Стыковая сварка

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:20

Просмотров: 22530

ТЕХНИКА ВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА СТЫКОВОЙ СВАРКИ

Методы стыковой сварки, рассматриваемые в этом разделе, выбираются в зависимости от сечения, материала, формы заготовок и мощности машины. Сварка сопротивлением рекомендуется для соединения заготовок из низкоуглеродистой стали круглого или квадратного сечений с площадью не более 100 мм2. Сопротивлением свариваются также заготовки из цветных металлов и сплавов: меди, латуни, бронзы и алюминия. При этом площадь свариваемых заготовок ограничивается мощностью машины. Технология контактной сварки При сварке сопротивлением торцы заготовок должны быть ровными и при установке в машину хорошо прилегать друг к другу. Сварку сопротивлением стальных заготовок можно производить на машинах с любым приводом, кроме жесткого электромоторного привода. Сварку цветных металлов и сплавов можно выполнять лишь на машинах с пружинным, грузовым, гидравлическим приводами, обеспечивающими постоянное давление на свариваемые заготовки и автоматическое осаживание их »в момент достижения требуемой пластичности. Процесс сварки сопротивлением выполняется в следующей последовательности: а) б) заготовки закрепляются в зажимах машины с точным соблюдением установочной длины к заготовкам прикладывается усилие,- равное усилию осадки, или меньшее; Значения установочной длины при стыковой сварке в) г) д) включается электрический ток и концы заготовок нагреваются до температуры сварки (для низкоуглеродистой стали 1200-1250°); производится осадка концов заготовок на величину припуска на сварку сопротивлением и выключение тока в конце осадки; заготовки освобождаются из зажимов и подвергаются дальнейшей обработке. Сварка непрерывным оплавлением рекомендуется для соединения: 1) заготовок из незакаливающихся сталей; 2) 3) заготовок из закаливающихся сталей при сравнительно малых сечениях, а также тонкостенных с развитым сечением; стальных заготовок с медными, латунными, алюминиевыми; за медных заготовок с алюминиевыми. Сварку непрерывным оплавлением возможно выполнять на машинах с ручным рычажным, штурвальным, электромоторным, гидравлическим, пневматическим или комбинированным приводом. Перемещение подвижного зажима в период оплавления должно быть плавным с резким ускорением в период осадки. Процесс сварки непрерывным оплавлением осуществляется в следующей последовательности: а) заготовки закрепляются в зажимах с точным соблюдением установочной длины (табл. 95); за включается электрический ток, и подвижный зажим плавно перемещается по направлению к неподвижному зажиму. Скорость перемещения подвижного зажима выбирается в зависимости от сечения металла и вторичного напряжения в пределах 1-25 мм/сек. Искрообразование должно быть непрерывным; вк г) после оплавления концов заготовок на величину, равную заданному припуску на оплавление, производится осадка со скоростью 25-200 мм/сек. Через 0,5-3,5 мм осадки ток выключается, и окончательная осадка производится без тока; заготовки освобождаются из зажимов и поступают на дальнейшую обработку. Сварка оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением рекомендуется для соединения заготовок из легированных и углеродистых сталей с площадью сечения более 100 мм2. Для низкоуглеродистых сталей этот способ применяют, когда стыковая машина не имеет достаточной мощности для сварки непрерывным оплавлением. Сварку сильно развитых сечений этим способом производить не следует. Предварительный подогрев сопротивлением позволяет уменьшить припуск на сварку и может быть применен в случае, если включающее устройство машины позволяет производить большое количество включений и выключений тока под нагрузкой. Сварку оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением можно выполнять на машинах с ручным рычажным, штурвальным или комбинированным приводом. Привод должен при этом позволять при пониженном давлении осуществлять предварительный подогрев концов заготовок сопротивлением. Процесс сварки оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением осуществляется в следующей последовательности: а) заготовки закрепляются в зажимах с точным соблюдением установочной длины и сжимаются небольшим усилием для обеспечения хорошего контакта; за пу « пу под током заготовки подвижным зажимом разводятся на 0,5-1 мм а затем плавно сводятся, как в случае сварки непрерывным оплавлением. по после осадки, начало которой должно протекать (как и в случае сварки непрерывным оплавлением) под током, заготовки немедленно освобождаются из зажимов машины и проходят дальнейшую обработку в зависимости от требований технологического процесса. При этом, ввиду возможности появления трещин и закаленных зон, заготовки из легированных сталей часто отжигаются сразу после сварки. Сварка оплавлением с предварительным подогревом прерывистым оплавлением рекомендуется во всех случаях, когда возможно применение сварки оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением. Этот метод сварки требует дополнительного расхода материала заготовок при подогреве и применяется в случае, когда включающее устройство машины не позволяет производить большое количество включений и выключений тока под нагрузкой. Этим методом можно производить сварку на машинах, привод которых позволяет производить замыкание и размыкание заготовок под током. Процесс сварки оплавлением с предварительным подогревом прерывистым оплавлением протекает в следующей последовательности: а) б) заготовки закрепляются в зажимах с точным соблюдением установочной длины (табл. 95). включается ток и подающим устройством концы заготовок периодически смыкаются и размыкаются до тех пор, пока они не Соединения при стыковой сварке будут нагреты до 850-900°. Период выдержки при замыкании должен быть 0,5-3 сек., а при размыкании 2-6 сек. Количество замыканий зависит от площади сечения заготовок и равняется 5-30; в) после последнего размыкания начинается процесс оплавления, а затем следует осадка. Дальнейшие операции должны протекать в той же последовательности, что и при сварке оплавлением с подогревом сопротивлением, 3.

СОЕДИНЕНИЯ ПРИ СТЫКОВОЙ СВАРКЕ

При всех методах стыковой сварки основным условием получения прочного стыка является достаточный и равномерный нагрев участков заготовок в месте их соединения. Помимо этого, необходимо обеспечить нагретым участкам возможность деформироваться в равной степени, что также влияет на прочность стыка. Эти условия обеспечиваются при сварке одинаковых сечений в случае расположения оси стыка перпендикулярно оси свариваемых заготовок (фиг. 165, а). В отдельных случаях стык располагается не перпендикулярно оси свариваемых заготовок (фиг. 165,6), как например, при изготовлении рам, резцов. Надежное выполнение таких соединений представляет некоторые трудности и возможно только методом оплавления. В целом ряде случаев приходится соединять заготовки, различные по форме и сечению. К таким случаям следует отнести приварку труб к фланцам, стержней к дискам, боковую приварку листов, сварку тяг, сварку режущего инструмента, когда сечение державки значительно отличается от сечения режущей части и др. Стабильную прочность при таком соединении заготовок можно получить, лишь обеспечив одинаковую форму и размеры сечения в месте соединения. Отклонения размеров в месте сварки зависят от метода сварки и формы сечения. При сварке сопротивлением отклонения должны быть наименьшими: для круглых стержней отклонения по диаметру 2%, а при сварке квадратных сечений разница в размерах менее 1,5%. При сварке оплавлением эти отклонения могут быть увеличены. В этом случае разница в диаметрах может достигать 15%, а при квадратных и прямоугольных сечениях наибольшая разница в размерах 10%. Разностенность труб при сварке оплавлением не должна превышать 15%. Во всех разобранных случаях оси свариваемых заготовок должны совпадать. В практике широко применяется сварка деталей с замкнутым контуром. При этом в случае больших габаритов заготовок целесообразна сварка с одним стыком, а в случае небольших габаритов с двумя стыками. Схема сварки колец дана. Целесообразность сварки малогабаритных заготовок с двумя стыками объясняется простотой заготовки деталей при почти одинаковом расходе мощности по сравнению со сваркой одностыковых замкнутых заготовок. В последнем случае имеет место шунтирование тока, которое повышается с уменьшением габарита заготовок. На чертежах швы, выполненные стыковой контактной сваркой, должны условно обозначаться в соответствии с ГОСТ 5263-58. Условное обозначение этих швов дано в табл. 96. В соответствии с ранее рассмотренными методами стыковой сварки при сварке оплавлением в чертежах необходимо указы¬вать дополнительно, как ведется процесс нагрева: непрерывным оплавлением, оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением или оплавлением с предварительным подогревом прерывистым оплавлением. ТЕХНОЛОГИЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ Нормальный нагрев заготовок, необходимый для получения прочного стыка, в значительной степени зависит от длины конца заготовки, выступающего 13 зажима машины, называемой установочной длиной. При слишком малой установочной длине конец заготовки прогревается недостаточно в результате того, что тепло, сообщаемое ему, отводится в зажим машины.

При слишком большой установочной длине концы заготовок прогреваются на слишком большое расстояние, что приводит к увеличению длины деформирующегося участка и плохому качеству стыка. Кроме того, при слишком большой установочной длине концы, выступающие из зажимов, при осадке могут потерять устойчивость. Установочная длина определяется в зависимости. Распределение припуска при сварке: а - сопротивлением; б - оплавлением. мости от размеров сечения и материала заготовок. Значения установочной длины для круглых и квадратных сечений и различных материалов приведены в табл. 95. Данными табл. 95 следует пользоваться при сварке заготовок, имеющих диаметр или сторону квадрата не менее 8 мм. При сварке стальных заготовок, при значениях d или h от 5 до 8 мм значение а и б следует умножить на 1,2; при значении от 3 до 5 мм на 1,4, а значении до 3 мм на 1,6. При сварке листовой стали значения установочной длины определяются в зависимости от толщины листов и длины стыка. Эти значения приведены в табл. 97. Данные таблицы могут быть использованы как при сварке листов, так и при сварке фигурных сечений и труб. Сварка металла толщиной менее 0,5 мм на стыковой машине трудно осуществима. Большое значение при стыковой сварке имеет припуск на сварку, т. е. та величина, на которую заготовки после сварки будут уменьшены по длине. Величина припуска на сварку зависит в основном от метода сварки и берется наименьшей при сварке сопротивлением и наибольшей при сварке непрерывным оплавлением. При сварке сопротивлением припуск С расходуется на осадку. При сварке непрерывным оплавлением и оплавлением с предварительным подогревом сопротивлением припуск расходуется на оплавление осадку под током С2 и осадку без тока С3. Свариваемые материалы удельное давление в кг/мм. Под током» и «осадку без тока» при всех методах сварки берется одинаковым для одного и того же сечения. При сварке заготовок из листового материала и заготовок с развитым сечением припуск на сварку может быть определен по табл. 99. Приведенные значения припусков минимальные. Данными 98 и 99 можно руководствоваться в случае, когда зазоры между торцами не превышают величин, указанных в табл, 100. Если зазоры будут больше указанных, необходимо увеличивать соответственно общий припуск. При этом общий припуск увеличивается за счет припуска на оплавление. Данными табл. 100 следует руководствоваться при сварке развитых компактных сечений оплавлением. При стыковой сварке меди, латуни и алюминия значения при пуска на сварку можно брать по табл. 101. Указанные в табл. 101 припуски целиком идут на осадку. При этом ввиду высокой теплопроводности цветных металлов большая часть осадки должна осуществляться под током. При сварке меди и латуни со сталью, которая производится методом непрерывного оплавления, припуск на сварку и его распределение выбирается по табл. 102. Сварку меди и латуни со сталью можно производить на стыковых машинах, применяемых для сварки стали. Процесс оплавления протекает устойчиво при этом оплавляется в основном стальная заготовка.

На прочность сварного стыка большое влияние оказывает также давление, приложенное к заготовкам при осадке. Величина давления зависит от материала заготовок и площади сечения в месте сварки. Давление определяется исходя из удельного давления, значение которого приведено в табл. 103. Расчет давления производится по уравнению:

где Рос - давление осадки в кг; Р ос - удельное давление в кг]мм2\ F - площадь сечения заготовок в месте сварки в мм2. На устойчивость процесса, производительность и качество стыковой сварки влияет также напряжение холостого хода на зажимах машины й сила тока во время сварки. Напряжение холостого хода выбирается в зависимости от метода сварки, сечения заготовок и свариваемого материала по табл Минимальные значения напряжения холостого хода при стыковой сварке Сила тока зависит от метода сварки, материала заготовок и определяется исходя из плотности тока и сечения заготовок в месте сварки. Средние значения плотности тока при различных* методах сварки даны в табл. 105. Недостаточный ток может вызвать дефекты в виде непроваров и включений окислов.