Что собой представляет роликовая сварка?

Роликовая сварка – это вид сваривания, при котором конструкции объединяются швом, полученным в результате подведения тока к крутящимся дисковым электродам и применения силы сжатия. Шов состоит из ряда точек сваривания. Контактная шовная сварка похожа на технологию точечного сваривания, но вместо конических электродов в ней используются ролики.

Схема роликовой сварки.

Ролики во время работы постоянно катаются по линии шва, что заставляет его более плотно прижимать соединяемые части, а также делает его надежно защищенным от влаги и газов. Отличительной особенностью данного вида сваривания, является хотя бы один электрод в виде ролика, катающийся по шву во время работы.

Роликовая сварка чаще всего используется для соединения труб из металлических листов, герметичных камер и др. Шовная сварка очень удобна при сваривании тонких металлических листов. Такой вид сваривания является наиболее востребованным в машиностроении, при создании металлоконструкций и т. д. Максимальная производительность свариваемого шва иногда может достигать 1 км/ч.

Механизмы для шовной роликовой сварки

Схема машины для шовной сварки.

Специальная техника для роликового сваривания практически полностью автоматизирована. Машины для двустороннего сваривания бывают однороликовые, двуроликовые и многороликовые. Каждый станок шовной сварки имеет предназначенные для него электроды специальной формы. Такая сварка позволяет создавать прямые швы немалой длины на расстоянии от начала шва, которое может позволить вылет устройства.

Двусторонняя двуроликовая установка шовной сварки способна выполнять вертикальные и горизонтальные швы.

Вертикальное расположение роликов можно использовать для сваривания изделий в форме цилиндра.

Чтобы соединить изделия при помощи шовного сваривания, необходимо протянуть их между роликами. По ходу работы необходимо отслеживать время воздействия электрического тока, которое периодически повторяется. Такой цикл позволяет создавать ряд точек сваривания, которые вместе образуют шов.

Режимы выполнения шовного сваривания, в зависимости от частоты перемещения соединяющихся деталей:

• прерывистая;
• непрерывная;
• шаговая.

Наиболее распространенным видом является прерывистая шовная сварка. Его выполняют путем импульсов тока (прерыванием подачи). Соединяющиеся детали при этом непрерывно движутся и находятся под давлением роликов. Один импульс создает одну точку шва. Чтобы шов не пропускал влагу и воздух, необходимо, чтобы точки перекрывали друг друга. Это создается путем подбирания необходимой скорости вращения электродов и частоты подачи тока.

Схема непрерывистой роликовой сварки.

Непрерывная технология подразумевает постоянную подачу тока. Во время работы детали находятся в движении, а давление роликов на них постоянно. Таким способом создается сплошной шов. Этот метод не имеет широкой популярности, т. к. во время работы детали сильно перегреваются, а ролики довольно быстро изнашиваются. Непрерывное сваривание можно проводить, если детали состоят из одного материала, имеют равную толщину и ровную зачищенную поверхность. Если хотя бы одно из условий не будет соблюдено, то детали могут быть испорчены, а шов не будет отвечать всем требованиям.

При сваривании пошаговой технологии детали двигаются с перерывами, находясь все время под давлением роликов. Станок шовной сварки, работающий шаговым методом, отличается своей сложной конструкцией и высокой ценой. Подача тока происходит, только когда ролики останавливаются. Это позволяет не перегревать поверхности деталей и самих роликов.

Машина шовной сварки состоит из следующих элементов, таких как:

• станина;
• устройство сжатия;
• электроды;
• устройство для вращения роликов;
• сварочный трансформатор.

Конструкция станины предусматривает ровное положение машины, а также предотвращает вибрацию.

Устройство сжатия может быть педальным, пневматическим или электрическим. Главная задача такого механизма – надежность сжатия деталей.

Электроды имеют форму роликов со специальными креплениями.

Устройство для вращения роликов в основном представляет собой вал, на котором они крепятся.

Сварочный трансформатор содержит механизм включения.

Шовная сварка может потребовать использование дополнительных инструментов: агрегаты для зачистки, сварочные клещи и другое оборудование.

Техника роликовой сварки

Схема устройства трансформатора

Шовное сваривание рекомендуется применять для малоуглеродистой и нержавеющей стали.

Низкоуглеродную сталь толщиной около 4 мм сваривают роликами с контактной поверхностью около 1 см.

Сила сжатия должна быть около 8,4 кН, время импульса до 0,12 с, а перерывы составляют до 0,1 сек. Скорость примерно равна 1,6 м/мин.

При соединении деталей из нержавеющей стали все параметры уменьшают на 40%. При стыковочном соединении алюминия скорость производительности шва не больше 1 м/мин. Форма электродов зависит от вида машин контактной шовной сварки, на которых планируется их применение, а также от самих конструкций, требующих сварки.

Сохранение формы рабочей поверхности электродов является гарантией качественного шва.

Чтобы соединить детали из цветного металла, применяют электроды сферической формы. Другое их название – сплошные электроды. Корпус электрода обладает хорошей электрической проводимостью, а рабочая часть состоит из износостойкого, прочного, твердого материала. Сплошные электроды применяют для точечной технологии в многоэлектродных механизмах.

Для шовного варианта применяют особые диски из сплава электродов. Форма роликов зависит от материала металла и его толщины. Сферические ролики применяют для легких сплавов.

При рельефной сварке подбирают электроды в форме сферы или плоские. Для сваривания встык форма контактных губок зависит от конструкции свариваемых частей. Губки с рабочей поверхностью в форме призмы используют для круглых деталей.

Применение шовной сварки.

Электроды для такой сварки бывают из хромистой, бериллиевой и кадмиевой бронзы, из меди и других сплавов.

Роликовая сварка труб с тонкими стенками производится с применением контактных губок с проточками в форме цилиндров.

Шовная сварка нержавеющей стали может проводиться только с небольшой толщиной.

Идеальный шов роликовым методом создается при прерывистой технике проведения: машина не перегревается, а сам шов представляет собой отдельные точки сваривания, края которых тесно соприкасаются друг с другом.

Методы проведения прерывистой сварки:

1. Ролики периодически перемещаются, делая остановки на некоторое время. Ток подается в момент остановки.
2. Ролики перемещаются без перерыва, прокручиваясь с неизменной скоростью. Ток подается периодически, имея импульсивный характер.

Технологию с периодическим перемещением роликов используют реже, т.к. она более сложная.

Сварочный роликовый стенд

Некоторые работы удобно проводить на специальных стеллажах и магнитных стендах. Роликовый стенд для сварки является приспособлением, которое при помощи вращения свариваемых деталей позволяет добиваться создания ровного герметичного свариваемого шва. Он представляет собой совокупность роликовых опор и приводов. Опоры могут быть объединены в секции. В зависимости от грузоподъемности стенда, может быть различное количество опор. Необходимые части конструкции устанавливают на стенде, подготавливая к работе. В основном на таком приспособлении сваривают детали цилиндрической формы.

Роликовый стенд предназначается в основном для сваривания и сборки отдельных частей трубопровода и других металлических конструкций. Стенд имеет возможность вращения свариваемой конструкции в процессе работы.

Благодаря стенду, при проведении продольного шва, можно без труда выполнить сваривание контрольного шва в самом низу.