Montagpena.ru

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

Сварочные операции: Контактная сварка

Сварочные операции: Контактная сварка

Контактная сварка. Контактной сваркой сваривают малоуглеродистые и специальные стали, цветные металлы и их сплавы толщиной от нескольких микрон до 30 мм при точечной сварке. Этот способ сварки характеризуют высокий уровень механизации и автоматизации, высокая производительность и культура производства.

Точечной и шовной контактной сваркой можно соединить детали и узлы весьма сложной формы и разнообразных габаритов. Наиболее технологичны узлы открытого типа, сваренные прямыми электродами. Достаточно технологичны и узлы полуоткрытого типа, доступные для точечной сварки наклонно поставленными или изогнутыми электродами. Изготовление узлов закрытого типа не встречает затруднений, если размеры не меньше некоторого минимального значения. Сварку деталей с малым поперечным сечением производят на оправке при условии свободного доступа к детали с двух сторон. Приварка к листу штифта, Т-образная сварка листа с длинным стержнем, сварка стержней между собой и приварка стержня к листу могут осуществляться на обычном оборудовании с применением стандартных или специализированных электродов и зажимных приспособлений, закрепленных на электрододержателе.

Рельефная сварка применяется, в основном, для сварки деталей из малоуглеродистой стали одновременно в нескольких точках или тогда, когда использование обычной точечной сварки затруднительно. Рельефные выступы выполняются штамповкой, сварка производится на специальных сварочных прессах. Алюминиевые и медные сплавы этому способу сварки поддаются труднее. На рис. показаны различные случаи применения рельефной сварки: при соединении листа со стержнем и с трубой; при приварке небольших деталей к деталям из листового материала; при сварке уголков; при сварке тонких листов с толстыми, когда в более толстом листе выступы выполняются с помощью кернера; при сварке листов с применением продолговатых выступов; при сварке угловых соединений с продольными выступами или с выступами на торцовой поверхности, выполненными с помощью кернера. В ряде случаев использование высокопроизводительной контактной точечной сварки затрудняется отсутствием дефицитного холоднокатаного листа, в то время как горячекатаный металл требует трудоемкой очистки от окалины.

Применение рельефноточечной сварки, выполняемой на точечных машинах в местах, где заранее выштампованы рельефы, позволяет успешно сваривать не очищенный от окалины горячекатаный металл, так как образование рельефа сопровождается значительной местной деформацией, в результате которой слой окалины разрушается.

Шовная контактная сварка широко применяется при изготовлении труб, баков, цилиндрических сосудов и т.д. Соединение внахлестку может свариваться двумя роликами или роликом. Приемы приварки донышек к цилиндру; приварка фланца к листу. В тех случаях, когда в месте сварки требуется получить толщину металла, не превышающую толщины свариваемого листа, или когда одна из сторон свариваемой детали должна быть ровной, применяют приемы, показанные на рис.

При сварке малоуглеродистой стали повышенных толщин для получения плотных соединений иногда свариваемые листы предварительно привариваются точечной сваркой к листу, в листах делаются скосы и в образовавшуюся канавку закладывается проволока.

Шовная сварка нахлесточных соединений из малоуглеродистой стали толщиной 1, 5 . 2, 0 мм осуществляется обычно со скоростью 0, 5 . 1, 5 м/мин. Использование приема сварки по рельефному выступу позволяет увеличить скорость сварки примерно до 20 м/мин.

Технологичность конструкции, выполняемой точечной или шовной сваркой, зависит от расположения сварных соединений. На рис. показан вариант расположения ребер жесткости в полузакрытом сосуде: соединение открыто и удобно для наблюдения во время сварки.

Читайте так же:
Стиральная машина бош при отжиме прыгает

На рис. показаны схемы заготовок сигарообразной обечайки, изготовленной из продольных листовых элементов и ребер жесткости. Обечайка может быть сварена из криволинейных листовых секций и ребер жесткости в виде z-образных профилей. В этом случае листовые секции стыкуются на полках профилей, к которым присоединяются двумя роликовыми швами. Обечайка может быть также выполнена из прямых профилированных секций, чередующихся с криволинейными секциями. При этом число швов в 2 раза меньше, но требуется изготовление профилированных сек- ций. Подобным же образом может быть выполнено из профилированных секций крыло самолета.

Применение контактной стыковой сварки весьма разнообразно. Она используется как при сварке проводов очень малых сечений, так и при сварке тяжелых рельсов, магистральных трубопроводов и листов толщиной до 12 мм при длине стыка до 12 м.

С развитием автоматизации и комплексной механизации особое значение использование стыковой сварки приобретает для обеспечения непрерывных процессов производства, которые без применения сварки осуществлены быть не могут. Так, например, при производстве холоднокатаных листов шириной до 2500 мм и толщиной до 8 мм в непрерывных линиях травления, отжига, лужения, цинкования, а также при холодной прокатке применяется стыковая сварка.

Контактная высокочастотная сварка может осуществляться при подводе тока к свариваемым деталям посредством контактов или с помощью индукторов. Эти виды сварки широко применяются при сварке труб и других изделий.

Шовная (роликовая) контактная сварка

Технология шовной контактной сварки была разработана в конце XIX века. Сварка ведется без плавящегося электрода и присадочного материала. Нагрев и расплавление небольшой области заготовок происходит за счет электрического разряда высокой интенсивности, периодически пропускаемого между двумя роликовыми электродами, к которым прикладывается значительно усилие на сжатие. Шов состоит из множества перекрывающихся зон проплавления. Метод предназначен для сваривания тонкого листового проката, в том числе и имеющего сложные пространственные формы.

Шовная контактная сварка

Описание технологии шовной сварки

Листовые заготовки накладываются друг на друга и сжимаются роликовыми электродами с большой силой. На электроды периодически подаются мощные импульсы тока, сила которого достигает тысяч ампер. Протекающий ток сильно нагревает контактное пятно между электродами, доводя метал до плавления. По окончании импульса зона расплавления кристаллизуется под сильным давлением, образуя шовный материал и соединяя заготовки в единое целое. Ролики перекатываются на соседний участок заготовки, подается следующий импульс и рабочий цикл повторяется. Вдоль линии шва образуется цепочка пятен точечной контактной сварки овальной формы. Эти пятна могут частично перекрываться, образуя непрерывную и герметичную шовную линию.

В зависимости от типа передвижения деталей и способа подачи импульсов тока шовная контатная сварка продразделяется на :

  • Шаговая. Давление роликов постоянно, детали перемещаются рывками, при остановке подается рабочий импульс. Получается прерывистая цепочка точек, сваренных контактным способом. Применяется при сваривании цветных сплавов и легких металлов. Не обеспечивает герметичности шовного материала.
  • Непрерывная. Усилие прижима постоянно, ток также подается постоянно. Практически применяется редко из-за быстрого расходования роликов, высокого расхода электроэнергии и перегревания свариваемых деталей, приводящего к их короблению.
  • Прерывистая. Усилие прижима сохраняется неизменным, скорость подачи заготовок также постоянная. Импульсы подаются с такими перерывами, чтобы обеспечить непрерывную линию шва за счет частичного перекрытия зон точечной контактной сварки.
Читайте так же:
Фонари для цветомузыки своими руками

Схема шовной сварки

Схема шовной сварки (принцип работы)

Прерывистая контактная шовная роликовая сварка позволяет получить надежное и герметичное шовное соединение при приемлемом расходе роликов и электроэнергии. Степень перекрытия сварных зон регулируется путем подстройки скважности (периода следования) импульсов. Эта технология шовной сварки получила наибольшее распространение. Требования к проведению операции описаны в стандарте ГОСТ 15878-79.

Машины и станки контактной сварки

Для роликовых электродов чаще всего используют бронзу. Изготавливают их в виде заостренных дисков диаметром 35-45 см, ширина рабочего обода 4-10 мм. Для сваривания сложных заготовок применяют аппараты с двумя и более роликовых пар.

Потребляемая мощность аппаратов варьируется в пределах от 25 до 300 киловатт.

Маломощными считают станки в 25-40 киловатт, средняя мощность — 4-100 , машины большой мощности потребляют от 100 до 300.

Машина МШ-2203

Устройство средней мощности МШ-2203 требует трехфазного электропитания 380 вольт, рабочий ток — до 22 тысяч ампер. Усилие прижима достигает 5 тонн

Сваривает машина контактной шовной сварки стальные листы толщиной до 1 мм. Существует две модификации – с вылетом роликов 400 и 700 мм.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Основной несущей конструкцией аппарата является станина. На ней крепятся все остальные узлы:

  • источник питания;
  • кронштейн неподвижного ролика;
  • кронштейн подвижного ролика;
  • устройство прижима;
  • механизм подачи заготовки

Устройство прижима может быть ручным, пневматическим, гидравлическим или комбинированным. Ручной (точнее, ножной) привод обладает наименьшей мощностью.

Роликовые электроды изготовлены в виде сужающихся к краям бронзовых дисков, они закреплены на концах кронштейнов с помощью подшипников скольжения.

Устройство машины для шовной контактной сварки

Устройство машины для шовной контактной сварки

Источник питания обеспечивает периодическую подачу тока большой мощности на электроды. Он также питает привод устройства прижима и механизма подачи. Источник питания у современных аппаратов выполняется по инверторной импульсной схеме с двойным преобразованием напряжения. Это позволяет снизить габариты устройства и исключить броски напряжения в питающей сети.

Шовные машины-клещи

Кроме стационарных сварочных машин, производители выпускают также переносные, или подвесные устройства. Они предназначены для сваривания тонкостенных изделий сложной конфигурации. Источник питания по-прежнему размещается на полу цеха, а ролики и устройство прижима смонтированы на подвижных клещах. Клещи с помощью шарнирного пневмопривода устанавливаются в положение, необходимое для работы.

Шовные клещи

Роликовый стенд для контактной сварки

Для сваривания конструкций в форме цилиндра (или системы сопряженных цилиндров), используют роликовые стенды. Они отличаются большим вылетом кронштейнов роликов, что позволяет сваривать достаточно крупные и протяженные конструкции. Стенд оснащен большим числом регулируемых опор, позволяющих закрепить цилиндрические заготовки разной длины и диаметра. Роликовые электроды приводятся в движение червячной передачей. Заготовки вращаются на стенде, и таким образом ролики проходят всю линию шва. На стендах получают ровные и герметичные швы высокой прочности.

Роликовый стенд для контактной сварки

Роликовый стенд для контактной сварки

Область применения

Шовная технология контактной сварки позволяет делать прочные, долговечные и герметичные швы, надежно соединяющие тонкостенные заготовки. Она находит применение в следующих отраслях:

  • Тонкостенные сварные трубы для трубопроводного транспорта и технологических установок.
  • Резервуары и сосуды низкого давления для химической, пищевой, транспортной промышленности.
  • Герметичные кожухи механизмов и приборов, транспортных средств.
  • Конструкции из тонколистового проката для промышленного оборудования и бытовой техники.
Читайте так же:
Стабилизатор напряжения 220в своими руками схема

Производство, оборудованное машинами шовной сварки

Производство, оборудованное машинами шовной сварки

Технология отличается от других сварных технологий наибольшей производительностью. Установка средней мощности выдает за час несколько сотен метров сварного шва.

Как получить герметичный шов

Герметичность шва обеспечивается созданием цепочки частично перекрывающихся точек контактной сварки. Сварное пятно после импульса, прошедшего через роликовые электроды, имеет форму овала.

Если правильно сочетать скорость подачи заготовок и периодичность следования сварных импульсов, то овалы будут перекрываться своими боковыми частями, образуя непрерывный и герметичный шовный материал.

Что такое шовная (роликовая) контактная сварка

Делать герметичные емкости, сваривать металл без наплавочных материалов помогает шовная роликовая сварка. Аккуратное точечное соединение выдерживает большую нагрузку. С помощью специального оборудования получают герметичный шов, не пропускающий жидкости и газы. У роликовой технологии, как и у всех других видов сварки, есть свои достоинства и недостатки. О них стоит сказать подробно. Но сначала несколько слов о сути самого метода шовного соединения металлических листов.

Шовная роликовая контактная сварка

Что такое шовная сварка

Шовную контактную сварку применяют для соединения листовых заготовок. Металл укладывают внахлест, при прохождении тока листы свариваются, образуя диффузное пятно в виде точки. Принцип роликовой сварки такой же, как и у контактной. Только вместо конусных токопроводящих электродов устанавливают диски из бронзовых сплавов. Они прижимают листы другу к другу во время движения. Электрический ток подается на электроды с различной регулярностью: постоянно, прерывно или импульсно с определенной частотой. Сущность метода роликовой контактной сварки листового металла заключается в одновременном разогреве и сжимании деталей в области шва роликовыми электродами. Металл расплавляется под действием разряда, сжимается с таким усилием, что образуется однородный диффузный слой высокой прочности.

Шов по сути представляет собой плотный ряд точек.

Область применения

Шовная технология разработана более века назад. Производители постоянно совершенствуют аппараты, расширяют сферу их применения. С применением технологии шовного соединения металлов производят герметичные камеры различной геометрии, тонкостенные трубы, емкости бытового и промышленного назначения, кожухи и многое другое.

Контактная роликовая сварка незаменима при работе с алюминием, легированными сплавами, используемыми в химической промышленности. Производительность сварочного оборудования очень высокая, структура швов – равномерная. Скорость подачи листов и вращения бронзовых дисков регулируется. Изменяя временные интервалы между импульсами, получают сплошные или прерывистые соединения. Размер шва соответствует ширине бронзового диска.

Преимущества и недостатки

Роликовая контактная сварка часто применяется в конвейерном производстве. Она широко применяется из-за ряда преимуществ перед другими способами соединения металлов внахлест:

  • хорошая производительность, сварочный аппарат за час выдает несколько десятков метров швов;
  • гарантированное высокое качество соединений;
  • сваривание проходит без наплавочных материалов: плавящихся электродов, присадочной проволоки;
  • металл прошивается дугой насквозь между электродами, расплав в этот момент не окисляется, зону контакта не нужно защищать флюсом или облаком нейтрального газа;
  • высокая культура труда, не нужна стандартная экипировка сварщика.

Минусами считают низкую технологичность:

  • нельзя сваривать листы из различных сплавов;
  • есть ограничения по толщине заготовки до 3 мм;
  • дорогое оборудование приобретают только для больших объемов сварных работ.
Читайте так же:
Чертеж шкива под клиновой ремень

Технология шовной сварки

Листовые заготовки укладываются внахлест. При подаче тока на роликовые электроды в месте контакта с металлом образуется диффузное пятно. Цепочка сварных пятен образует шов, он зависит от сочетания скорости подачи заготовок с импульсами. По типу движения заготовок и способам подачи рабочего тока выделяют три вида роликовой сварки.

Схема шовной роликовой сварки

Шаговая

Необходима для соединения алюминиевых деталей. Заготовки находятся между роликами. Они неподвижны в момент образования диффузной точки расплава, перемещаются рывками только во временные промежутки между импульсной подачей тока. Не происходит перегрева металла, детали прочно скрепляются между собой.

Непрерывная

Такая шовная сварка образует герметичный шов, но применяется редко для тонкостенных заготовок до 1 мм толщиной. Из-за непрерывно подаваемого тока дисковые электроды перегреваются, их приходится часто менять. Металл прокатывается с усилием в непрерывном режиме. Заготовки от теплового воздействия коробятся, процент брака увеличивается.

Прерывистая

Самый распространенный способ, свариваемые детали прокатываются с установленной скоростью. Подача тока регулируется так, чтобы пятна укладывались в непрерывный шов за счет перекрытия диффузных зон. Ролики прижимают металл с постоянным усилием, во время соединения листов пятно вытягивается до овала за счет взаимного движения заготовок и электродов, образуется герметичное соединение. В местах пропусков образуется литая зона, точки перекрываются на 22–35%.

Оборудование для контактной шовной сварки

Производители предлагают сварочные станки и аппараты различных модификаций. Наиболее востребованными остаются стационарные машины. К неподвижной станине крепятся основные узлы:

  • источник электрического тока с блоком регулятора (малогабаритный инвертор с импульсной схемой прерывания тока и двойным преобразователем напряжения, сглаживающим скачки);
  • держатель неподвижного роликового электрода – сужающегося к кромке диска из бронзового сплава;
  • кронштейн подвижного диска, он крепится на подшипнике, стандартный вылет кронштейна 400 или 700 мм;
  • прижимной механизм, он бывает нескольких типов: ножная педаль, пневматический привод, гидравлика, комбинированный;
  • устройство подачи заготовок.

При перпендикулярном соединении заготовок ведущим считается верхний нажимной диск, при продольном – опорный.

Машины шовной сварки выпускаются различных модификаций

Сварочные машины различаются роликовыми электродами, их может быть два или в устройстве устанавливают сразу несколько роликовых пар. Диаметр диска колеблется от 35 до 45 см, ширина обода от 0,4 до 1 см. Процесс сваривания листов бывает односторонним и двухсторонним.

Машины различают по мощности:

  • маломощные потребляют от 25 до 40 кВт, работают от стандартной сети 220 В;
  • среднемощностные – от 40 до 100 кВт, подключаются к трехфазному току 380 В;
  • большой мощности – от 100 до 300 кВт, у них прижимное усилие достигает 5 тонн, ампераж 22 кА.

Роликовый сварочный стенд снабжен вращателем, с помощью которого привариваются круглые детали, соединяют сопряженные цилиндры. Заготовки вращаются на специальном стенде с разнонаправленными регулируемыми опорами, широким вылетом кронштейнов. Электродные диски вращаются червячной передачей. Образуются герметичные ровные швы по всей окружности.

Шовные клещи выпускают двух видов:

  • подвесные, неподвижно закрепляется один из электродов, другой регулируется;
  • переносные, прижимное устройство и диски крепятся на подвижных рычагах.

В рабочее положение клещи устанавливаются шарнирным пневмоприводом. Аппарат предназначен для сварки изделий сложной конфигурации, когда заготовки нельзя поместить в машину или установить на стенд.

Шовной роликовой сваркой удается соединять металлы, склонные к короблению при нагревании. Степень герметичности шва зависит от расстояния между диффузными точками. Технология шовной сварки регламентирована ГОСТ 15878-79.

Читайте так же:
Переделка трехфазного двигателя на 220

Шовная (роликовая) сварка

Процесс шовной сварки осуществляется на специальных сварочных станках с двумя (или одним) вращающимися дисковыми роликами-электродами, которые плотно сжимают, прокатывают и сваривают соединяемые детали. Толщина свариваемых листов колеблется в пределах 0,2—3 мм. Применяется при изготовлении различных емкостей, где требуются герметичные швы — бензобаки, трубы, бочки, сильфоны и др.

Аппараты роликовой сварки российского производства
  • машина шовной сварки мш 2201
  • машина шовной сварки мш 2203
  • машина шовной сварки мш 3201

Сущность процесса

Роликовая сварка является разновидностью контактной сварки, поэтому в основу ее технологии заложены тепловое воздействие электрического тока по закону Джоуля — Ленца и усилие сжатия свариваемых деталей.

Заготовки накладывают друг на друга и зажимают обычно между двумя дисковыми электродами усилием сжатия Fсв (P). При подаче тока металл в зоне контакта деталей по оси электродов начинает нагреваться и расплавляться. По мере движения (прокатывания) заготовок между дисковыми электродами образуются новые сварные точки, перекрывающие или не перекрывающие друг друга. Как и при точечной сварке, не требуются специальные средства защиты расплава от взаимодействия с атмосферой.

Ролики шовной сварки

Рисунок. Схема роликовой (шовной) сварки. Ролики шовной сварки

В зависимости от характера перемещения деталей и подачи сварочного тока различают следующие способы шовной сварки:

  • непрерывную;
  • прерывистую и
  • шаговую.

Непрерывная сварка выполняется сплошным швом при постоянном протекании тока, непрерывном движении заготовок, а также при постоянном давлении дисковых электродов на свариваемые поверхности. Толщина свариваемых листов, как правило, не превышает 1 мм. Она получила ограниченное применение из-за быстрого износа роликов и сильного перегрева контактирующих с ними поверхностей деталей. Важное значение при непрерывной сварке имеют тщательная зачистка свариваемых поверхностей, одинаковая толщина и однородность состава соединяемых изделий. Используется для сварки не ответственных изделий из малоуглеродистых сталей.

Циклограмма непрерывной шовной сварки

Рисунок. Циклограмма непрерывной шовной сварки

Благодаря меньшему перегреву роликов и заготовок наиболее распространена прерывистая шовная сварка, осуществляемая при импульсной (прерываемой) подаче тока, непрерывном перемещении заготовок и постоянном давлении роликов. При каждом импульсе сварочного тока формируется единичная литая зона. Для образования герметичного шва с перекрывающимися сварными точками подбирается определенное соотношение скорости вращения дисковых электродов и частоты импульсов тока. Толщина свариваемых листов — до 3 мм.

Циклограмма прерывистой шовной сварки

Рисунок. Циклограмма прерывистой шовной сварки

При шаговой шовной сварке к роликам прикладывается постоянное давление, детали перемещаются прерывисто (пошагово), а ток подается только во время остановки роликов. При этом контактируемые поверхности роликов и заготовок меньше перегреваются. Однако машины для данного способа сварки конструктивно сложнее и менее производительны.Толщина свариваемых листов — до 3 мм. Применяется для сварки алюминиевых сплавов и плакированных металлов.

Желательный диаметр электродов 150—200 мм, так как при меньшем диаметре увеличивается их износ. При сварке металлов толщиной менее 0,5 мм применяют электроды диаметром 40—50 мм. Для изготовления электродов для точечной и роликовой сварки используется медь марки М1, кадмиевая, хромистая, берилиевая бронзы и другие сплавы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector