Машине и уређаји за отпорно заваривање

Заваривање под притиском

Заваривање под притиском обухвата различите методе заваривања код којих се делови који се спајају сабијају механичком силом, чиме се постиже континуитет и чврстоћа споја.

Заваривање под притиском се у већини случајева врши загревањем делова који се заварују на овај или онај начин, а само у неким посебним случајевима заваривање се постиже без загревања (на пример, хладно заваривање, заваривање експлозивом). Од свих метода заваривања под притиском, електроотпорно заваривање је најчешће.

Контактно или отпорно заваривање назива се метода електричног заваривања, у којој до загревања долази услед претежног ослобађања топлоте на местима додира делова који се заварују када кроз њих протиче електрична струја (сл. 1).

Пиринач. 1. Главне врсте отпорног заваривања: а — фронтално, 6 — тачка, б — ваљак, И — правац струје заваривања.

Отпор заваривања карактерише локална концентрација топлотне снаге и стога висока температура у пределу споја делова који се заварују, што је последица значајног отпора контакта споја у поређењу са отпором самих делова. . У том смислу, отпорно заваривање је веома економична и сврсисходна врста заваривања.

Отпорно заваривање се може изводити и на једносмерну и на наизменичну струју, али се у пракси користи скоро искључиво наизменична струја, јер су струје потребне за заваривање од неколико хиљада па чак и десетина хиљада ампера на напонима од неколико волти највише. лако се добија уз помоћ трансформатора. наменски извори једносмерне струје за ову намену били би прескупи, тешки за производњу и мање поуздани у раду.

Чеоно заваривање

Код сучеоног заваривања крајеви делова који се спајају се додирују, након чега кроз делове пролази значајна струја, загревајући спој до температуре потребне за заваривање. Уздужна сила притиска тада постиже директан континуитет везе.

Постоје две врсте сучеоног заваривања: заваривање без рефлекса (отпорно заваривање) и поновно заваривање.

Код отпорног заваривања делови са обрађеним крајевима се доводе у контакт и сабијају значајном силом, затим кроз делове пролази струја и услед контактног отпора споја долази до концентрисаног ослобађања топлоте.

Након достизања температуре потребне за заваривање у чеоној зони, врши се пластично заваривање делова који се спајају под дејством силе притиска.На крају циклуса заваривања струја се искључује, а затим се ослобађа сила притиска.

Отпорно заваривање се обично изводи при густини струје од 5-10 кА и специфичној снази од 10-15 кВА по 1 цм2 попречног пресека заварених делова. Ова врста заваривања се обично користи за спајање делова са малим попречним пресецима (до око 300 мм2).

Код сучеоног заваривања са поновним загревањем, загревање делова се врши у три или две узастопне фазе - предгревање, бљескање и завршно заваривање, или само у последње две фазе.

У почетном тренутку заваривања делови који се заварују су у контакту са силом компресије од 5 — 20 МПа. Затим се укључује струја која загрева спојеве на 600 — 800 ° Ц (код челика), као и код сучеоно заваривање без топљења. Након тога, сила притиска се смањује на 2 — 5 МПа, услед чега се повећава отпор контакта и, сходно томе, смањује се струја заваривања.

Са ослобађањем компресије, стварна контактна површина крајева делова се смањује, струја јури на ограничен број контактних тачака и загрева их до температуре топљења, а са даљим загревањем у овим условима, метал се прегрева до температура испаравања на појединим тачкама.

Под утицајем превеликог притиска, метална пара се повлачи из контактне зоне заваривања и истискује честице течног метала у ваздух у виду лепезе варница, а део растопљеног метала тече у капима. Иза уништених избочина, узастопне контактне избочине се наслањају једна на другу, стварајући нове путање струје заваривања да понови постављени ефекат.

Овај процес узастопног спајања крајева делова дуж елементарних гребена наставља се све док крајеви заварених делова не буду прекривени непрекидним филмом полутечног метала, након чега се ствара метални континуитет завареног споја са релативно малом реметилачком силом. . У овом случају, вишак количине растопљеног метала се истискује из контакта у облику рупе (обода).

Загревање истурених крајева заварених делова врши се углавном провођењем топлоте са контакта за заваривање, где је температура од највећег значаја. Загревање делова између прикључне и електроде за напајање услед струје која тече током процеса претапања је веома мало.

Подешавање количине енергије која се испоручује на датом контактном отпору одређеном условима процеса заваривања може се извршити или променом струје заваривања или променом трајања струјања струје.

Како ради машина за сучеоно заваривање је илустровано на сл. 2.

Пиринач. 2. Шема машине за сучеоно заваривање: 1 — кревет, 2 — вођице, 3 — фиксна плоча, 4 — покретна плоча, 5 — уређај за напајање, 6 — уређај за стезање, 7 — граничници, 8 — трансформатор, 9 — флексибилни струјни проводник , Пзаж — сила затезања производа, Рос — сила узнемиравања производа.

Машине за сучеоно заваривање су класификоване на следећи начин.

1. Методом заваривања — за отпорно заваривање и бљескање (непрекидно трептање или загревање трептаја).

2. Уз претходну регистрацију — универзална и специјализована.

3. Према дизајну погонског механизма — са опругом, полугом, завртњем (од волана), пнеуматским, хидрауличним или електромеханичким погоном.

4.По распореду стезаљки — са ексцентричним, полужним и навојним стезаљкама, а полуге и вијчане стеге се могу изводити ручно или механизовано пнеуматским, хидрауличним или електромеханичким погоном.

5. Према начину монтаже и уградње — стационарни и преносиви.

Тачкасто заваривање

Код тачкастог заваривања, делови који се спајају обично се налазе између две електроде причвршћене у посебним држачима електрода. Под дејством механизма притиска, електроде чврсто притискају делове који се заварују, након чега се струја укључује.

Услед проласка струје, делови који се заварују брзо се загревају до температуре заваривања и највеће ослобађање топлоте се јавља на површинама које се спајају, где температура може да пређе температуру топљења делова који се заварују.

На сл. На слици 3 приказана је расподела температуре по попречном пресеку заварених делова, карактеристична за завршну фазу заваривања челика.

Пиринач. 3. Температурно поље у последњој фази тачкастог заваривања

Највиша температура се уочава у централном засенченом делу места заваривања – језгру Контактна површина дела који ће се заваривати електродом (обично са воденим хлађењем) загрева се на релативно ниску температуру, али у присуству течно или полутечно језгро и суседно пластично метално језгро, сила притиска електрода изазива удубљења на површини предмета заваривања.

Температура језгра на тачки заваривања је обично нешто виша од тачке топљења метала.Пречник растопљеног језгра одређује пречник места заваривања, обично једнак пречнику контактне површине електроде.

Време заваривања на једном месту зависи од дебљине и физичких особина материјала заварених делова, снаге апарата за заваривање и силе притиска. Ово време варира од хиљадитих делова секунде (за веома танке плоче у боји) до неколико секунди (за дебеле челичне делове). За грубу процену, време заваривања једне тачке меког челика може се узети као 1 с по 1 мм дебљине завареног лима. Брзина загревања метала до температуре заваривања значајно зависи од интензитета ослобађања топлоте.

Машина за тачкасто заваривање

Ролл велдинг

Код овог типа заваривања, спајање делова са континуалним или дисконтинуалним шавом врши се проласком кроз делове који се заварују, напајаним помоћу ротирајућих ваљака (слика 4).

Пиринач. 4. Принцип ваљкастог заваривања: 1 — трансформатор за заваривање, 2 — електроде на ваљцима, 3 — погон ваљка, 4 — заварени делови

По природи процеса, заваривање ролнама је слично тачкастом заваривању. Заваривање ролама се често назива заваривањем шавова, што је стриктно нетачно, јер се концепт заваривања шавова може проширити на скоро све врсте заваривања.

Машине за заваривање на ваљцима обично су опремљене са две струје напајања, од којих се једна покреће, а друга ротира услед трења при померању делова који се заварују.

Заваривање у ролнама најчешће се користи за повезивање делова танких зидова, на пример, у производњи резервоара за гориво и буради за транспорт различитих материјала.

Постоје три начина заваривања на ваљцима.

1. Непрекидно кретање заварених делова у односу на ваљке уз континуирано снабдевање струјом. Ова метода се користи при заваривању делова укупне дебљине не веће од 1,5 мм, јер код великих дебљина спој који излази испод ваљака, који је у пластичном стању, може да се поквари услед раслојавања. Поред тога, уз континуирано напајање струјом, долази до значајног изобличења заварених делова.

2. Непрекидно кретање заварених делова у односу на ваљке са прекидним напајањем струје. Ова најчешћа метода производи шавове са мало изобличења код производа са мањом потрошњом енергије.

3. Повремено померање заварених делова у односу на ваљке са прекинутим напајањем струје (степено заваривање).

Роло заваривање је веома ефикасно у производњи танкозидних посуда, у производњи заварених металних цеви и низа других производа.

Главни елементи ваљкастих машина су лежај, горњи и доњи крак са ваљкастим електродама, компресијски механизам, погон ваљка и трансформатор за заваривање са флексибилном струјном жицом.

Трансформатори ваљкастих машина раде у интензивном режиму са ПР = 50 — 60%, што захтева појачано хлађење њихових намотаја.

Машине за заваривање са ваљцима се деле: према природи уградње — на стационарне и мобилне, према намени — на универзалне и специјализоване, према положају ваљака у односу на предњи део машине — за попречно заваривање, за уздужно заваривање и универзална са могућношћу померања ваљака.за локацију ваљака у односу на производ — са двостраним и једностраним распоредом, према начину ротације ваљака — са погоном за један ваљак, са погоном. за оба ваљка, са једним горњим ваљком, који се креће дуж фиксног носача, и са једним ваљком и покретним доњим трном, према уређају компресијског механизма — полуга-опруга, погоњена електромотором, пнеуматски и хидраулични, према број ваљака — у једно-ваљкастим, дво-ваљкастим и вишеваљкастим.

Снага најчешћих машина са ваљцима је обично 100 — 200 кВА.Слично као и тачкасто заваривање танких делова, може се вршити импулсима струје пражњења кондензатора, за које се производе различите врсте ваљкастих машина.

Пиринач. 5. Машина за отпорно заваривање