0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Контактная стыковая сварка оплавлением циклограмма

Расчет режимов сварки

Наиболее распространенный спо­соб стыковой сварки деталей разных сечений. Этим способом успешно сваривают различные стали и цветные металлы. Перед оплавлением применяют предварительный подогрев, что дает возможность уменьшить припуск на сварку, расширить зону нагрева деталей, уменьшить мощность сварочной машины. Для нагрева ток подается отдельными импульсами длительностью 0,2 — 0,5 с, чередующимися с паузами такой же длительности. Импульсы подогрева создаются кратковременным замыканием деталей при воз­вратно — поступательном движении подвижного стола машины.

Рисунок 8 — Установочная длина при стыковой сварке оплавлением

Рисунок 9 — Схема формирова­ния стыкового соединения при стыковой оплавле­нием

Параметры режима стыковой сварки оплавлением: установочная длина l1, l2, припуски на оплавление Δопл и осадку Δос, скорости оплавления υопл и осадки υoc, токи оплавления Iопл и осадки Iог, а также усилие осадки Foc, длительность оплавления tопл и осадки toc, а также осадки под током toc.т.

Скорость оплавления определяется величиной перемещения по­движной плиты стола S в единицу времени.

Подогрев задается температурой Тпол или длительностью tпод, длительностью пауз tпз и числом импульсов тока и пауз п. Иногда задают напряжение холостого хода Uх.х или программу его изме­нения. На рисунке 10 приведена циклограмма процесса стыковой сварки оплавлением с подогревом.

Установочная длина l и припуск на сварку Δсв за­висят от размеров и формы сечения, способа сварки и свойств свари­ваемого металла. С увеличением сечения, теплопроводности и элек­тропроводимости значение l также увеличивается. При сварке разно­родных металлов l разная. [16]

Рисунок 10 — Циклограмма процесса стыковой сварки оплавлением с подогревом

Стыковая контактная сварка. Циклограмма процесса стыковой сварки оплавлением

Рисунок 10 — Схема стыковой сварки

Стыковая контактная сварка — способ контактной сварки, при котором заготовки свариваются по всей площади касания. Схема контактной стыковой сварки приведена на рисунке 10. Свариваемые заготовки 1 закрепляют в зажимах стыковой машины.

Зажим 3 установлен на неподвижной плите 2, зажим 4 — на подвижной плите 5. Сварочный трансформатор 6 соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети переменного тока через включающее устройство. При помощи механизма давления подвижная плита 5 перемещается, свариваемые заготовки 1 сжимаются под действием усилия Р.

Различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением. Сварка сопротивлением — стыковая сварка с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой. Сваркой оплавлением называется стыковая сварка с разогревом стыка до оплавления и последующей осадкой.

Параметрами режима контактной стыковой сварки являются плотность тока j (А/мм 2 ), удельное усилие сжатия торцов заготовок p (МПа), время протекания тока t (с) и установочная длина L (мм). Установочной длиной L называют расстояние от торца заготовки до внутреннего края электрода стыковой машины, измеренное до начала сварки.

Для правильного формирования сварного соединения и высоких механических свойств соединения необходимо, чтобы процесс протекал в определенной последовательности. Совместное графическое изображение изменения тока I и давления р при сварке называется циклом или циклограммой контактной машины.

Цикл стыковой сварки сопротивлением представлен на рисунке 8. При сварке сопротивлением чисто обработанные торцы свариваемых заготовок приводят в соприкосновение и сдавливают усилием Р. Затем включают сварочный ток I. После нагрева металла в зоне контакта до пластического состояния увеличивают усилие (осаживают заготовки) и одновременно выключают ток. При этом происходят пластическая деформация металла в стыке и образование соединения в твердом состоянии. При сварке сопротивлением трудно обеспечить равномерный нагрев заготовок по сечению и достаточно полное удаление оксидных пленок. Поэтому сварка сопротивлением используется ограниченно. Этим способом сваривают одинаковые заготовки простой формы (круг, квадрат, прямоугольник) малого сечения (до 250 мм 2 ) из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей и цветных металлов и сплавов.

Читать еще:  Как сделать лестницу на мансарду видео

Рисунок 11 — Цикл стыковой сварки

Контактная стыковая сварка оплавлением в отличие от стыковой сварки сопротивлением не требует предварительной подготовки торцов заготовок. Стыковая сварка оплавлением имеет две разновидности: непрерывным и прерывистым оплавлением.

При непрерывном оплавлении заготовки сближают при включенном сварочном токе и очень малом усилии. В начале соприкосновение заготовок происходит по отдельным небольшим площадкам, через которые проходит ток высокой плотности, вызывающий оплавление заготовок в результате непрерывного образования и разрушения контактов — перемычек между их торцами. В результате оплавления на торце образуется слой жидкого металла. Затем производят осадку и выключение тока. При осадке жидкий металл вместе с загрязнениями и оксидными пленками выдавливается из стыка, образуя грат. Соединение при этом образуется в твердом состоянии. Цикл сварки непрерывным оплавлением показан на рисунке 12.

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают при включенном токе, приводят их в кратковременное соприкосновение и вновь разъединяют на небольшое расстояние. Повторяя одно за другим сближение и разъединение, производят оплавление всего сечения. Затем ток выключают и производят осадку заготовок.

Рисунок 12 — Цикл сварки непрерывным оплавлением

Стыковой сваркой оплавлением можно сваривать заготовки с различными сечениями, как простой, так и сложной формы, из однородных или разнородных металлов. Сварка непрерывным оплавлением применяется для соединения заготовок сечением до 1000 мм 2 , а прерывистым оплавленном — до 10000 мм 2 . Наиболее типичными изделиями, свариваемыми стыковой сваркой, являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура и др.

Рассчитаем площадь сечения трубы S (мІ), диаметр, которой d = 50 мм, а толщина стенки h = 5 мм.

S — площадь сечения трубы, мІ;

R — наружный радиус трубы, м;

S = 2*3,14*0,025І = 0,00393 мІ = 39,25 смІ = 3,925 ммІ

Машины для контактной стыковой сварки по виду привода подразделяются на три группы: с ручным рычажным приводом — МСР-100, МСР-75, МСР-50, МСР-25, с приводом от электродвигателя — МСМУ-150, с гидравлическим приводом — МСГА-500.

Так, выберем машину типа МСМУ-150 предназначена для сварки труб, стержней и других заготовок из низкоуглеродистой стали с площадью сечения до 2000 ммІ. Машина производит сварку непрерывным оплавлением в автоматическом режиме и полуавтоматическом с предварительным подогревом торцов свариваемых деталей (вручную). Машина имеет станину из двух стоек и горизонтальной плиты, зажимы радиального типа с пневматическим приводом. Левый неподвижный зажим изолирован от станины, правый подвижный зажим закреплен на двух направляющих. При оплавлении и осадке перемещение подвижного зажима производится электромеханическим приводом.

В настоящее время взамен машин МСМУ-150 выпускаются конструктивно улучшенные машины того же назначения марки МС-2008.

Основные параметры машин и их технологические возможности

Читать еще:  Натяжные потолки на мансарде с фотопечатью фото

Контактная стыковая сварка: метод оплавлением и метод сопротивлением. Технология методов

В ряде случаев, например, при механизации больших объемов типовых сварочных процессов, связанных с соединением однотипных заготовок встык, применение классических методов сварки затруднено или нецелесообразно. Тогда оптимальным решением становится стыковая контактная сварка, обеспечивающая надежное соединение заготовок по всей плоскости их соприкосновения. Чаще всего данный метод используется для торцевых соединений.

Суть контактной стыковой сварки

К заготовкам, подготовленным к сварке, прикладываются осевые сжимающие силы. В совокупности с локальным нагревом они обеспечивают взаимное проникновение заготовок. При этом часть металла выдавливается наружу, образуя грат, который затем удаляется механически.

Сфера применения

Стыковая технология используется в промышленных, а иногда и в бытовых условиях для сварки однородных заготовок встык. Чаще всего торцами сваривают такие материалы и изделия:

На деле круг задач, решаемых контактной стыковой сваркой, гораздо шире и ограничен лишь возможностями используемого оборудования. Чаще всего оно специализированное, универсальные аппараты мало распространены.

Преимущества и недостатки стыковой сварки

Забегая вперед, отметим, что данная технология практически лишена серьезных недостатков. К ним можно отнести сложность и дороговизну оборудования, а также большие потери металла на вытеснение и/или разбрызгивание. Последний фактор особенно важен, так как неизбежно сказывается на суммарной длине свариваемой конструкции.

Преимуществ у стыковой сварки больше. К ним относятся:

  • высокая производительность;
  • высокая скорость соединения (обычно в пределах 2-40 секунд);
  • низкий расход электроэнергии при высоком КПД;
  • простота подготовительных операций или полное их отсутствие;
  • возможность соединения разнородных материалов;
  • простота управления, благодаря автоматизации оборудования.

При соединении металлов, склонных к окислению, проявляется еще одно достоинство стыковой сварки – в большинстве случаев остатки разрушенной оксидной пленки не остаются в стыке, а вытесняются наружу вместе с гратом.

Разновидности контактной стыковой сварки

Общее понятие стыковой сварки объединяет две различные технологии, которые отличаются соотношением ролей давления и температуры в формировании соединения. Они называются методами сопротивления и оплавления.

Сварка сопротивлением

При сварке сопротивлением кране важным фактором является точность подгонки кромок. Даже незначительные зазоры существенно снижают качество шва. После того как обработанные заготовки закрепляются в аппарате и соединяются с контактами трансформатора, они сжимаются друг с другом, после чего включается сварочный ток. Происходит локальный нагрев стыка, который продолжается до тех пор, пока металл не приобретет пластичность. Как только это произойдет, ток отключается, а давление нарастает. В результате происходит осадка заготовок, то есть сжатие с формированием общих кристаллических решеток.

Данный метод чаще всего применяется для сваривания относительно тонких деталей (площадь соединения до 200 кв. мм) из низкоуглеродистой стали, например, проволоки, стержней, труб. Кроме того, сваркой сопротивлением соединяют медь, латунь, бронзу, приваривают изделия из этих металлов к стальным заготовкам.

Сварка оплавлением

В отличие от сварки сопротивлением метод оплавления предполагает сближение заготовок, на которые уже подается сварочный ток. Соприкосновение поверхностей ввиду естественной шероховатости материала происходит не одновременно по всей поверхности, а в ряде хаотично расположенных точек. Это приводит к большой плотности тока и, следовательно, мгновенному оплавлению металла в зонах стыка с его последующим взрывообразным вытеснением наружу вместе с окислами и загрязнениями. Нарастание давления приводит к появлению новых точек стыка, в которых происходит то же самое. Когда стыкуемые поверхности полностью оплавятся, происходит их осадка с формированием грата.

Читать еще:  Восстановление резьбы в гбц холодной сваркой

Именно сварка оплавлением получила наибольшую популярность, так как гарантирует стабильно высокое качество стыка в отличие от технологии сварки сопротивлением, при которой качество может значительно разниться от образца к образцу. Метод оплавления не требует тщательной подгонки поверхностей, практически не ограничен в материалах заготовок и площади сечения стыка (условно указывается граничное значение в 100 000 кв. мм, то есть 0,1 кв. м).

Допуски при стыковке тоже достаточно велики – допустимо отклонение на 8-15% в зависимости от типа заготовок. Основная сфера применения – сварка крупных ответственных конструкций, например, магистральных трубопроводов или железнодорожных рельсов.

Технология стыковой сварки

Вне зависимости от разновидности контактной стыковой сварки для ее осуществления используются особые аппараты, а алгоритм действий строится по одному и тому же принципу.

Необходимое оборудование

Роль основного производственного оборудования играет аппарат стыковой сварки. Он состоит из двух модулей: стыковочной машины и сварочного трансформатора. Стыковочная машина служит для создания необходимого осевого давления в зоне сварки и включает в себя:

  • станину, то есть корпусы с опорной поверхностью;
  • плиты и направляющие – обеспечивают соосность заготовок;
  • фиксаторы – перемещаются по направляющим, удерживая заготовки;
  • механизм привода – служит для создания необходимого давления и передачи его фиксаторам.

Механизм привода, в свою очередь, состоит из блока электродвигателя с редуктором и насосом, а также пневмо- или гидроблока, непосредственно воздействующего на рабочие органы устройства.

Сварочный трансформатор служит для подачи тока на заготовки через специальные зажимы, которые должны обеспечивать минимальное сопротивление и плотно прилегать к свариваемому металлу. В противном случае, велик риск возникновения нежелательных процессов подгорания и плавления в местах контакта.

Подготовка поверхностей к сварке

Свариваемые поверхности очищают от загрязнений и оксидных пленок, шлифуют и обезжиривают. В случае сварки оплавлением этого достаточно.

Если выбран метод сварки сопротивлением, потребуются дополнительные шлифовально-полировальные операции, направленные на минимизацию шероховатостей, устранение поверхностных дефектов и сведение к минимуму любых возможных зазоров.

Кромкование деталей не выполняется, так как в условиях перемещения избытка металла не внутрь, а наружу стыка оно не имеет смысла. Присадочные материалы также не используются.

Процесс сварки

Стыковая сварка заготовок проводится механизированным или автоматизированным методом. Ниже приводится последовательность действий для механизированной сварки, автоматизированная отличается от нее лишь компьютеризацией управления:

  1. Подготовленные к сварке изделия закрепляются в фиксирующих устройствах на станине сварочного аппарата.
  2. К заготовкам подключаются зажимы сварочного трансформатора, на его первичную обмотку подается электрический ток.
  3. В заданной последовательности проводятся нагрев и сжимание стыка. Величина сварочного тока, сила давления и время воздействия определяются из расчетных параметров.
  4. После кристаллизации стыка отсоединяются зажимы трансформатора, раскрываются фиксаторы. Деталь снимается с устройства.
  5. Образовавшийся на поверхности стыка грат механически удаляется.

Простота и эффективность данного алгоритма обеспечивают высокую производительность работ при надлежащем качестве стыка.

Источники:

http://studopedia.ru/5_110122_raschet-rezhimov-svarki.html
http://studbooks.net/1421327/tovarovedenie/stykovaya_kontaktnaya_svarka_tsiklogramma_protsessa_stykovoy_svarki_oplavleniem
http://elsvarkin.ru/texnologiya/kontaktnaya-stykovaya-svarka/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector