Контактная сварка - Технология
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 15:55
- Просмотров: 27120
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Подготовка деталей к сварке и сборка При подготовке поверхностей к контактной сварке должны выполняться три основных требования: в контактах электрод - деталь должно быть обеспечено как можно меньшее электрическое сопротивление (Я> min), в контакте деталь - деталь сопротивление должно быть одинаковым по всей площади контакта. Сопрягаемые поверхности деталей должны быть ровными, плоскости их стыка при сварке должны совпадать.
Выбор конкретного способа подготовки поверхностей определяется материалом деталей, исходным состоянием их поверхностей, характером производства. Для штучного и мелкосерийного производства необходимо предусмотреть операции правки, рихтовки, обезжиривания, травления или зачистки, механической обработки. В условиях крупносерийного и массового производства, где обеспечивается высокое качество исходных материалов в заготовительном и штампопрессовом производствах, подготовку поверхностей перед сваркой можно не делать. Исключение составляют детали из алюминиевых сплавов, требующих обработки поверхности не ранее чем за 10 ч до сварки.
Критерием качества подготовки поверхности является величина контактных сопротивлений Лэ_д и Яд.л. Для их измерения детали зажимают между электродами сварочной машины, но сварочный ток не включают. Сопротивление измеряют микроомметром при помощи щупов. Для сталей сопротивление более 200 мкОм свидетельствует о плохом качестве поверхности. Высокое R3.n приводит к перегреву электродов и подплавлению поверхности деталей, вследствие чего происходит наружный и внутренний выплеск металла и образуется чрезмерная вмятина под электродами.
Чтобы обеспечить точность, сборку деталей производят в приспособлениях: универсальных - в единичном и мелкосерийном производстве и специальных - в крупносерийном и массовом. Для фиксации деталей используют их технологические отверстия, выступы, рельефы. Детали прихватывают в приспособлениях и окончательно сваривают в свободном состоянии. Иногда в приспособлениях выполняют весь процесс сварки. Приспособления должны обеспечивать свободный доступ электродов к месту прихватки и сварки, быстрое и надежное закрепление деталей, точность сборки и неизменность режима сварки. Первые прихватки следует располагать в местах большой жесткости, остальные - от середины к краям.
Режимы сварки Основные параметры режима всех способов контактной сварки это сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей. Теплота в свариваемом металле выделяется при прохождении через него импульса тока /св длительностью т в соответствие с законом Джоуля - Ленца:
где за RCB принимают сопротивление столбика металла между электродами. При расчете сварочного тока, времени импульса, сварочного трансформатора RCB - исходный параметр, так как его легко рассчитать, зная материал детали, ее толщину и требуемую температуру сварки. При этом сопротивлениями в контактах между деталями и между электродами и деталями пренебрегают.
Согласно закону Джоуля - Ленца увеличение RCB должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Ома
/св = U2/Z,
где Ui - напряжение на вторичном контуре сварочной машины, a Z полное сопротивление вторичного контура, в которое входит RCB. Поэтому при увеличении RCB уменьшится /св, а он входит в закон Джоуля - Ленца в квадрате. Следовательно, увеличение RCB не всегда увеличивает количество выделяющейся при сварке теплоты, многое зависит от соотношения RCB и полного сопротивления вторичного контура сварочной машины. Отсюда следуют несколько практических выводов. С ростом общего сопротивления вторичного контура от 50 до 500 мкОм тепловыделение в зоне сварки уменьшается по мере падения RCB примерно в 10 раз. Недостаток тепла компенсируется увеличением мощности (./2) или времени сварки. Сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (= 50 мкОм) сопровождается интенсивным ростом нагрева по мере падения RCB в процессе увеличения сварного ядра. При достижении равенства RCB = Z нагрев достигает максимума, а затем, по мере еще большего снижения RCB (по достижении требуемого размера ядра), уменьшается. Таким образом, сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (а их большинство) сопровождается нестационарным нагревом и нестабильным качеством соединений. Уменьшить этот недостаток можно надежным сжатием зачищенных деталей, обеспечивающим поддержание RCB на минимальном уровне, либо поддерживая высокий уровень RCB за счет слабого сжатия деталей и разделения импульса сварочного тока на несколько коротких импульсов. Последнее еще и экономит энергию и обеспечивает прецизионное соединение с остаточной деформацией 2...5 %.
При сварке на машинах с большим сопротивлением вторичного контура (> 500 мкОм) снижение RCB в процессе сварки практически не влияет на выделение теплоты, нагрев остается стационарным, что характерно для сварки на подвесных машинах с длинным кабелем во вторичном контуре. Сваренные на них соединения обладают более стабильным качеством.
Закон Джоуля - Ленца графически изображается гиперболой. Если учесть допустимый по ГОСТ 15878-74 уровень проплавления в пределах 0,2...0,8 от толщины детали, то весь диапазон режимов сварки можно изобразить двумя гиперболами: верхней, ограничивающей проплавление на уровне 0,8, и нижней - 0,2 толщины детали (рис. 147). Из графика видно, что в процессе контактной сварки в зависимости от выбранных режимов можно попасть в одну из трех характерных областей: полного непровара, провара П, в которой глубина проплавления может находиться в пределах 20...80 % толщины детали, и область сварки с выплесками Вп. В области можно выделить три зоны режимов. Зона ЛВС характерна большим сварочным током и малым временем его протекания. Такие режимы называют жесткими. Здесь на глубину проплавления влияет практически только время сварки. Увеличение силы тока более чем на 20 % от точкиВ ведет к бесполезной затрате энергии и не в состоянии увеличить провар. Эта зона составляет 20 % от общей области сварки с проваром. BCDE - зона оптимальных (средних) режимов, при которых на глубину проплавления влияет изменение как силы тока, так и времени сварки. В зоне DEF, составляющей 20 % от области сварки с проваром, относительно малый ток и большое время импульса. Такие режимы называют мягкими. Глубину проплавления можно регулировать здесь только за счет изменения силы тока в очень узком диапазоне его значений. Повышение времени сварки в этой зоне не увеличивает проплавление и размеры ядра точки, но может перегреть металл ядра. Точки / и 2 показывают минимально и максимально допустимое время сварки данных толщин данных материалов, при которых еще можно получить минимально допустимое проплавление на максимальном и минимальном токах, соответствующих точкам 3 и 4. Для стали 10 при толщине 1 + 1 мм tmin = 0,016 с при /тах = 12 кА и ттах = 0,88 с при /min = 5 кА. Таким образом, перепад во времени может быть в пределах порядка, а по силе тока - всего в 2,5 раза. Расход электроэнергии при сварке на жестких режимах оказывается в 10 раз меньше, чем при сварке на мягких режимах, при этом стойкость электродов повышается в 3...5 раз.
Силу сварочного тока /св, длительность импульса т и усилие Р сжатия деталей при точечной сварке выбирают в зависимости от толщины свариваемой детали 5. При жестких режимах /св = 10 0005, т = 0,085, Р = 2505. При мягких режимах /св = 60005, т = 0,25, Р = 1005. Чаще применяют промежуточные значения параметров. При последовательной сварке нескольких точек надо увеличивать силу тока с учетом его шунтирования - утечки через ранее сваренные точки. При шовной сварке силу тока выбирают на 20...30 % больше, чем при точечной. Длительность паузы между импульсами тока должна быть равна длительности импульса в пределах 0,04...0,06 S. Это обеспечивает перекрытие сварных точек в шве на 50 %. Усилие сжатия принимают Р = 3005. Скорость сварки обычно устанавливают 0,5...6,0 м/мин.
При контактной стыковой сварке оплавлением к параметрам режима относят напряжение холостого хода U2 сварочного трансформатора, плотность тока у, скорость осадки Уос, величину оплавления /оп, величину осадки /ос и вылет / каждой свариваемой детали из электродов - губок (расстояние от торца детали до электрода, в котором эта деталь зажата). Вылеты деталей могут быть одинаковыми, если детали имеют одинаковое сечение и выполнены из одного материала. Если свариваются детали разных сечений или из разнородных металлов, то уменьшают вылет детали, нСогласно закону Джоуля - Ленца увеличение RCB должно увеличивать количество выделяющейся теплоты. Но по закону Омаагрев которой должен быть меньше. Если мощность машины недостаточна, стыковую сварку оплавлением ведут несколькими короткими импульсами или предварительно подогревают детали. При стыковой сварке сопротивлением вместо скоростей оплавления и осадки принимают величину осадки обеих деталей и усилие осадки.
Комментарии
С уважением,
Иванов Владимир Иванович
ООО "Икар Лтд"
тел.:(843)562-01-02(доб.325)
г.Казань
RSS лента комментариев этой записи