Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

сложного взаимодействия ряда факторов, связанных с поверх­ ностными явлениями на границе расплавленного металла и ок­ ружающей среды, электродинамическим взаимодействием жид­ кого металла и электромагнитного поля индуктора.

При нагреве в высокочастотном поле на металл сваривае­ мых кромок воздействуют электродинамические силы, завися­ щие от напряженности магнитного поля, частоты тока, электро­ физических параметров металла и конфигурации индуктирую­ щего поля. Как правило, электродинамические силы стремятся выбросить расплавленный металл из зоны сварного шва, и чем интенсивней режим сварки, тем больше влияние этих сил. Раз­ брызгиванию металла препятствуют, главным образом, силы по­ верхностного натяжения, зависящие от толщины кромок, свойств металла и окружающей среды. На расплавленный ме­ талл воздействуют также гравитационные силы. Необходимым условием для сохранения расплавленного металла в зоне шва является равновесие всех сил, действующих на металл. При этом на кромках удерживается определенный слой расплавлен­ ного металла, высота которого в значительной степени характе­ ризует качество сварного соединения.

Одним из эффективных способов увеличения высоты рас­ плавленной ванны металла на кромках является управление си­ лами электромагнитного поля за счет выбора оптимальной кон­ фигурации индуктирующего провода. Влияние конфигурации индуктирующего провода на высоту сварочной ванны показано на рис. 18.4.

При обычной конфигурации поперечного сечения индуктора (рис. 18.5, а) максимальное значение напряженности магнит­ ного поля имеет место на оси шва и электродинамические силы поля стараются выбросить расплавленный металл. Высота сва­ рочной ванны минимальна. В случае, если индуктирующий про­ водник выполнен в виде двух ветвей (рис. 18.5,6), магнитное поле на оси сварного шва ослаблено, что частично ориентирует электродинамические силы по направлению оси шва и приво­ дит к соответствующему увеличению высоты сварного шва.

На качество сварного соединения, помимо упомянутых фак­ торов, также влияют газовая среда и степень подготовки кро­ мок. Ниже приведены технические характеристики способа вы­

Рис. 18.4. Влияние конфигурации индуктора на магнитное поле н вы­ соту сварочной ванны:

По сравнению с дуговой или газовой видами сварки, обычно применяющимися при соединении деталей по отбортованным кромкам, для высокочастотной сварки характерно:

—значительно более высокая производительность труда;

—отсутствие расхода дорогостоящих электродных и при­ садочных материалов;

—снижение требований к подготовке кромок под сварку;

—уменьшение или полное устранение вредного влияния сварочного тепла на детали с малой температурной стойкостью

(в ряде случаев, например, при сварке изоляторов, конденса­ торов, при этом резко снижается брак);

— механизация и автоматизация производства.

Применение высокочастотной сварки плавлением по отбор­ тованным кромкам ограничено максимальным значением пери­ метра свариваемых кромок 500—600 мм. Дальнейшее увеличе­ ние периметра связано с трудностью обеспечения устойчивости ванны расплавленного металла и других факторов.

Если после оплавления кромок с помощью металлических или керамических зажимов приложить к ним давление, то мак­ симальная величина периметра существенно увеличится и до­ стигнет 2,0—3,0 м. При этом продолжительность процесса со-

ставляет несколько секунд. Комбинация процессов плавления и давления существенно увеличивает глубину провара, повы­ шает прочность сварного соединения и, главное, снижает тре­ бования к качеству подготовки кромок и точности их сопря­ жения.

18.6. Оборудование для высокочастотной сварки

Установки для непрерывной высокочастотной сварки давлением предназ­ начены для продольной и спиральношовной сварки труб, кабельных оболо­ чек, профилей из стали, цветных металлов и сплавов. Нагрев свариваемых

непрерывной сварки металлов, разработанных НПО ВНИИТВЧ.

Установки выполнены в виде отдельных блоков. Сварочное устройство, включающее систему токоподвода (контактную или индукционную) и на­ грузочный контур, располагается непосредственно на сварочном агрегате. Ге­

печивающим установку индуктора или кондуктора относительно сваривае­ мого изделия. Предусмотрены: стабилизация анодного напряжения и напря­ жения накала генераторных ламп, быстродействующая защита при возник­ новении аварийных режимов.

Для сварки труб в диапазоне толщин 5—10 мм и диаметров 220—530 мм в СССР применяются установки с частотой тока 10 кГц и мощностью до 2 МВт, обеспечивающих скорость сварки до 80 м/мин.

Машины для одновременной высокочастотной стыковой сварки труб при­ меняются в котельной промышленности при производстве поверхностей на­ грева. Машины серии МВЧС для стыковой безгратовой сварки труб разра­ ботаны ВНИИЭСО. Они предназначены для установки в линии по производ­ ству трубчатых змеевиков и обеспечивают высокий уровень механизации и автоматизации сварочных и подготовительных операций. Машины имеют следующие основные устройства: приспособление для захвата свариваемых труб; механизм осадки; сварочный индуктор; трансформатор и конденса­ торы, установленные на подвижной каретке с электрическим Приводом; ме­ ханизм для вращения труб в процессе нагрева. В комплект машин входят шкафы управления и генератор высокой частоты.

Технические характеристики машины МВЧСЗ-100/0,01