożonego do wykonania po-
łączeń testowych odważników ze stali DC01 z rurą ze stali 
C22. Na rysunku 9 przedstawiono wynik badania makrosko-
powego połączenia z zastosowaniem programu złożonego, 
z narastaniem liniowym natężenia prądu zgrzewania.

Rys. 9. Widok makrostruktury połączenia z wykorzystaniem odważ-
nika ze stali DC01 zgrzewanego złożonym programem (liniowe na-
rastanie prądu zgrzewania)
Fig. 9. Macrostructure of projection welding joint of weight made 
of DC01 complex welding program (welding current linear up-slope)

Przeprowadzone testy praktyczne w warunkach przemy-
słowych w pełni potwierdziły obliczenia numeryczne prze-
prowadzone w programie SORPAS. Złącze przedstawione 
na rys. 9 charakteryzuje się ciągłością na całym przekroju  
i kwalifikuje się jako połączenie poprawne.

Rys. 10. Widok garbów w odważniku ze stali DC01 wytworzonych 
poprzez zastosowanie opracowanego zestawu stempel-matryca
Fig. 10. Projections in weights made of DC01 steel produced with 
using developed set of punch-die



9PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

Wnioski
W wyniku przeprowadzonych analiz numerycznych i badań eksperymentalnych sformułowano następujące wnioski poznawcze:
– użycie garbu spełniającego wymogi PN-EN 28167:2002 nie gwarantuje uzyskania zgrzeiny na całym przekroju,  

a w większości przypadków powoduje powstanie zgrzeiny pierścieniowej z pustką lub przyklejeniem w miejscu styku 
centralnego, 

– przyczyną powstawania zgrzein pierścieniowych jest głównie geometria garbu, tj., grubość ścianki bocznej garbu i dna,
– zmiana parametrów zgrzewania nie zmienia mechanizmu powstawania połączenia, aczkolwiek zauważalna jest jego 

ciągłość, uwidoczniona podczas badań makroskopowych,

Odważniki o geometrii garbów przedstawionej na rysun-
ku 10. zostały wykorzystanie do testów zgrzewania przy 
użyciu prostego programu zgrzewania. Na rysunku 11. 
przedstawiono wyniki symulacji numerycznych oraz widok 
badań makroskopowych otrzymanych połączeń.

Dyskusja wyników

Pomimo wykorzystania łatwo zgrzewalnych stali głę-
bokotłocznych z grupy DC, oraz stosowania wytycznych 
PN-EN 28167:2002 odnośnie geometrii garbów, proces 
zgrzewania odważników przebiega w sposób uniemożliwia-
jący zakwalifikowanie połączeń jako prawidłowych, gdyż nie 
spełniają one ustalonych przez koncern produkujący półosie 
oczekiwań. Występujące w procesie zgrzewania wady za-
kwalifikować można jako przyklejenie lub pustkę w środku 
zgrzein pierścieniowych (niezgodność nr 4.5 wg PN-EN ISO 
6520-2:2013 [4]), które relatywnie często występują podczas 
zgrzewania garbowego blach [8,9]. Przeprowadzone symu-
lacje numeryczne oraz badania makroskopowe wskazują, 
że przyczyną powstawania zgrzein pierścieniowych może 

być zbyt szybkie odkształcanie się części centralnej garbu,  
nie w wyniku uplastycznienia wynikającego z nagrzewa-
nia, lecz poprzez działanie siły docisku, która powoduje od-
kształcenie centralnej jego części w kierunku przeciwnym 
do działającej siły. Zjawisko to występuje tylko dla odważ-
nika ze stali DC01, którego garb charakteryzuje się mniejszą  
o ok. 80% grubością ścianki w miejscu garbu. Zwiększa  
to tendencję do jego niewłaściwego odkształcania podczas 
procesu zgrzewania. Zastosowanie programu z liniowym na-
rastaniem natężenia prądu zgrzewania zwiększa tendencję 
garbu do odkształcenia plastycznego w wyniku temperatury, 
a w związku z tym maleje skłonność do niekontrolowanej 
zmiany jego geometrii. To niekorzystne zjawisko można cał-
kowicie wyeliminować poprzez zmianę wymiarów i kształtu 
garbów tj. użycie takiej kombinacji stempel – matryca aby 
zwiększyć grubość ścianki w odważniku. Należy podkreślić, 
że grubość ścianki w miejscu garbu jest parametrem, który 
nie jest przytaczany w PN-EN 28167:2002 dotyczącej pro-
jektowania geometrii garbów. Przeprowadzona analiza nu-
meryczna i badania eksperymentalne wskazują, że jest ona 
istotnym parametrem, od którego w dużym stopniu zależy 
mechanizm tworzenia połączenia garbowego.

a) b)

c) d)

Rys. 11.  Wyniki symulacji numerycznych procesu zgrzewania rezystancyjnego garbowego odważnika ze stali DC01 ze zmodyfikowaną 
geometrią garbu na różnym etapie tworzenia połączenia przy wykorzystaniu programu prostego w 20 ms (a) i 60 ms (b) przepływu prądu 
zgrzewania, oraz widok makrostruktury rzeczywistych złączy (c,d)
Fig. 11. Results of numerical simulations of projection resistance welding process of weight made of DC01 steel with a modified geometry 
of the projection at different stages of joint creating, using a simple program 20 ms (a) and 60 ms (b) of the welding current flow, macro-
structure of joints to be welded (c,d)



10 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88  8/2016

– najprostszym i najskuteczniejszym rozwiązaniem okazała się zmiana geometrii garbu, w taki sposób aby grubość ścianki 
wynosiła co najmniej 1,1 mm.

Badania.zostały.przeprowadzone.w.ramach.projektu.pt ..„Kryteria.i.metodyka.określania.jakości.złączy.zgrzewanych.łukiem.wiru-
jącym.”.finansowanym.przez.Narodowe.Centrum.Badań.i.Rozwoju.w.ramach.III.Programu.Badań.Stosowanych .

Literatura
[1] Piwowarczyk T., Korzeniowski M., Ambroziak A., Rutka R., Krzywański S., 

Karolewski M.: Ocena jakości komponentów zgrzewanych łukiem wirują-
cym, Przegląd Spawalnictwa, nr ? 2016,

[2] PN-EN 28167:2002: Garby do zgrzewania rezystancyjnego,
[3] PN-EN ISO 5821:2010: Zgrzewanie rezystancyjne - Nasadki elektrod do 

zgrzewania punktowego,
[4] PN-EN-ISO 6520-2:2013, Spawanie i procesy pokrewne - Klasyfikacja geo-

metrycznych niezgodnościspawalniczych w metalach - Część 2: Zgrze-
wanie,

[5] Mikno Z., Kowieski Sz., Bartnik Z, Derlukiewicz W.,: Zgrzewanie garbowe 
w obliczeniach metodą elementów skończonych, Przegląd Spawalnic-
twa, nr 11 2015,

[6] Nielsen Ch. V., Zhang W., Martins P. A.F., Baya N.: Numerical and Expe-
rimental Analysis of Resistance Projection Welding of Square Nuts  
to Sheets, Procedia Engineering, Vol. 81, 2014,

[7] Zhu, W.F., Lin Z.-Q., Lai X.-M., Luo A.H.: Numerical analysis of projection 
welding on auto-body sheet metal using a coupled finite element me-
thod, International Journal of Advanced Manufacturing Technology no. 
1, 2006,

[8] Papkala H.: Zgrzewanie oporowe metali, Kabe, Krosno 2003,
[9] Czuchryj J., Papkala H., Winiowski A.: Niezgodności w złączach spawa-

nych, Instytut Spawalnictwa w Gliwicach, Gliwice 2005.