ТАБЛИЦА ИЛ
РЕЖИМЫ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ТРУБ БОЛЬШИХ СЕЧЕНИЙ ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ И РЕЛЬСОВ
(С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ V )
S, см* |
'i + ' r |
у ,.о- в |
тнагр’ с |
рошг |
лошг “•* |
лос- ““ |
Л О С .Т - ““ |
|
ММ |
|
|
мм/с |
|
|
|
40 |
240 |
6,5 |
60 |
1.8 |
15 |
9 |
6 |
100 |
340 |
7,4 |
240 |
1.2 |
20 |
12 |
8 |
200 |
420 |
9,3 |
540 |
0,6 |
23 |
15 |
12 |
300 |
440 |
10,4 |
720 |
0.5 |
26 |
16 |
12 |
Sp48 |
95 |
8,7 |
180 |
1.0 |
18 |
9 |
5 |
$Рв5 |
150 |
9,7 |
300 |
0.8 |
21 |
12 |
6 |
— скоростью оплавления и Допл — припуском, выбираемыми из условия равномерного нагрева торцов и достаточного про
грева околошовной зоны. К концу процесса скорость оплавле ния увеличивают. Величина Д0пл, составляющая до 0,8 общего
припуска, |
определяет градиент температур |
вдоль деталей. |
С ростом |
теплопроводности металла иопл |
возрастает: при |
сварке сталей средняя 0Опл=1-^3 мм/с, хромоникелевых ста
лей 2,5—3 мм/с, сплавов алюминия 4— 10, меди ~ 20 мм/с. Давление осадки зависит от сопротивления деформации и сте пени нагрева металла (подогрева), например, при сварке ма
лоуглеродистых сталей рос= 70 МПа (50 МПа при сварке с по догревом), коррозионностойких сталей— 170 (110), сплавов алюминия — 220, титана — 60 (35) МПа. Припуск на осадку под током Доо.т=0,4-т-0,7 Дос и возрастает при увеличении сечения деталей (Д0с=5 мм, Дос.т = 2 мм при S=10 см2; Дос=11 мм, Асе.т=4 мм, при S=100 см2). Скорость осадки обычно в 10— 15 раз больше о0пл, она возрастает при увеличении теплопро водности металла, например, при сварке сталей до 60 мм/с, алюминия — до 150, меди — до ^2 0 0 мм/с. Из других парамет-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т а б л и ц а |
и.г |
|
|
РЕЖИМЫ |
СВАРКИ |
ОПЛАВЛЕНИЕМ |
ДЕТАЛЕЙ |
|
|
|||||
С |
БОЛЬШОЙ |
ПЛОЩАДЬЮ |
СЕЧЕНИЯ ИЗ СПЛАВА АМгб |
|
|||||||
|
|
|
|
<р0с = |
160+250 МПа) |
|
|
|
|
||
5, см* |
и ,.« |
в |
N , |
рнач’ |
иопл’ |
ркон* |
тсв’ |
топл’ |
Д О П Л’ |
Аос* |
|
|
|
||||||||||
min |
шах |
кВА |
мм/с |
|
мм/с |
мм/с |
с |
с |
мм |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
18 |
2,0 |
5,0 |
40 |
0,8 |
|
3,5 |
24 |
42 |
10 |
36 |
24 |
56 |
3,5 |
6,3 |
160 |
0,5 |
|
3,2 |
10 |
72 |
15 |
40 |
32 |
220 |
10,0 |
15,4 |
400 |
0,5 |
|
3,0 |
10 |
170 |
20 |
45 |
45 |
ров следует отметить напряжение холостого хода (С/г.о), кото рое обычно выбирают минимальным для обеспечения устойчи
вого оплавления. В качестве примеров в таблицах 21.2, 21.3 приведены режимы сварки труб, рельсов и деталей из сплава
АМгб.
При сварке оплавлением с подогревом инструментальных заготовок, хвостовик которых выполняют из дешевой углеро дистой стали, а рабочую часть из быстрорежущей, k > ly и
Лопл. Аопл-
21.2.4. Обработка соединений после сварки
Для получения высоких механических свойств соединения после сварки термообрабатывают, например сварные рельсы подвергают нормализации и отпуску.
С поверхностей деталей грат снимают разными способами, например, непосредственно на машине специальными ножами, используя металлорежущие станки, резцовые и плунжерные гратосниматели. Внутри прямых труб град удаляют протяжкой с резцами или дорнами, гнутых — стальными снарядами, пере мещаемыми сжатым воздухом, продувкой не остывшего стыка кислородом и т. д. Грат в трубах большого диаметра снимают вращающимися резцовыми головками.
21.3. Оборудование для стыковой сварки
Основным элементом оборудования являются сварочные ма шины.
21.3.1. Сварочные машины
Машины по конструкции и назначению весьма разнообразны и их классификация производится по тем же признакам, кото рые приняты для точечных и шовных машин (см. разд. 20.3.1), например, по виду сварки: для сварки сопротивлением и оп
лавлением, роду тока, назначению и т. д.; аналогичны и элект рические характеристики машин.
Типовая схема универсальной машины для стыковой сварки приведена на рис. 21.5. Она состоит из станины 8, сварочного трансформатора 9, вто ричного контура 10, подвижной 4 н неподвижной 11 плит, токоподводов (гу
бок) 3 для закрепления деталей, зажимных цилиндров 1 |
и 2, привода по |
|||||||
дачи 5, направляющих б и блока системы управления 7. |
Наиболее широко |
|||||||
применяются машины переменного тока |
(табл. 21.4), |
которые |
обозначаются |
|||||
по виду сварки с указанием |
наибольшего тока |
(кА) |
и номера |
модели. На |
||||
пример, МСС-1601 — машина |
для |
стыковой |
сварки |
сопротивлением, |
||||
/ев. max—16 кА, модель № |
1 |
(ГОСТ 297—80). Машины ИЭС им. Е. О. Па- |
||||||
тона обозначаются буквой |
К |
с |
указанием модели, |
например |
К-617 и т. д. |
|||
Используется |
ряд специализирован |
|
||||||||||
ных машин, например, МС-401 для |
|
|||||||||||
сварки ленточных пил, МСО-1601 |
для |
|
||||||||||
сварки |
цепей, |
для сварки |
железнодо |
|
||||||||
рожных |
рельсов |
на |
путях |
(К-155 |
и |
|
||||||
К-355) |
|
и |
в |
стационарных |
|
условиях |
|
|||||
(К-190 |
П). Машины К-354, |
|
К-393 и |
|
||||||||
К-375 предназначены для сварки лег |
|
|||||||||||
ких |
сплавов |
сечением |
до |
|
< 2 |
дм2 |
|
|||||
(К-354). |
Сварка |
|
труб |
диаметром |
|
|||||||
< 1 ,0 2 |
м |
в |
полевых |
условиях |
произво |
|
||||||
дится на полустационарных (ТКУС) и |
|
|||||||||||
передвижных установках (ТКУП). Для |
|
|||||||||||
сварки труб |
диаметром |
1,42 |
м |
со стен |
|
|||||||
кой |
толщиной |
16,5—20 |
мм |
|
использу |
|
||||||
ются |
|
комплексы |
«Север» с |
машиной |
|
|||||||
К 700, |
которая |
вводится |
внутрь трубы. |
Рис. 21.5. Схема машины для стыко |
||||||||
В приборостроении и радиоэлектро |
||||||||||||
нике |
применяются |
конденсаторные |
ма |
вой сварки |
||||||||
шины для соединения деталей малого диаметра до 1—2 мм. Известны и машины постоянного тока, например, для
сварки оплавлением тонкостенных деталей из титановых сплавов, сварки со
противлением цепей |
(в Японии). |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 21А |
||
ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА |
|||||||
|
|
ДЛЯ |
СТЫКОВОЙ |
СВАРКИ |
|
|
|
Марка |
.ном |
N. |
Механизм |
Механизм |
р тах |
п |
^ т а х ' |
машины |
'с в • |
к В А |
подачи |
зажима |
Foc • |
сварок |
|
|
кА |
|
|
|
кН |
за 1 ч |
см* |
МСС-1601 |
16 |
97 |
Пружин |
Эксцентри |
0,4 |
200 |
0,8 |
МСС-2503 |
25 |
150 |
ный |
ковый |
0,63 |
400 |
|
То.же |
То же |
1,1 |
|||||
МСО-1604 |
16 |
100 |
Пневмати |
Пневмати |
50 |
100 |
15 |
К-617 |
— |
150 |
ческий |
ческий |
160 |
30 |
40 |
Гидравли |
Гидравли |
||||||
К-566М |
— |
450 |
ческий |
ческий |
3000 |
|
700 |
То же |
То же |
8 |
|||||
• Малоуглеродистой стали.
21.3.2. Системы управления оборудованием
Система управления обеспечивает включение и выключение тока, регулирование силы тока (вторичного напряжения), обеспечи вает определенную временную программу выполнения операций зажатия, подогрева, оплавления, осадки, снятия грата, термо обработки в машине, перемещение деталей и т. д.
На простых машинах малой мощности программирование осуществляется конечными выключателями. Более сложные
системы управления основаны на применении кулачковых уст ройств, которые задают скорость перемещения деталей, дли тельность нагрева (оплавления), момент приложения усилия осадки и его величину. На мощных машинах (К-190П, К-355 и т. д.) используются релейные системы управления. Вторичное напряжение изменяют переключением ступени трансформатора или регулированием угла включения тиристорного контактора. Скорость движения плиты изменяют, варьируя число оборотов ротора двигателя электромеханического привода. Наиболее со вершенными являются адаптивные системы управления с обрат ными связями, например, по температуре, частоте пульсаций тока при оплавлении, позволяющие обеспечить высокое каче ство соединений при действии возмущающих факторов.
21.3.3. Приспособления и оснастка |
|
Для установки и центрирования деталей, подвода |
к ним тока, |
в машинах имеются зажимные токоподводящие |
устройства |
с винтовыми (усилие зажатия до 40 кН), рычажными, эксцентри
ковыми, пневматическими |
(до |
100 |
кН), |
гидравлическими |
(50 мН) и электромеханическими приводами. |
бронзы (БрНБТ, |
|||
Электроды изготовляются |
из |
меди |
или |
|
БрНК, МЦ2, МЦЗ и т. д:). Их форма соответствует сваривае мым деталям для предотвращения проскальзывания. Приводы перемещения или подачи плиты обеспечивают относительное медленное движение детали при нагреве (оплавлении) и быст рое при осадке. Известны приводы, в частности, пружинные (усилие до 1 кН), рычажные (до 50 кН), электромеханические (кулачковые — до 75 кН) и гидравлические (до 3 МН).
21.3.4. Машины-автоматы.
Поточные автоматизированные машины
Известен ряд машин-автоматов, например, для сварки цепей. Сначала прутки разрезаются на заготовки требуемой длины, за гибаются звенья, вяжется цепь и подается под стальные зажимы с медными электродами. Стык звена подогревается, оплавляется и сваривается. Грат зачищается резцовой головкой. После сварки звенья подвергают закалке и отпуску. Например, уста новка УСО-2501, выпускаемая ПЗТЭСО, предназначена для
стыковой сварки оплавлением с предварительным подогревом высокопрочных цепей калибров 22—30 мм для горных машин. Автоматически выполняется сварка, зачистка грата и перемеще ние цепи на два шага. Система управления выполнена на бес контактных элементах с применением микросхем. Производи тельность машины 3—4,5 стыков в мин.
Рнс. 21.6. Схема трубосварочного стана
Стыковые машины устанавливаются в автоматические поточ ные линии, в частности изготовления колес легкового автомо биля ВАЗ. В этой линии кроме сварки обода осуществляется правка полосы, закатка обода, обрезка грата и профилирование обода. Часовая производительность такой линии 720 колес.
При производстве труб, приварке к ним ребер широко ис пользуется высокочастотная стыковая сварка. На рис. 21.6 при ведена схема автоматической трубосварочной установки.
Лента из рулонов с |
конвейера 1 и разматывателя 2 правится в валках |
3 и после обрезки концов |
на ножницах 4 сваривается в непрерывную полосу |
на стыковой машине 5. Непрерывность этих операций обеспечивается петлеобразователем 6. Далее полоса подается в формовочное устройство 7 и по ступает в сварочную машину 8, где производится нагрев в индукторе и
сварка продольного шва заготовки. Трубы охлаждаются до 50—60 °С в хо |
|||
лодильнике 9 водовоздушной смесью, калибруются на стане J0, вновь на |
|||
греваются в |
индукционной |
печи II, |
направляются на редукционный стан 12, |
а ^атем на |
резку летучей |
пилой |
13 и на участки отделки 14 и 15. |
21.4. Промышленное применение стыковой сварки
Применение контактной стыковой сварки (в основном сварки оплавлением) составляет —10% общего применения контактной
сварки.
Стыковая сварка сопротивлением используется для соедине ния проволоки из стали, алюминия, меди диаметром^ 8 мм, прутков диаметром <25 мм, труб диаметром ^ 5 0 мм, в произ водстве цепей, ободов колес и т. п.
Стыковая сварка оплавлением применяется при изготовлении колец (шпангоутов) диаметром 4—5 м, заготовок (полос) при непрерывной прокатке, валов, оконных переплетов, дверей, пе регородок, цепей, трубопроводов, железнодорожных рельсов в стационарных и полевых условиях, комбинированного режу щего инструмента, например сверл и т. д.