Вибір режиму стикового зварювання оплавленням

При зварюванні оплавленням електричні параметри режиму залежать від теплопровідності і температури плавлення металу і визначаються в основному швидкістю оплавлення, яка задається також з урахуванням активності металу до взаємодії з газами і до процесів випаровування легуючих елементів, а також від перетину зварюваних деталей. Зусилля осадження і швидкість осідання відповідно визначаються теплопровідністю металу і його активністю до окислення.При зварюванні оплавленням прагнуть забезпечити:

1) нагрівання деталей для оплавлення торців і проведення деформації з метою видалення оксидів, а також для попередження утворення, несприятливих структур в навколошовній зоні;

2) локальну інтенсивність оплавлення перед осадкою для формування рівномірно оплавленого шару металу, попередження окислення і отримання сприятливого рельєфу поверхні торців;

3) деформацію деталей з досить великою швидкістю, що попереджає передчасне охолодження металу торців і застрявання оксидів в стику. Величина деформації повинна забезпечувати певний розтікання металу в площині стику і вирівнювання рельєфу поверхні, необхідне для видавлювання розплавленого металу і оксидів.

 

 

ТЕХНОЛОГІЯ СТИКОВОГО ЗВАРЮВАННЯ БЕЗПЕРЕРВНИМ ОПЛАВЛЕННЯМ

 

Головними параметрами режиму зварювання безперервним оплавленням (див. рис. 4, б) за винятком фази підігрівання є швидкість оплавлення та осаджування, напруга холостого ходу трансформатора, щільність струму або струм зварювання-оплавлення, припуски на оплавлення та осаджування, тривалість (час) оплавлення та осаджування під струмом, зусилля або тиск осаджування, встановлювальна довжина деталей, зусилля затиснення заготовок між електродами. При зварюванні оплавленням з підігрівом додатковими параметрами режиму є струм імпульсу підігрівання, його тривалість, тривалість фази підігрівання, кількість імпульсів підігрівання або температура підігрівання.

а - зварювання опором; б - безперервним оплавленням з підігріванням;

F_н,F_ос - зусилля нагрівання та осаджування;T,T_під ,T_пл - температура деталей під час зварювання;I_зв,I_під, I_ос - струм зварювальний, підігрівання та осаджування;t_н,t_під,t_опл,t_ос,t_ос.ст - тривалість нагрівання, підігрівання, оплавлення, осаджування, осаджування під струмом; t_п - пауза між імпульсами;t_ц,t_ц.опл - тривалість загального циклу та циклу оплавлення;,,, - припуски на зварювання, оплавлення, осаджування та осаджування під струмом; S_п- переміщення рухомої плити стикової машини.

Рисунок. 4 - Циклограми стикового зварювання

 

Зварювання з програмним керуванням оплавлення характеризують також напруга холостого ходу трансформатора та програма його зміни. При зварюванні імпульсним оплавленням установлюють ще частоту та амплітуду коливань рухомої плити машини.

Металеві стрижні при безвідходному виробництві будівельних та інших конструкцій з'єднують стиковим зварюванням безперервним оплавленням або оплавленням з підігріванням, якщо стійкість оплавлення не може бути забезпечена у зв'язку з відсутністю машини потрібної потужності при зростанні величини перерізу стрижнів.

Арматуру різних класів зварюють згідно з ГОСТ 14098-85 (типи з'єднань С1-Ко і С2-Кн) за режимами, що встановлюються для арматури вищого класу. При наявності спеціальних пристроїв для попереднього підігрівання стрижнів з більшим діаметром припускається зварювати стрижні з відношенням діаметрів 0,3…0,8.

Після зварювання стрижні, які експлуатуються при вібраційних навантаженнях, піддаються механічній обробці в зоні зварювання.

Стики термозміцненої арматури із сталей 35ГС, 20ГС, 20ГС2, 20ХГС2 і т. ін. після зварювання підлягають прискореному охолодженню водою із спреєра (6…7 с) з вивільненням із затискачів машини.

При виготовленні інструменту прутки із швидкорізальної та вуглецевої сталей зварюють безперервним оплавленням з попереднім підігріванням при тривалості імпульсу струму підігрівання 0,08…0,2 с і тривалості перерв між ними 0,12…0,3 с (великі значення для прутків з діаметром 60…80 мм). Прутки із сталей Р6М3К5, Р12 та інших з діаметром меншим, ніж 16 мм звичайно зварюють при малих припусках на оплавлення. Прутки із сталей з більш високою теплостійкістю зварюють при більш тривалих підігріванні та оплавленні.

З'єднання металевих стрічок виконується стиковим зварюванням безперервним оплавленням.

При виборі параметрів режиму зварювання стрічок потрібно враховувати, що напруга холостого ходу зварювальної машини тим більша, чим більша площа поперечного перерізу заготовок. Щільність струму знижується з підвищенням товщини стрічки. Якщо ширина стрічки коливається від 200 до 2000 мм, то величини припусків та встановлюються однаковими, як для ширини 400 мм.

Зварювання тонких стрічок (товщиною до 0,3 мм) потребує підвищеної точності налагодження положення електродів і примусового формування стику. Надійне закріплення забезпечується використанням верхніх губок зі скосом або губок з різальними краями. Інколи ці стики зварюють на машинах постійного струму. Перед зварюванням кінці стрічки мають бути точно обрізані. Для отримання однакової встановлювальної довжини та паралельності торців смуги встановлюють за допомогою спеціального ножа, який розташовують симетрично до губок.

При зварюванні стрічок завтовшки 1,5…2 мм для скорочення тривалості оплавлення (на 20…30 %) і осаджування під струмом (до 2…3 періодів) рекомендується підвищувати напругу холостого ходу зварювальної машини в 2,5…3 рази.

Якщо відрізання або встановлення стрічок в машині недостатньо точні, то збільшуються загальні витрати металу завдяки збільшенню припусків на оплавлення. При оплавленні стрічок різної ширини для усунення підплавлення електродів необхідно встановлювати обмежені величини припусків на оплавлення.

Для визначення основних параметрів режиму зварювання стрічок на автоматизованих машинах рекомендується використовувати спеціальні графічні залежності.

Стикове зварювання стрічок із сталей, які гартуються, виконують з термічною обробкою стику.

При термообробці стиків в губках машини нагрівання виконують відразу після зварювання. Для запобігання вигину стрічок забезпечується зворотний хід рухомого затискача.

Для рівномірного поширення струму підігріву рекомендується використовувати більш велику встановлювальну довжину з краю стрічок і застосування тиску, який повільно збільшується від центру до краю.

Нагрівання при термообробці може поєднуватися з пластичною деформацією металу стику.

Металеві листи, штаби та рейки можна зварювати також імпульсним оплавленням і оплавленням з програмним регулюванням напруги та швидкості оплавлення.

Машини для зварювання стрічок повинні мати односторонній струмопідвід і плоскі електроди.

При розташуванні зварювального трансформатора знизу машини забезпечується більш рівномірне нагрівання металу стику.

Після зварювання стрічок товщиною 1…6 мм і шириною до 500 мм їх стики з гратом зачищають дворізцевими консольними гратозрізувачами (з верхнім регульованим різцем), які вмонтовані в машину.

Стики на стрічках з алюмінієвих сплавів обробляються сталевими жароміцними вставками, які містяться в електродах. На легованих сталях ґрат усувається шліфуванням.

Труби залежно від величини діаметрів та товщини стінки зварюються безперервним оплавленням, оплавленням з попереднім підігріванням і оплавленням за визначеною програмою.

Процес зварювання тонкостінних труб починають при невеликій швидкості оплавлення, а закінчують при швидкостях 5…10 мм/с. Необхідно різко підвищувати швидкість оплавлення перед осаджуванням, щоб забезпечитти формування рівномірного шару розплаву на торцевих поверхнях деталей. Товстостінні труби великого діаметра зварюють з підігріванням.