Что собой представляет для стыковой сварки сварочный аппарат

  • 17 Декабрь
  • 75 просмотров
  • комментариев
  • 35 рейтинг
Оглавление: [скрыть]
  • Физическая основа соединения
  • Оборудование для производства таких работ и принцип работы
  • Виды приборов для стыковой сварки
  • Схема устройства аппарата для стыковой сварки

Стыковая сварка – одна из разновидностей контактной сварки. Используют для стыковой сварки сварочный аппарат или сварочные машины электротермодеформационного способа, воздействия на соединяемые стыки.

Схема сварочного полуавтомата

Схема сварочного полуавтомата.

По степени термического воздействия на спаиваемые стыки различают 2 способа стыковой сварки:

  • оплавлением;
  • сопротивлением.

Сварка оплавлением является традиционным и самым распространенным способом. Он используется для стыковой сварки труб или соединения практически всех видов конструкционных металлов от таких легкоплавких металлов, как алюминий и медь, до жаропрочных титановых сплавов.

Сварка сопротивлением является соединением в основном проволоки из легкоплавких и малоуглеродистых металлов или полимерных материалов. Она происходит благодаря глубокой пластической деформации материала в месте стыка. В общем объеме контактной сварки доля стыковой составляет около 10%.

Физическая основа соединения

Схема стыковой контактной сварки

Схема стыковой контактной сварки.

За счет чего происходит соединение при стыковой сварке с точки зрения физики? В основе лежит два физических процесса – нагрев и частичная пластическая деформация материала в месте стыка. Этот эффект могут дать:

  • нагрев;
  • пластическая деформация.

При нагреве не только достигается необходимая для прочного соединения температура в месте стыка, но и прогревается околошовная зона на определенную глубину, что в итоге и обеспечит необходимую степень деформации материала на стадии осадки. Параметры температурного поля определяются в зависимости от следующих параметров:

  • способа (сопротивлением или оплавлением);
  • теплопроводности материала;
  • площади сечения соединяемых плоскостей.

Пластическая деформация. В основе этого процесса лежит создание электрофизического контакта в результате сдавливания соединяемых поверхностей с определенной силой (методом сопротивления – около 5-10 МПа; методом оплавления – около 1 кПа). В ходе сдавливания встык происходит удаление поверхностных “защитных” (оксидных) пленок, соединяемых материалов в месте стыка (или их разрушение), частичная осадка нагретых частей обеих деталей и образование прочного физического контакта на всей площади соединения.

Схема стыковой сварки полиэтиленовых труб

Схема стыковой сварки полиэтиленовых труб.

При стыковой сварке методом сопротивления во время сжимания деталей усилием (3-5 кН) включается сварочный трансформатор и происходит либо нагревание стыков током до температуры, которая на 10-15% ниже температуры плавления материала (т.е. без локального расплавления материала), либо расплавляется непосредственная поверхность стыка (т.е. с локальным расплавлением материала).

После нагрева до необходимой температуры места стыка ток выключается и производится резкое увеличение усилия сжатия до усилия, которое обеспечивает осадку, в результате чего происходит:

  • либо интенсивная деформация твердых элементов материала, отчего происходит удаление или разрушение поверхностных пленок;
  • либо под давлением происходит удаление расплавленной части нагретого материала, что обеспечивает прочный физический контакт соединения.

При такой операции методом оплавления глубина расплавляемой поверхности значительно глубже. В результате на торцах двух соединяемых деталей образуется сплошной расплавленный слой и при резком сближении поверхностей, происходит прочный контакт расплавленных слоев, что после затвердения материала приводит к образованию прочного стыка.

Вернуться к оглавлению

Оборудование для производства таких работ и принцип работы

Сварочные аппараты стыковой сварки работают по принципу термомеханической спайки давлением. Ее эффективность и прочность соединительных швов напрямую зависит от качества выполнения основных операций стыковой спайки:

Электросхема аппарата стыковой сварки

Электросхема аппарата стыковой сварки.

  • центрации поверхностей стыков;
  • разогрева соединяющихся поверхностей;
  • сдавливания стыков.

Основные этапы сварки (нюансы технологии):

  1. На подготовительном этапе торцы деталей обрезаются, зачищаются и происходит их закрепление в специальном устройстве сварочного аппарата или машины для стыковой сварки.
  2. Затем происходит центрация поверхностей будущих стыков: проводится точная установка осей стыкуемых деталей под необходимым углом и их фиксация.
  3. После этого необходимо немного развести стыкуемые поверхности, между которыми размещается нагревательный элемент аппарата для стыковой сварки. Нагревательный элемент разогревает до “рабочей” температуры поверхности обеих деталей (либо материал стыков доводится до состояния частичного оплавления).
  4. Когда поверхности готовы для соединения, нагревательный элемент удаляется, а разогретые (или оплавленные) кромки сдавливаются с определенной и достаточной силой (чрезмерная сила сдавливания может привести к неправильному соединению или деформации места стыка).
Вернуться к оглавлению

Виды приборов для стыковой сварки

Все оборудование для стыковой сварки делится на три классифицирующих разновидности по степени автоматизации процесса работы:

Схема ручного сварочного аппарата

Схема ручного сварочного аппарата: а — внешний вид и варианты кожуха; б — вариант намотки трансформатора; в — принципиальная схема сварочного аппарата.

  1. Ручные аппараты – управляются исключительно оператором (сварщиком). Используются в основном частными специалистами и на производствах, где сварочные работы проводятся время от времени (например, автомастерская).
  2. Полуавтоматические аппараты и машины – управляются в основном оператором, но некоторые процессы работы автоматизированы. Такой аппарат для стыковой сварки используется в основном в мелкосерийном производстве и при необходимости проведения сварочных работ время от времени.
  3. Автоматические машины стыковой сварки – полностью автоматизированные агрегаты, которым оператор (сварщик) только задает исходные параметры, а весь процесс сварки происходит автоматически. Используются в крупносерийном производстве.

Классификация разновидности аппаратов для стыковой сварки зависит от таких особенностей их конструкций, как:

  • наличия или отсутствие блоков автоматического управления механизмами сварочного аппарата;
  • вида блока управления работы нагревателя (ручная или автоматическая регулировка силы тока);
  • возможности сваривать детали больших габаритов.
Вернуться к оглавлению

Схема устройства аппарата для стыковой сварки

Независимо от разновидности оборудование для контактной сварки обязательно состоит из таких основных узлов и механизмов:

  • центратор;
  • торцеватель;
  • нагревательное устройство;
  • механизм поступательного перемещения.

http://www.youtube.com/watch?v=2Mnbj3CS_CA

Центратор – механизм, от которого в большей степени зависит успех всего процесса, так как именно он отвечает за правильность расположения стыкуемых между собой поверхностей деталей. После зажима деталей не должно быть никакого “люфта”. Процесс центрации контролируется показателями мерной шкалы путем микрометрических перемещений.

Торцеватель отвечает за подрезку торцов стыкуемых деталей, что должно обеспечить максимальную плотность соприкосновения поверхностей между собой. Он совмещается с центратором и крепится на общей станине станка для стыковой сварки.

Нагревательное устройство – самый главный узел сварочного оборудования. В его работе ни в коем случае нельзя допустить сбоя: от правильности температуры и времени нагрева стыкуемых торцов (рассчитывается в зависимости от способа сварки, типа материала и других параметров) полностью зависит прочность полученного стыка.

http://www.youtube.com/watch?v=RMb8bd8q9lo

Механизм поступательного перемещения, при помощи которого и происходит сдавливание между собой двух разогретых творцов деталей, существует как на электрическом или гидравлическом приводе, так и ручном (на мускульной силе).

Следует отметить, что крупногабаритные стыки ручным механизмом не стыкуются однозначно – для такой стыковки необходим сварочный аппарат для стыковой сварки с электрическим или гидравлическим приводом.


Responsive Menu Clicked Image