Сущность и основные виды контактной сварки

Контактная сварка

Подогрев стыков при прихватке и сварке

Необходимость и температура подогрева стыковых соединений перед прихваткой и сваркой дуговыми способами при положительной температуре окружающего воздуха определяется исходя из материала, формы и толщины стенки конструкции и регламентируется соответствующими РД и другими документами.

Подогревать стык можно индукторами (током промышленной или средней частоты), радиационными нагревателями сопротивления, газовым пламенем, обеспечивая нагрев стыка по всей длине. При толщине стенки более 30 мм ширина зоны подогрева должна быть не менее 150 мм (по 70-75 мм с каждой стороны), при толщине стенки до 30 мм - не менее 100 мм. Ширина зоны подогрева угловых и нахлесточных соединений - 50-75 мм в каждую сторону от будущего шва.

Стыки труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при толщине стенки более 45 мм следует нагревать индуктором. Подогрев этих стыков должен быть организован так, чтобы сразу после окончания сварки можно было произвести их термообработку.

Стыки толщиной стенки 25 мм и менее разрешается нагревать газовым пламенем. Стыки с толщиной стенки более 25 мм можно нагревать газопламенными сварочными горелками или резаками лишь в исключительных случаях, если нет возможности установить индуктор, радиационный нагреватель или кольцевую горелку.

При приварке подкладного кольца конец трубы можно подогревать газовым пламенем независимо от толщины стенки трубы.

Температуру подогрева можно контролировать с помощью термопар (ТП), цифровых контактных термометров (ТК-3М, ТК-5 и др.), пирометров, термокарандашей, термокрасок. Контроль температуры предварительного и сопутствующего подогрева стыков трубопроводов из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки более 25 мм необходимо производить в двух диаметрально противоположных точках по периметру стыка, при этом на вертикальных стыках замер производится в нижней и верхней точках стыка.

Контактной сваркой называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

Количество тепла может быть определено по закону Джоуля-Ленца

Q=IRt,

где R - сопротивление участка цепи в месте контакта деталей.

Для быстрого нагрева свариваемых деталей применяют большие токи, достигающие десятков тысяч ампер. Наибольшее сопротивление на участке контакта изделий. Сопротивление самих деталей и сопротивление на границе детали и токоподвода значительно меньше. С повышением температуры сопротивление в зоне контакта деталей увеличивается. Таким образом, применение больших токов позволяет осуществить нагрев металла и выполнить сварку за доли секунды. Режим контактной сварки характеризуется совместным действием основных параметров: силы тока и времени его протекания; силы сжатия и времени ее применения.

По основным параметрам контактной сварки - тока и времени его действия - различают два режима процесса сварки: жесткий и мягкий. Жесткий режим - большие токи при малом времени процесса сварки. Такой процесс применяется для сталей, склонных к перегреву и к образованию закалочных структур, а также при сварке легкоплавких цветных металлов и их сплавов. Мягкий режим (большая продолжительность процесса и постепенный нагрев металла) применяют при сварке углеродистых сталей, которые менее чувствительны к тепловому воздействию.

Машины для контактной сварки состоят из двух основных частей - электрической и механической.

Электрическая часть состоит из понижающего трансформатора, регулятора тока (или переключателя ступеней), регулятора времени, прерывателя тока, токоподводящих проводов и шин. Трансформатор обычно однофазный, с секционированной первичной обмоткой, позволяющей с помощью переключателя изменять вторичное напряжение в диапазоне (1..20 В). Вторичный ток трансформатора достигает десятков тысяч Ампер. Вторичная обмотка трансформатора состоит из отдельных медных полос или пустотелых витков, охлаждаемых водой.

График изменения тока и усилия сжатия совмещенные во времени, называют циклограммой процесса сварки. Для управления работой машины применяют устройство, называемое регулятором цикла сварки. Регуляторы цикла (РЦС) собирают на разной элементной базе: на логических элементах либо с использованием программирумых управляющих микроконтроллеров. Первые имеют регулировочные ручки для настройки основных временных параметров: времени протекания тока, времени сжатия и т д. Вторые, реализующие микропроцессорное управление, позволяют более гибко управлять процессом, назначая определенные параметры методом программирования. Программирование выполняют на низком уровне в машинных кодах или на языке Ассемблера. Обычно серийно выпускаемые РЦС имеют в своем ПЗУ набор программ, необходимую из которых нужно только выбрать, использую встроенную мини-клавиатуру.

Включение и выключение тока производится со стороны первичной обмотки трансформатора. Обычно используют игнитронные или тиристорные прерыватели, так как механические не обеспечивают точное время пропускания тока и коммутируемую мощность.

Механическая часть состоит из станины, узлов, обеспечивающих фиксацию деталей и необходимое давление для сжатия.

Контактная сварка является высокопроизводительным процессом и легко поддается механизации и автоматизации. Весьма перспективно применение сварочных роботов для контактной сварки. В этом случае возможно создание безлюдных технологий для изготовления сложных конструкций.

Дата добавления: 2014-01-06