Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 45. Технология контактной сварки

Подготовка заготовок к сварке

Перед сваркой производят правку и взаимную подгонку заготовок, а также очистку их поверхностей от окалины, ржавчины, смазки, пыли и других загрязнений.

При сварке неочищенных заготовок заметно снижается качество соединений и увеличивается износ электродов контактных машин. Способ очистки выбирают в зависимости от размеров и материала заготовок, характера загрязнений и типа производства. Мелкие детали с окалиной и ржавчиной в условиях массового производства очищают в галтовочных барабанах или травлением в растворах кислот с последующей нейтрализацией в щелочной ванне, промывкой проточной водой и сушкой горячим воздухом. Окалину и ржавчину с крупных заготовок удаляют абразивными кругами или дисковыми металлическими щетками. Применяют также гидропескоструйную или дробеструйную обработку. Жиры и масло удаляют бензином, ацетоном или другими растворителями.

Сборка заготовок при точечной и роликовой сварке должна обеспечивать достаточно плотное взаимное прилегание. Наличие зазоров препятствует образованию хорошего контакта между заготовками, что приводит к возникновению дефектов сварки.

Торцы заготовок, соединяемые стыковой сваркой сопротивлением, обрабатывают до получения ровной поверхности, перпендикулярной к оси заготовок. При сварке оплавлением к подготовке торцов предъявляют меньшие требования (пригодны заготовки после резки на прессах, ножницах, механических пилах, а также после газовой резки с очисткой поверхности от шлака).

При всех способах стыковой сварки необходимо очищать поверхности заголовок, соприкасающиеся с то ко подводящими губками.

Стыковая сварка

Для получения качественного стыкового соединения необходимо равномерно нагреть заготовки по всему сечению в прилегающих к стыку зонах; обеспечить возможность одинаковой пластической деформации обеих заготовок; предотвратить или свести до минимума окисление металла на торцах в процессе нагрева; обеспечить условия для свободного удаления окислов из стыка. Выполнение этих требований возможно при надлежащей подготовке деталей к сварке и правильно выбранных способе и режиме сварки.

Сварка сопротивлением. Величины основных показателей режимов сварки приведены в табл. 128 и 129.

Целесообразно осуществлять сварку на повышенных плотностях тока, так как при этом повышается качество соединения и снижается расход электроэнергии.

Величину усилия осадки Р (кгс) подсчитывают как произведение удельного давления (кгс/мм2) на площадь заготовок (мм2).

Силу сварочного тока подсчитывают как произведение плотности тока (А/мм2) на площадь сечения заготовок (мм2). Необходимая плотность тока возрастает с уменьшением сечения заготовок, с уменьшением времени сварки, с превышением теплопроводности и снижением удельного сопротивления металла.

Установочная длина / (мм) —величина выступающих из губок концов деталей в начале сварки (рис. 124). При заниженной установочной длине детали прогреваются недостаточно, так как тепло интенсивно отводится в губки. Завышение ее сопровождается перегревом деталей и увеличением длины деформируемого участка. Кроме того, возможны перекосы или несоосность торцов вследствие потери устойчивости.

Припуск на осадку ос (мм) распределяют на осадку под током и осадку без тока. Если осадка недостаточна, в стыке остаются окислы и раковины, наблюдаются непроваренные участки. При завышении величины осадки качество стыков также понижается вследствие искривления волокон и перегрева металла.

Время нагрева tСв(с) —время прохождения тока через заготовки. При сварке на машинах, у которых выключение тока осуществляется в определенный момент осадки регулируемым конечным выключателем, время нагрева зависит в основном от плотности тока. Кроме того, оно зависит от давления и величины осадки под током. Наиболее качественные стыки можно получить, если время нагрева соответствует значениям, указанным в табл. 129.

Завышенное время нагрева является одной из причин возникновения окислов в "стыке и образования малопластичной перегретой структуры металла.

Сварка оплавлением. Величины основных показателей сварки приведены в табл. 130—136.

Припуск на оплавление Соп (мм) должен быть таким, чтобы осуществить равномерный и достаточный нагрев деталей, выравнять зазоры между торцами и получить на торцах тонкий слой жидкого металла. Для создания защитной среды, препятствующей окислению металла в зоне сварки, оплавление должно быть устойчивым. Припуск на оплавление возрастает с увеличением диаметра или толщины деталей.

Силу сварочного тока (А)подсчитывают так же, как и при сварке сопротивлением. Плотность тока для стальных заготовок при сварке непрерывным оплавлением 3—50 А/мм2, при сварке с подогревом 3—15 А/мм2 (нижние пределы соответствуют сварке заготовок большого сечения). В момент осадки и коротких замыканий плотность тока в 2—3,5 раза выше, чем при устойчивом оплавлении.

Необходимая мощность машины при стыковой сварке зависит от производительности процесса и типа свариваемых заготовок. Она равна произведению площади сечения заготовок на удельную мощность, выбранную по табл.' 131. Напряжения холостого хода указаны в табл. 132.

Скорость оплавления V>оп (мм/с) в начале процесса незначительна, возрастает до своего максимального значения перед осадкой. Низкая начальная скорость оплавления увеличивает глубину прогрева деталей, а высокая конечная скорость оплавления предупреждает окисление металла на торцах.

Скорость осадки иос (мм/с) должна быть не ниже определенного предела, который растет с увеличением теплопроводности и склонности металла к окислению. Высокая скорость осадки (особенно в начальный момент, когда закрывается зазор между оплавленными торцами) затрудняет образование окислов и способствует более полному удалению окислов из стыка.

Усилие осадки Рос (кгс) возрастает с повышением жаропрочности свариваемого материала (табл. 130). Оно также возрастает с уменьшением температуры металла в околостыковых зонах, за счет которых происходит пластическая деформация.

Установочная длина и припуск на осадку влияют на качество соединения при сварке оплавлением так же, как при сварке сопротивлением. Их значения при сварке стержней, листов, труб, заготовок инструмента приведены в табл. 133—136; в табл. 137 даны режимы стыковой сварки оплавлением латунных прутков.

Точечная сварка

Конструкция узлов для точечной сварки должна позволять: применять нормальные электроды (см. табл. 126), интенсивное охлаждение которых повышает их стойкость; выполнять сварку без введения больших участков стальных заготовок в сварочный контур машины; сваривать точки в необходимой последовательности, обеспечивающей наименьшую деформацию деталей.

С увеличением количества одновременно свариваемых заготовок снижается качество сварного соединения. В связи с этим в ответственных конструкциях рекомендуется одновременно сваривать не более двух заготовок.

Толщины двух заготовок из листового материала не должны различаться более чем в 3 раза. При большей разности для получения качественного соединения рекомендуется применять конденсаторную или рельефно-точечную сварку.

Точки на деталях необходимо размещать с учетом шунтирования тока. Чем меньше расстояние между точками, а также чем больше толщина и выше электропроводность материала заготовок, тем большая часть общего тока шунтируется через ранее сваренную точку.

Порядок сварки. Участки вблизи ребер жесткости, углы и другие труднодеформируемые места должны быть сварены в первую очередь; участки больших размеров должны свариваться от середины к концам; точки должны свариваться подряд, так как это препятствует образованию гофр и уменьшает шунтирование тока.

Режим сварки определяется следующими основными показателями: величиной силы тока, временем включения тока, усилием сжатия заготовок, формой и диаметром контактной поверхности электродов. Величины этих показателей зависят от свариваемого материала и его толщины.

При сварке двух заготовок различной толщины режим в основном определяется более тонкой заготовкой с некоторым увеличением тока.

Режимы точечной сварки некоторых материалов приведен в табл. 139—143.

Рельефная сварка

Форма, размеры и количество рельефов изменяются в широких пределах в зависимости от формы и толщины свариваемых заготовок, а также их назначения. Для получения качественных соединений требуются тщательная очистка заготовок и точная штамповка как заготовок, так и рельефов. Это обеспечивает равномерное распределение тока и усилия сжатия между рельефами. Скорость нагрева рельефов должна быть оптимальной, чтобы не возникало выплесков (если она завышена) или преждевременного расплющивания рельефов без образования литого ядра (если она занижена). Для предупреждения выплесков целесообразно также постепенное нарастание тока. Применение ковочного усилия обеспечивает получение более устойчивых результатов. Режимы рельефной сварки низкоуглеродистых сталей приведены в табл. 144 и 145.

Роликовая сварка

Типы соединений для роликовой сварки выбирают с учетом толщины и материала заготовок, а также условий работы изделия. При изготовлении сосудов предпочтительнее соединение с отбортовкой (рис. 125,а). При таком соединении деталь во время сварки не вводится в сварочный контур машины, следовательно, сохранится постоянной величина силы сварочного тока.

Введение в сварочный контур машины магнитных материалов, например, заготовок из низкоуглеродистой стали, вызывает рост индуктивного сопротивления машины, в результате чего уменьшается сила

сварочного тока. Ширина отбортовки для стальных заготовок толщиной 1—2 мм находится в пределах 12—18 мм.

Широко применяют соединение внахлестку (рис. 125, б), которые при роликовой сварке обеспечивают высокую прочность и плотность швов. Величину нахлестки берут 10—18мм. Другие соединения, показанные на рис. 125, применяют значительно реже, так как они не обеспечивают достаточной прочности.

Длинные швы при роликовой сварке заготовок из магнитных материалов, вводимых в контур машины, рекомендуется разбивать на два или более участка. При разбивке на два участка швы сваривают от середины к концам. При большем количестве одинаково расположенные участки выделяют в отдельные группы, которые затем сваривают на разных ступенях трансформатора. Это позволяет предупредить непровар шва вследствие уменьшения силы тока при введении в контур машины магнитных материалов.

Режим сварки. Общими показателями режима для всех способов роликовой сварки (см. табл. 114) являются: величина силы сварочного тока, усилие сжатия заготовок между электродами, скорость сварки, форма и ширина контактной поверхности роликов. Для прерывистой роликовой сварки дополнительными показателями являются время включения и время выключения тока, составляющие в сумме цикл сварки. Циклы следуют один за другим так, что отдельные сварные точки перекрывают одна другую, образуя прочноплотный шов.

Режимы роликовой сварки приведены в табл. 146—149.

вверх страницы