При недопустимом |
короблении узла ведут правку нагревом |
с приложением внешних усилий. Узлы с базовыми и посадоч |
|
ными поверхностями |
после сварки в ряде случаев подвергают |
фрезерованию, точению или другой механической обработке. 20.3. Оборудование для точечной и шовной сварки
Современное сварочное оборудование — комплекс элементрв для решения конкретных технологических задач, включающий соответственно сварочную машину, средства механизации и автоматизации и систему управления этими устройствами.
рис. 20.18. Машина для точечной сварки: |
|
|
||
/ — станина; 2 — сварочный трансформатор; 3, 4, 11—13 — шины; |
5 — крон |
|||
штейн; |
б —домкрат; |
7, 10 — консоли; |
8 — электрододержатели; |
9 — элек |
троды; |
14 — колодки |
вторичного витка; |
/5 — ползун; 16 — привод |
усилия |
сварки с выпрямлением тока и с радиальным ходом элек трода.
Далее используется цифровое обозначение, из которого обычно первые цифры указывают максимальную силу вторич ного тока в килоамперах (в режиме короткого замыкания — включение без деталей), а следующая группа цифр — номер модели. Например, машина для точечной сварки переменного
Т^Ка С |
/2 max = 20 |
кА, модель 23 |
обозначается |
как |
МТ 20 23. |
В ряде |
случаев |
в обозначение |
вводится не |
/2 max, |
а / с в .т а х , |
соответствующей максимальной силе тока при сварке некото рого эквивалента по гд, характерного для определенного ме талла, например низкоуглеродистой стали. В частности, указан ная выше машина может обозначаться как и МТ 12 23.
Сварочные машины характеризуются электрическими и ме ханическими техническими и технологическими параметрами.
Электрические параметры — максимальная сила вторичного тока в режиме короткого замыкания или при сварке; макси мальная мощность сварочной машины, продолжительность включения ПВ % = /Св/(/св+ /п), где /св и tn— время сварки и паузы между импульсами тока и соответствующие ей длитель ные ток и мощность, кВ-А, определяющие нагрев обмоток трансформатора и вторичного контура, например, = ЬкрХ
X V nB , номинальное вторичное напряжение, В, и пределы его регулирования (число ступеней), вид нагрузочной характери стики (зависимость силы тока от сопротивления деталей)— пологая или крутопадающая.
Механические параметры — номинальное и максимальное усилия, например, для пневмопривода Fuом соответствует 80 % /•’max, возможность программирования усилия (предварительное обжатие, ковочное усилие), точность установки электродов по отношению к деталям и жесткость элементов вторичного кон тура, определяющие степень коробления деталей после сварки.
Наиболее распространенными ( — 70 %) являются машины переменного
тока (рис. 20.19, а), рассчитанные на максимальный ток до 40—45 |
кА (то |
||||
чечная и шовная сварка) и до 70 кА |
(рельефная сварка) и сварку |
деталей |
|||
цз^ металлов |
с относительно |
высоким |
электрическим |
сопротивлением — ста |
|
лей. сплавов |
титана, никеля |
и т. д. (см. табл. 20.15). |
Эти машины отлича |
||
ются простотой конструкции, малой стоимостью и высокой производитель ностью. Машины этого типа большой мощности выпускать нецелесообразно из-за значительных индуктивных сопротивлений и низких значений cos <р. Вылет подобных машин по этой же причине не превышает обычно 1,0—1,2 м, максимальные усилия 25—30 кН, производительность ^С400 точек в ми нуту [7, 9).
Отечественной промышленностью выпускается также ряд подвесных ма шин с отдельно расположенными или встроенными в машину трансформато рами для сварки, в основном, листов и стержней из малоуглеродистой стали толщиной до 10+10 мм диаметром 16+16 мм, арматурных сеток и ряд спе циальных машин, напрнмер, многоточечной сварки для автомобилестроения, сельскохозяйственного машиностроения и т. п.
Вновь начали выпускать машины низкочастотные или с вы прямителем тока в первичном контуре сварочного трансфор матора (рис. 20.19,6). Кратковременный импульс напряжения от выпрямителя через переключатель полярности подается на первичную обмотку трансформатора и во вторичном контуре проходит ток, плавно нарастающий 0,1—0,3 с до максималь ного. Эти машины отличаются высоким cos<p даже при боль
шом вылете электродов (до |
1,5 м), большой мощностью (до |
1 МВ*А) и предназначены |
для точечной и шовной сварки |
алюминиевых и магниевых сплавов. В СССР налажен выпуск новой низкочастотной машины типа МТН 7501 (табл. 20.15). Заводом «Электрик» разработана новая серия шовных и рель ефных машин: МШН 7501, МШН 8002, МШН 3001, МРН 24001 [1]. Наиболее перспективны машины с выпрямлением тока во вторичном контуре (машины постоянного тока). В первичной цепи трансформатора (рис. 20.19, в) установлен тиристорный контактор, который на заданное время подключает этот тран сформатор к питающей сети, во вторичном контуре ток вы прямляется полупроводниковыми диодами и через электроды и детали проходит импульс тока, нарастающий по экспоненци альному закону:
*св = ^св. щах е(1
где т=^в.к/(гэ.э+г2к )— постоянная времени цепи; LB.K— ин дуктивность вторичного контура, г».», г2к — сопротивления со ответственно свариваемых деталей и вторичного контура ма
шины.
Эти машины имеют высокий коэффициент мощности (» 1 ), обеспечивают импульс тока большой длительности ( ^ 2 с), программирование сварочного тока, высокую эффективность нагрева по сравнению с машинами переменного тока из-за не прерывного возрастания тока. На этом принципе построены самые мощные машины (до 2 МВ*А) с большим вылетом (до 6 м). Они универсальны, так как могут быть использованы для точечной и шовной сварки самых разных конструкцион ных металлов (см. табл. 20.15).
Из машин подобного типа, используемых за рубежом, можно отметить машины фирмы «Schlatter», которые исполь зуются для сварки стенок и пола вагонов. В частности, на
машине GPN56 |
сваривают крупногабаритные |
узлы шириной |
|
2,2 м и длиной до 26 м из стали толщиной до |
12 мм при сва |
||
рочном токе до 90 кА [1]. |
процесс |
и по |
|
Контактная |
сварка — весьма энергоемкий |
||
этому вызывают интерес машины с накоплением энергии |
(в ос |
||
новном — конденсаторные машины). В этом случае достигается медленное накопление энергии (0,5—1 с) и быстрый ее расход (0,001—0,01 с) в виде очень мощного импульса тока. Полу-
ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЯДА МАШИН ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ (ТОЛЩИНА СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ, ММ, ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОВ [2, 7])
|
Малоуглеро |
Низколеги |
|
Коррозионно- |
|
Титановые |
Жаропроч |
Медные |
Алюминиевые |
Марка машины |
рованные |
|
|
и магниевые |
|||||
дистые стали |
стали |
|
стойкие стали |
|
сплавы |
ные сплавы |
сплавы |
гплаои |
|
|
(08кп) |
|
(12Х18Н10Т) |
|
(ОТ4—1) |
(ХН60ВТ) |
(Л63) |
LIWldDH |
|
|
(ЗОХГСА) |
|
|
(Д16, МА2—1) |
|||||
МТ-604 |
|
Машины для точечной сварки |
|
|
|
||||
0,2-1 |
0,3—0,5 |
|
0,3—0,5 |
|
0,3—1 |
__ |
__ |
__ |
|
МТ-1818 |
0,5—2 |
0 ,5 -2 |
|
0,3—1,5 |
|
0 ,5 -2 |
— |
0,5—0,8 |
__ |
МТ-2827 |
0,5—4 |
0,5—2 |
|
0,5-2,5 |
|
0,5—2,5 |
0,5—1 |
0,5—1 |
— |
МТ-4218 |
1 ,5 -6 |
1,5—4 |
|
1—4 |
|
1—5 |
0,5—3 |
0,8—1,5 |
0,8—1,2 |
МТН-7501 |
0,3—5 |
0,3—4 |
|
0,3—4 |
|
0,3—4 |
0,3—3 |
0,3—2,5 |
0,3—2 |
МТВ-2001 |
0,5—3 |
0,5—4 |
|
0,5—4 |
|
0,5—4 |
0,5—3 |
0,3—1,8 |
0,3—1,5 |
МТВР-4001 |
0,3—3 |
0,3—3 |
|
0,3—3 |
|
0,3—3 |
0,3—2 |
0,3—1,8 |
0,3—1,5 |
МТВ-8002-1 |
1,5—4 |
0 ,5 -4 |
|
0,5—4 |
|
0,5—4 |
1—4 |
0,5—5 |
0,8-4,5 |
МТВ-16002 |
3—10 |
3—10 |
|
3—10 |
|
3—10 |
2—8 |
2—10 |
3—8 |
МТК-2001 |
0,1—0,5 |
— |
|
0,1—0,3 |
|
0,1—0,5 |
— |
0,1—0,5 |
0,1—0,5 |
МТК-5502 |
0,5-1,2 |
— |
|
0,3—1,2 |
|
0,3—1,5 |
— |
0,5—1,5 |
0,5—2 |
МТК-8004 |
0,5—2 |
— |
|
0,5-1,5 |
|
0,5—2 |
— |
0 ,5 -3 |
0,5—2,5 |
МТР-1201 |
|
Машины для рельефной сварки |
|
|
|
||||
0,2— 1 |
0,3—0,5 |
I |
0,3—0,5 |
I |
0,3—1 |
|
0,3—1 |
|
|
МТР-2801 |
0,3—2 |
0,3—2 |
I |
0,3—1,5 |
I |
0,5—2 |
|
|
|
МШ-1601 |
0,5-1,5 |
0,3—1 |
Машины для шовной сварки |
|
|
|
|||
|
0,3—1,2 |
|
0,3—1,5 |
— |
— |
— |
|||
МШ-2202 |
0,8—1,8 |
0 ,5 -2 |
|
0,5—1,8 |
|
0,8—2 |
0,5—0,8 |
0,5—0,8 |
— |
МШ-3408 |
0,8—3 |
0,8—2,5 |
|
0,5—2,5 |
|
0,8—3 |
0,5—1 |
0,8—1,2 |
— |
МШВ-1601 |
0,5-1,5 |
0,3—1 |
|
0,3—1,2 |
|
0,3—1,5 |
|
|
|
|
|
— |
— |
— |
|||||
МШВ-6301-2 |
0 ,5 -3 |
0,3—3 |
|
0,3—3 |
|
0,3—3,5 |
0,3—3 |
0,3—3 |
0,3—3 |
МШВ-12001 |
1—5 |
1—5 |
|
1—6 |
|
1—5 |
0,8—4 |
1,2—6 |
1,2—5 |
МШК-2002 |
0,05—0,5 |
— |
|
0,05—0,4 |
|
0,05—0,5 |
— |
0,03—0,4 |
0.05—0,4 |
проводниковый выпрямитель заряжает, например, батарею конденсаторов большой емкости (до 0,3 Ф), напряжение по команде от системы управления поступает на первичную об мотку трансформатора, вызывая во вторичной цепи очень крат ковременный импульс сварочного тока (рис. 20.19, г). Форма и параметры импульса регулируются изменением коэффициента трансформации кс, емкости С и зарядного напряжения Uc. Конденсаторные машины отличаются высокой стабильностью сварочного тока, что обусловливает их широкое применение для соединения деталей малых толщин или для микросварки [8]. Однако наряду с указанными преимуществами эти машины обеспечивают очень жесткий режим, что обусловливает их при менение лишь для сварки металлов с относительно невысоким сопротивлением пластической деформации (алюминиевых, ти тановых и магниевых сплавов, малоуглеродистых сталей). Отечественной промышленностью выпускается ряд конденса торных машин, рассчитанных на вторичный ток от 5 до85кА. Большинство' современных машин оборудовано пневматиче скими приводами (до 150 кН), на маломощных машинах уста навливаются пружинные приводы, на многоточечных маши нах—гидроприводы [2, 7].
20-3.2. Электроды сварочных машин
Электроды — весьма важный элемент сварочной машины: их стойкость определяет производительность точечной и особенно шовной сварки. При сварке алюминиевых и магниевых сплавов износ проявляется в виде «за грязнения» рабочей поверхности электродов свариваемым металлом, что приводит к снижению теплопроводности электродов, росту ядра, снижению коррозионной стойкости соединений. При сварке сталей деформируется (сми
нается) |
рабочая |
поверхность |
(см. рис. 20.14, б), уменьшаются п'лотность |
||
тока и размеры |
ядра (появляются непровары). Стойкость |
электродов оце |
|||
нивается |
при сварке сплавов |
алюминия 200—400 точками, |
сталей — 5000— |
||
10000 точек [2]. |
|
электродным материалам |
(ГОСТ 14111—77): |
||
Основные требования к |
|||||
высокие электро- |
и теплопроводность (преимущественно |
при сварке алюми |
|||
ниевых сплавов и т. п. металлов), сопротивление пластической деформации
при повышенных |
(до 300—500 °С) температурах |
(в основном при соедине |
нии сталей, жаропрочных сплавов). |
меди, состав, свойства и |
|
Электродные |
материалы — сплавы на основе |
|
области применения которых приведены в (2, 7]. В качестве электродных вставок используют чистыё металлы — молибден и вольфрам. Сравнительно новую группу представляют материалы, упрочненные дисперсными частицами оксидов (А120 3, С гОз), нитридов и карбидов (1, 2], отличающихся высокой
жаропрочностью и электропроводностью.
Для алюминиевых и медных сплавов применяют электродные материалы с высокой электропроводностью (^ 8 5 % электропроводности меди), для жа ропрочных сплавов — с высокими температурой разупрочнения (~500°С) яли твердостью в нагретом состоянии.