uadepe.ru

Машини та апарати контактного зварювання

Сварка тиском

Машини та апарати контактного зварюванняДо зварювання тиском відносяться різні методи зварювання, при яких з`єднуються деталі стискаються механічним зусиллям, за рахунок чого досягаються суцільність і міцність з`єднання.

У переважній більшості випадків зварювання тиском здійснюється з обігрівом деталей, що зварюються тим чи іншим способом і тільки в окремих особливих випадках зварювання досягається без нагріву (наприклад, прохолодна зварювання, зварювання вибухом). З усіх методів зварювання тиском найбільшого поширення набула електронна контактне зварювання.

Контактним зварюванням або зварюванням опором називається спосіб електронної зварювання, при якому нагрів здійснюється за рахунок переважного виділення теплоти в місцях зіткнення деталей, що зварюються при протіканні через їх електричного струму (рис. 1).

Мал. 1. Головні різновиди контактного зварювання: а - стикове, 6 - точкова, в - роликовий, I - напрямок зварювального струму.

Для контактного зварювання властива місцева концентрація теплової потужності і, як слід, високої температури в області стику деталей, що зварюються, що обумовлюється значущим опором контакту стику в зіставленні з опором самих деталей. Тут контактне зварювання є дуже економним і доцільним видом зварювання.

Машина контактного зварюванняКонтактна зварювання може здійснюватися як на незмінному, так і на змінному струмі, але на практиці застосовується практично лише змінний струм, тому що потрібні для зварювання струми порядку тисяч і навіть 10-десятків тисяч ампер при напрузі в декілька вольт можуть бути більш просто отримані за допомогою трансформаторів, особливі джерела незмінного струму для цієї мети могли бути дуже дороги, складні у виготовленні і найменш надійні в експлуатації.

стикова зварювання

При стиковому зварюванні торці деталей, що з`єднуються наводяться в зіткнення, після цього вздовж деталей пропускається значимий струм, що розігріває місце стику до потрібної для зварювання температури. Потім поздовжнім стискає зусиллям досягається конкретна суцільність з`єднання.

Розрізняють два різновиди стикового зварювання: зварювання без оплавлення (зварювання опором) і зварювання з оплавленням.

При зварюванні опором деталі з обробленими торцями наводяться в зіткнення і стискаються значущим зусиллям, потім через деталі пропускається струм і за рахунок контактного опору в місці стику з`являється концентроване виділення теплоти.

Після досягнення в зоні стику потрібної для зварювання температури під впливом стискає зусилля здійснюється пластична зварювання деталей, що з`єднуються. Після закінчення циклу зварювання струм вимикають, а потім знімають стискуюче зусилля.

Машина контактного зварюванняСварка опором зазвичай робиться при щільності струму 5 - 10 кА і питомої потужності 10 - 15 кВА на 1 см2 поперечного перерізу деталей, що зварюються. Цей різновид зварювання, зазвичай, застосовується для з`єднання деталей маленького поперечного перерізу (приблизно до 300 мм 2).

При стиковому зварюванні з оплавленням нагрів деталей проводять в три або дві почергові стадії - підготовчий обігрів, оплавлення і остаточна осаду або виключно в дві останні стадії.

У вихідний момент зварювання здійснюється контакт деталей, що зварюються зусиллям стиснення 5 - 20 МПа. Після чого включають струм, який розігріває місця стику до 600 - 800 ° С (для сталі), так само, як при стиковому зварюванні без оплавлення. Потім стискає зусилля знижують до 2 - 5 МПа, внаслідок чого зростає опір контакту і відповідно знижується зварювальний струм.

При ослабленні стиснення зменшується дійсна площа торкання торців деталей, ток спрямовується в обмежене число точок дотику і нагріває їх до температури плавлення, а при подальшому нагріванні в цих умовах в окремих точках відбувається перегрів металу до температури пароутворення.

Під впливом надлишкового тиску пари металу вириваються із зони зварювального контакту назовні і тіснять в повітря частинки рідкого металу у вигляді віяла іскор, а частина розплавленого металу стікає краплями вниз. За зруйнованими виступами стикаються між собою чергові виступи контакту, створюючи нові шляхи для зварювального струму з повторенням позначеного ефекту.

Такий процес почергового оплавлення кінців деталей по простим виступам триває до того часу, поки торці зварюваних деталей не покриються суцільною плівкою напіврідкого металу, після цього щодо маленьким зусиллям опади створюється залізна суцільність стику, що зварюється. При цьому надлишок розплавленого металу видавлюється з контакту у вигляді грата (віночка).

Нагрівання виступаючих кінців деталей, що зварюються здійснюється головним чином теплопровідністю від зварювального контакту, де температура має найбільше значення. Нагрівання деталей між стиком татокоподводящіе електродами за рахунок струму, що протікає в процесі оплавлення дуже незначний.



Регулювання кількості енергії, що підводиться при даному опір контакту, який визначається критеріями зварювального процесу, може здійснюватися або конфігурацією зварювального струму, або конфігурацією тривалості протікання струму.

Принцип дії машини для стикового зварювання ілюструє рис. 2.

Схема машини для стикового зварювання

Мал. 2. Схема машини для стикового зварювання: 1 - станина, 2 - напрямні, 3 - нерухома плита, 4 - рухома плита, 5 - подає пристрій, 6 - затискний пристрій, 7 - упори, 8 - трансформатор, 9 - гнучкий токоподвод, Рзаж - зусилля затиску виробів, Рос - зусилля опади виробів.

Машини для стикового зварювання класифікуються наступним чином.

1. За методом зварювання - для зварювання опором і оплавленням (безперервним оплавленням нли опалювальному з обігрівом).

Машина контактного зварювання2. За призначенням - універсальні і спец.

3. По пристрою механізму подачі - з пружинним, важільним, гвинтоподібним (від керма), пневматичним, гідравлічним або електромеханічним приводом.

4. По пристрою затискачів - з ексцентриковими, важільними і гвинтовими зажимами, при цьому важелі і гвинтові затиски можуть проводитися або ручними, або механізованими з пневматичним, гідравлічним або електромеханічним приводом.

5. За методом монтажу і установки - стаціонарні і переносні.

Точкова зварка

При точковому зварюванні з`єднуються деталі зазвичай розташовуються між 2-ма електродами, закріпленими в особливих електродотримачем. Під дією натискного механізму електроди щільно стискають зварюються деталі, після цього включається струм.

За рахунок проходження струму зварюються деталі стрімко гріються до температури зварювання, при цьому найбільше виділення теплоти має місце на з`єднуються поверхнях, де температура може перевищувати температуру плавлення зварюваних деталей.

На рис. 3 показано розподіл температур по перетину деталей, що зварюються, властиве для кінцевої стадії зварювання стали.

Температурне поле в кінцевій стадії точкового зварювання

Мал. 3. Температурне поле в кінцевій стадії точкового зварювання

Найбільш висока температура має місце в центральній заштрихованої частини звареної точки - ядрі. Поверхня зіткнення деталі, що зварюється з електродом (зазвичай водоохолоджуваним) гріється до порівняно низької температури, але при наявності рідкого або напіврідкого ядра і прилеглого до ядру пластичного металу зусилля притискання електродів викликають вм`ятини на поверхні деталей, що зварюються.

точкова зваркаТемпература в ядрі зварної точки зазвичай кілька перевершує температуру плавлення металу. Діаметр розплавленого ядра визначає діаметр зварної точки, зазвичай рівний поперечнику контактної поверхні електрода.

Час зварювання однієї точки залежить від товщини і фізичних параметрів матеріалу деталей, що зварюються, потужності зварювальної машини і стискає зусилля. Це час коливається від тисячних часток секунди (для дуже тонких листів з кольорових металів) до декількох секунд (для товстих залізних деталей). Для грубої оцінки час зварювання однієї точки маловуглецевої сталі можна прийняти рівним 1 с на 1 мм товщини зварюваного листа. Швидкість нагріву металу до температури зварювання істотно залежить від інтенсивності виділення теплоти.

роликова зварювання

При цьому виді зварювання з`єднання деталей безперервним або переривчастим швом здійснюється за рахунок пропускання через зварюються деталі струму, що підводиться засобом крутяться роликів (рис. 4).

Принцип роликового зварювання

Мал. 4. Принцип роликового зварювання: 1 - зварювальний трансформатор, 2 - роликові електроди, 3 - привід обертання роликів, 4 - деталі, що зварюються

До вподоби процесу роликовий зварювання подібна точкової. Роликову зварювання часто називають шовного, що, строго кажучи, некоректно, тому що поняття шовного зварювання може бути поширене фактично на всі види зварювання.

Машини для роликового зварювання зазвичай забезпечені 2-ма струмопідвідного роликами, з яких один виробляється приводним, а інший крутиться за рахунок тертя при пересуванні деталей, що зварюються.

Роликову зварювання в більшості випадків використовують для з`єднання тонкостінних деталей, наприклад при виготовленні паливних баків і бочок для транспортування різних матеріалів.

Розрізняють три режими роликового зварювання.

1. Безперервний рух деталей, що зварюються щодо роликів з безперервною подачею струму. Цей спосіб використовується при зварюванні деталей сумарною товщиною не більше 1,5 мм, тому що при величезних товщинах виходить з під роликів стик, будучи в пластичному стані, може порушитися за рахунок розшарування. Крім того, при безперервної подачі струму має місце суттєве викривлення деталей, що зварюються.

2. Безперервний рух деталей, що зварюються щодо роликів з уривається подачею струму. Цим найбільш поширеним способом отримують шви з маленьким викривленням виробів при найменшій витраті електроенергії.

3. переривати рух деталей, що зварюються щодо роликів з уривається подачею струму (крокова зварювання).

Роликова зварювання дуже ефективна при виготовленні тонкостінних судин, при виробництві зварних залізних труб і ряду інших виробів.

роликовий зварюванняОсновними елементами роликових машин є станина, верхня і нижня консолі з роликовими електродами, механізм стиснення, привід обертання ролика і зварювальний трансформатор з гнучким струмопідведення

Трансформатори роликових машин працюють в напруженому режимі з ПР = 50 - 60%, що викликає необхідність посиленого охолодження їх обмоток.

Машини роликового зварювання діляться: до вподоби монтажу - на стаціонарні та пересувні, по призначенню - на універсальні і спец, по розташуванню роликів щодо фронту машини - для поперечної зварювання, для поздовжньої зварювання і універсальні з можливістю перестановки роликів, про розташуванню роликів щодо вироби - з двостороннім і одностороннім розташуванням, за методом обертання роликів - з приводом на один ролик, з приводом на обидва ролика, з одним верхнім роликом, що переміщається по нерухомій консолі, і з одним роликом і перемещающ ейся нижньої оправкой, по влаштуванню механізму стиснення - на важільно-пружинні, з приводом від електродвигуна, пневматичні і гідравлічні, за кількістю роликів - на однероликові, двухроліковие і многороликовие.

Потужність найбільш поширених роликових машин зазвичай становить 100 - 200 кВА. Аналогічно точкової роликовий зварювання тонких деталей може проводитися імпульсами струму розрядки конденсаторів, навіщо випускаються різні типи роликових машин.

Машина контактного зварювання

Мал. 5. Машина контактного зварювання

Школа для електрика
Поділися в соціальних мережах:


Схожі