5.4. Технолопя стикового зварювання безперервним оплавленням
Головними
параметрами режиму зварювання
безперервним оплавленням (див. рис.
5.2, б) за винятком фази підігрівання є
швидкість оплавлення уопя
та
осаджування IV, напруга холостого ходу
трансформатора ІІ2ХХ,
щільність
струму Узи або струм зварювання-оплавлення
/зв,
припуски на оплавлення Аопл
та осаджування Дос,
тривалість (час) оплавленая /опл
та осаджування під струмом /осст,
зусилля або тиск осаджування Рос,
р0С9
встановлювальна
довжина деталей /,, зусилля затиснення
заготовок між електродами рзлг.
При
зварюванні оплавленням з підігрівом
додатковими параметрами режиму є струм
імпульсу підігрівання /п,д,
його тривалість /1МП,
тривалість фази підігрівання /П(д,
кількість імпульсів підігрівання п
або
температура підігрівання Гпід.
Зварювання
з програмним керуванням оплавлення
характеризують також напруга холостого
ходу трансформатора і/^хх та програма
його зміни.
При
зварюванні імпульсним оплавленням
установлюють ще частоту та амплітуду
коливань рухомої плити машини.
Металеві
стрижні при безвідходному виробництві
(рис. 5.4, 5.5, табл. 5.7, 5.8) будівельних та
інших конструкцій з'єднують стиковим
зварюванням безперервним оплав
ленням
або оплавленням з підігріванням,
якщо стійкість оплавлення не може
бути забезпечена у зв'язку з відсутністю
машини потрібної потужності при
зростанні величини перерізу
стрижнів.
Деякі
рекомендації щодо вибору головних
параметрів стикового зварювання
оплавленням наведені у табл. 5.9-5.13.
1/21'
1
г
Розміри,
мм, стиків стикових з'єднань
без усунення грату
після
зварювання
Клас
арматури
0
Клас
арматури
0
А-І,
А-!І, А-Ш
10-18
*
і.з а;
0,85-1
Ат-ІУС
10-28
0,85-1
20-40
0,85-1
АтЛ/
10-28
*1.2<ГМ
0,85-1
А-ЇУ,
АЛ/, АЛЛ
10-22
0,85-1
Ат-ІУК,
10-28
0,85-1
Ат-ИІС
10-28
і
1.3 0*;,
0,85-1
АтЛ/СК
Примітки:
І.
Тип з'єднань С1-А*о та С2-Ян. 2. Використовуються
для виготовлення стрижнів мірної
довжини та при утилізації відходів.
Розміри,
мм, стиків стикових з'єднань з механічною
обробкою та без неї
Примітки:
І. Арматура класу А-У з діаметром не
більше 32 мм. 2. Арматура класу Ат-У тільки
з використанням локальної термічної
обробки. 3. Арматура класу Ат-ІУК і Ат-УСК
тільки для сталі марки 20ХГС2, 4. Тип
з'єднань СЗ-Км та С4*Кп.
Орієнтовна
щільність струму оплавлення і осаджування
при стиковому зварюванні деяких металів
і сплавів
Орієнтовні
параметри режиму контактного стикового
зварювання арматури для залізобетонних
будівельних
конструкцій
Тиск
осаджування, МПа, при зварюванні
оплавленням
деяких
металів і сплавів
Метал
При
зварюванні безперервним
оплавленням
При
зварюванні оплавленням з
підігрівом
I
Метал І
При
зварюванні безперервним
оплавленням
При
зварюванні оплавленням з
підігрівом
Сталі:
Чавуни
80-100
40-60
маловуглецеві
60-80
40-60
Алюміній
120-150
—
середньовугле-цеві
80-120
40-60
Алюмінієві
сплави і
130-200
—
високовуглецеві
100-120
40-60
І Мідь
250-400
—
низьковуглецеві
100-120
40-60
Латуні
140-180
-
феритні
100-180
60-80
Бронзи
140-180
—
аустенітні
150-220
100-140
Титанові
сплави
30-100
30-40
Арматуру
різних класів зварюють згідно з ГОСТ
14098-85 (типи з'єднань СІ-Ко і С2-Кн) за
режимами, що встановлюються для арматури
вищого класу. При наявності спеціальних
пристроїв /для попереднього підігрівання
стрижнів з більшим діаметром припускається
зварювати стрижні з відношенням
діаметрів 0,3-0,8.
Орієнтовні
значення швидкостей оплавлення й
осаджування для стикового зварювання
оплавленням різних металів
Метал
Швидкість
оплавлення, мм / с
Швидкість
осаджування, ми
/
с, не менше
середня
|
перед осаджуванням
Сталі:
маловуглецеві
0,5-1,5
2-5
15-20
низьколеговані
1,5-2,0
4-5
20-30
аустенітні
2,5-3,5
5-7
30-50
Алюмінієві
сплави
3,0-7,0
8-15
100-200
Примітка.
Сумарна встановлювальна довжина (/■ +
/■) мас дорівнювати 1,5 діаметра стрижня
для низьколегованих сталей, 2-2,4 діаметра
стрижня для маловуглецевих сталей.
Після
зварювання стрижні, які експлуатуються
при вібраційних навантаженнях,
піддаються механічній обробці в зоні
зварювання,
Стики
термозміцненої арматури із сталей
35ГС, 20ГС, 20ГС2, 20ХГС2 і т. ін. після
зварювання підлягають прискореному
охолодженню водою із спреєра (6-7 с) з
вивільненням із затискачів машини.
Орієнтовні
параметри режимів зварювання
термозміцнених стрижнів на машині
МС-2008 наведені нижче (табл. 5.14).
Орієнтовні
параметри режимів зварювання
термозміцненнх стрижнів
на
машині МС-2008
Орієнтовні
параметри режимів стикового зварювання
швидкорізальних сталей з вуглецевими
Діаметр
Припуск
Зусилля
прутка,
мм
на
підігрівання
Д
^
ми
[
на
оплавлення
Л
нн
осаджування,
кН
Сталі
Р9; Р12; Р18; Р9К5
10*12
1,1
2,3
3,8
12,5-15
1.2
2,4
в.о
16-19
1.3
2,5
в.8
20-24
1,4
2.7
14.7
25-31
1.5
3,0
22,8
32-39
1.7
3.3
35,в
40-49
2,0
3,6
54.2
Сталі
Р6МЗ; Р6МЗК5; Р9М4; Р12
10-12
—
2.4
5,7
12,5-15
—
2,5
9,0
16-19
1.2
2,7
14,7
20-24
1,3
2.9
22,0
25-31
1.4
3,1
34,2
32-39
1.5
3.5
53.5
40-49
1.7
3,9
81,0
Сталі
Р9Ф5; Р9К10- Р10К5Ф5; Р14Ф4; Р18Ф2
10-12
1.7
1.7
4,75
12,5-15
1.8
1.8
7,5
16-19
1,9
1,9
11.8
20-24
2,1
2,1
18,4
25-31
2,2
2.2
28.5
32-39
2,4
2.4
44,5
40-49
2,7
2.7
67.5
Примітка.
Встановлювальна довжина пругка з
швидкорізальної сталі має бути меншою,
ніж у прутка з вуглецевої сталі.
При
виготовленні інструменту' прутки із
швидкорізальної та вуглецевої сталей
зварюють безперервним оплавленням з
попереднім підігріванням при тривалості
імпульсу струму підігрівання 0,08-0,2 с і
тривалості
перерв між ними 0,12-0,3 с (великі значення
для прутків з діаметром 60-80 мм). Прутки
із сталей Р6МЗК5, Р12 та інших з діаметром
меншим, ніж 16 мм звичайно зварюють при
малих припусках на оплавлення. Прутки
із сталей з більш високою теплостійкістю
зварюють при більш тривалих підігріванні
та оплавленні (табл. 5.15).
З'єднання
металевих стрічок виконується стиковим
зварюванням безперервним оплавленням
(табл. 5.16).
Таблиця
5.16
Орієнтовні
параметри режимів стикового зварювання
стрічок
При
виборі параметрів режиму зварювання
стрічок потрібно враховувати, що
напруга холостого ходу зварювальної
машини тим більша, чим більша площа
поперечного перерізу заготовок.
Щільність струму знижується з підвищенням
товщини стрічки. Якщо ширина стрічки
коливається від 200 до 2000 мм, то величини
припусків Д опя
та Д ос
встановлюються однаковими, як для
ширини 400 мм. Мінімальний припуск на
оплавлення
Допл=
(0,4-2,5)5.
Інші
параметри зв'язані лінійною залежністю
з товщиною стрічки б .
Зварювання
тонких стрічок (товщиною до 0,3 мм)
потребує підвищеної точності налагодження
положення електродів і примусового
формування стику. Надійне закріплення
забезпечується використанням верхніх
губок зі скосом або губок з різальними
краями. Інколи ці стики зварюють на
машинах постійного струму. Перед
зварюванням кінці стрічки мають бути
точно обрізані. Для отримання однакової
встановлювальної довжини та паралельності
торців смуги встановлюють за допомогою
спеціального ножа, який розташовують
симетрично до губок.
При
зварюванні стрічок завтовшки 1,5—2 мм
для скорочення тривалості оплавлення
(на 20-30 %) і осаджування під струмом (до
2-3 періодів) рекомендується підвищувати
напругу холостого ходу зварювальної
машини в 2,5-3 рази. Параметри
А«.Доял,Аосг** режимів
стикового зварюван-
ік.ст.с-Ю' 1
Кл
*
ня
слрічок із сталі 12Х18Н10Т
наведені
в табл. 5.17.
Якщо
відрізання або встановлення стрічок
в машині недостатньо точні, то
збільшуються загальні витрати
металу завдяки збільшенню припусків
на оплавлення. При оплавленні стрічок
різної ширини для усунення підправлення
електродів необхідно встановлювати
обмежені величини припусків на
оплавлення.
Для
визначення основних параметрів
режиму зварювання стрічок на
автоматизованих машинах рекомендується
використовувати спеціальні графічні
залежності (рис. 5.6).
Стикове
зварювання стрічок із сталей, які
гартуються, виконують з термічною
обробкою стику.
При
термообробці стиків в губках машини
нагрівання
8Ь\мм
виконують
відразу після зварювання. Для запобігання
вигину стрічок забезпечується
зворотний хід рухомого затискача.
Для
рівномірного поширення струму підігріву
рекомендується використовувати
більш велику встановлювальну довжину
з краю стрічок і застосування тиску,
який повільно збільшується від центру
до краю.
Нагрівання
при термообробці може поєднуватися з
пластичною деформацією металу стику.
Металеві
листи, штаби та рейки можна зварювати
також імпульсним оплавленням (табл.
5.18) і оплавленням з програмним регулюванням
напруги та швидкості оплавлення
(табл. 5.19).
Орієнтовні
параметри режимів стикового зварювання
імпульсним
оплавленням
Примітка.
Угхх
- напруга
холостого ходу зварювального
трансформатора; Игкі
-
повний опір короткого замикання
зварювальної машини; т/к
- кінцева
швидкість подачі деталі; 5
-
товщина, В
- ширина
листа.
Орієнтовні
режими стикового зварювання
безперервним оплавленням
Тип
виробу (для штаби завширшки 200-600
ми)
Тривалість
зварювання, с
Напруга
(початкова)
Тривалість
оплавлення при високій напрузі,
с
Напруга
(низька) Он
в
Час
зникнення напруги, с
Тривалість
оплавлення
при
низькій
напрузі, с
Профільний
прокат завтовшки, мм:
10
60
6.0
6,0
6,0
—
—
12-14
80
7,0
30.0
4,0
20
20
16-22
120
7,0
40,0
4,0
ЗО
40
22-28
140
7,0
40.0
4.0
зо
60
30-40
150
7.0
50,0
4.5
40
50
45-50
170
7,0
60,0
5,0
40
60
50-70
240
7,5
80.0
5,5
50
100
Квадрати,
мм;
40
* 40
90
7,0
ЗО
4,5
ЗО
20
60
х 60
120
7,0
40
5.0
ЗО
40
оО
* 80
140
7,0
40
5,0
40
50
100
* 100
170
7,0
60
5,5
50
50
200
* 200
300
7,5
100
6.5
50
140
Рейки,
кг/лог. м":
38,43
100
7,0
40
3.8
15
35
50
120
7,0
50
4,0
25
35
65
150
7,0
60
в 4,5
ЗО
50
75
170
7,0
70
4.8
40
50
Прокатні
валки діаметром 130 мм (сталь 9Х)
200
3,0
60
5.0
—
128
Колінчасті
вали діаметром 220 мм (сталь 34ХНІМТ)
600
8.0
250
6,5
—
335
*
Кілограм на погонний метр.
Примітки:
1. Сумарна встановлювальна довжина
дорівнює 170 мм
для всіх виробів 100-120 мм. 2. Вироби
товщиною більш 40 мм мають скоси під
кутом 5-7 ° з двох боків. Косина 3. Режими
зварювання наведені для машин, які
мають опір короткого замикання з
максимальним поперечним перерізом.
з
програмним
регулюванням напруги та швидкості
оплавлення
Напруга
(кінцева) І^В
Час
підвищення швидкості, с
Тривалість
оплавлення на підвищеній швидкості,
с
Швидкість
оплавлення (кінцева), мм/с
Середня
потужність,
ЩО споживається, кВ-А
Витрата
електроенергії' на один стик,
кВтгод
Припуск
на осаджування, мм
Припуск
иа оплавлення, мм
6,0
6,0
1.5
1.5
50
0.4
6,0
18
4,8
6,0
1,5
1.5
100
2.15
7,0
25
4,8
6,0
1.5
1,5
115
3.75
8,0
28
5.5
7,0
2.0
1.2
150
6,8
9,0
ЗО
5.5
7.0
2,0
1.2
200
7.0
10,0
32
5,8
8,0
2.0
0,9
270
12,0
1.0
34
6,5
9.0
2,0
0,9
420
25.0
12,0
38
6.0
6,0
1.5
1.5
15
0,35
8,0
28
6,0
8,0
2.0
1.5
35-40
1,15
9.0
30
6,0
8,0
2,0
1.5
60-65
2,20
10,0
32
7,0
9,0
2,0
0.8
75-80
3,3
13,0
35
7,0
9,0
3,0
0,8
280
21,0
15.0
45
4.5
7,0
2,0
0,9
55
1.5
9,0
26
5,0
7.0
2.0
0,9
65
1.8
10,0
ЗО
5,8
7,0
2.0
0,9
70
2,6
12,0
32
5.8
7.0
2,0
0,9
80
2.8
12.0
36
в.о
8,0
2,0
1.2
200
—
13,0
45
в.о
10,0
2,0
0,9
300
13.0
45
з
товщиною стінки більше 20 мм і рейок.
Для зварювання виробів завтовшки 10-18
мм відповідно торців рейок не перевищує
3 мм. При менших товщинах скоси кромок
не застосовуються. І2жл
- 50-60
мкОм 4. Середнє значення потужності і
витрати електроенергії наведені для
виробів
Машини
для зварювання стрічок повинні мати
односторонній струмопід-від і плоскі
електроди.
При
розташуванні зварювального трансформатора
знизу машини забезпечується більш
рівномірне нагрівання металу стику.
Після
зварювання стрічок товщиною 1-6 мм і
шириною до 500 мм їх стики з гратом
зачищають дворізцевими консольними
гратозрізувачами (з верхнім
регульованим різцем), які вмонтовані
в машину.
Стики
на стрічках з алюмінієвих сплавів
обробляються сталевими жароміцними
вставками, які містяться в електродах.
На легованих сталях ґрат усувається
шліфуванням.
Труби
залежно від величини діаметрів та
товщини стінки зварюються безперервним
оплавленням, оплавленням з попереднім
підігріванням і оплавленням за
визначеною програмою.
Процес
зварювання тонкостінних труб починають
при невеликій швидкості оплавлення, а
закінчують при швидкостях 5-10 мм/с.
Необхідно різко підвищувати швидкість
оплавлення перед осаджуванням, щоб
забезпечити формування рівномірного
шару розплаву на торцевих поверхнях
деталей (табл. 5.20).
Таблиця
5.20
Параметри
режимів зварювання труб із маловуглецевих
сталей
безперервним
оплавленням
Розмір
труб, ми
Встановлю-
Напуга
Припуски,
мм
вальна
довжина 2/п,
мм
холостого
ходу
на
оплавлення
на
осаджуванням
на
осаджування під струмом
83
* 5
70
6,5-6,8
10-12
4
2
83
"4
70
6,5
10-12
2
3
76*6
70
6,8-7,2
10-12
4
1.5
60*6
70
6,5-6,8
10-12
4
2
60*5
70
5-5.5
10-12
2
4
60*3
70
6-6.5
9-10
2
2.5
38
* 4,5
60
6-6,5
8-10
3
1
32
* 5,5
60
6-6.2
10-12
3
1
32
* 4
60
5-5,4
8-9
2
2
32*3
60
5-5,5
8-9
2
2
Примітка.
Місцеве зміщення країв не перевищує
25 % товщини стінки.
Товстостінні
труби великого діаметра зварюють з
підігріванням. Орієнтовні режими
стикового зварювання труб великого
перерізу зі стінками завтовшки 12-50
мм з маловуглецевої сталі наведені у
табл. 5.21.
Труби
великого діаметра 1020-1420 мм зварюють з
програмуванням вторинної напруги
і швидкості оплавлення.
Основні
параметри режиму зварювання труб із
перерізом до 1200 см2
можуть
бути визначені за спеціальною номограмою
(рис. 5.7).
Швидкість
переміщення при оплавленні, яке вже
встановилося, та тривалість зварювання
визначаються також величиною перерізу
труби за цією ж
У0,
мм/с 0,22
т
0,225
0,23
0,24
і
0.25-0,26-
т
0,3
ол.
Ці
10,5
т
10.0-
Щ
номограмою.
Для цього відмітку на шкалі площі
перерізу (Г)
труби,
яку зварюють, зносять на шкали
швидкості переміщення і тривалості
зварювання, де визначають величини
швидкості (Уц)
і
тривалості оплавлення (/ опл).
Орієнтовні
параметри режимів стикового зварювання
труб великого перерізу із маловуглецевої
сталі
При
стиковому зварюванні кільцевих деталей
використовується більш потужне
зварювальне обладнання у зв'язку з
шунтуванням частини струму через тіло
виробу і підвищеним опором деформації
деталі.
Зменшують
струм шунтування одягненням рознімного
осердя на кільце, яке зварюють, для
підвищення опору ланцюга шунтування.
Деформацію полегшують підігріванням
кільця перед зварюванням зовні чи в
губках зварювальної машини (при
розімкнутих торцях).
Орієнтовні
параметри режимів зварювання профільних
кілець із сталі 12Х18Н10Т наведені у табл.
5.22.
Орієнтовні
параметри режимів стикового зварювання
профільних
кілець
із
сталі 12Х18Н10Т
Переріз,
ми
Встановлювальна
дов-жина 2/,, мм
Напруга
холостого
ходу (А», В
Загальна
тривалість підігрівання, с
Тривалість
одного
Імпульсу
підігрівання,
с
Припуск
на оплавлення ДодаММ
Швидкість
оплавлення {кінцева), мм/с
Тривалість
оплавлення, с
Припуск
на
осаджування Д
ос
ММ
Припуск
на
осаджування гад струмом Д
осхт»
ММ
875
70
7,5-8.0
ЗО
5
16-18
3,5
35
8
6
1500
90
8,4-9,0
50
5
24-26
3,5
50
11
8
3215
120
9,0-9.5
70
6
34-36
3.5
75
15
11
Примітка.
Технологія виготовлення кілець вмішує
вальцювання заготівок,травлення,
підняття кінців,
зварювання,
усунення
грату та
підсилення,
правку
та контроль якості.
Режими
зварювання рейок і заготовок із
різноманітних металів наведені у табл.
5.23, 5.24.
Таблиця
5.23
Орієнтовні
параметри режимів зварювання рейок
оплавленням
з
попереднім
підігріванням
Примітка.
Наведені режими для стаціонарних
зварювальних машин.
Орієнтовні
параметри
режимів стикового зварювання заготовок
великого перерізу імпульсним оплавленням
Параметри
Метал
заготовки
АМгб
ХН38ВТ
І
ВЖ101
Переріз,
мм2
12000
1400
2000
Напруга
холостого ходу В:
максимальна
13,2
5,0
6,8
мінімальна
8.0
4,3
5,0
Припуск
на оплавлення Д 0пл»
мм
45
4
5
Частота
коливань, Гц
3,5
4-8
4-8
Амплітуда
коливань, мм
0.3
0,8-1
0.8-1
Швидкість
коливань, мм/с
13,0
3,8
4,0
Швидкість
осаджування, мм/с
45
16
20
Тривалість
зварювання, с
120
26
55
Потужність,
що споживається, кВ А
200
200
220
Орієнтовні
параметри режиму стикового, ударно-дугового
зварювання
дротів
Метал
дротів
Ємність
конденсаторів, мкФ
Напруга
зарядки конденсаторів, В
Опір
розрядної мережі, Он
Зусилля
осаджування, даН
Енергія,
що накопичується, Дж
Дроти
0О,5мм
Срібло
+ срібло
100
450
0,5
0,17
10
Срібло
+ мідь
100
550
1.0
0.17
15
Мідь
+ мідь
100
450
0.5
0.17
10
Мідь
+ нікель
100
500
0.5
0,35
12.5
Мідь
+ коеар
120
550
0.5
0,17
18,2
Мадь
+ сталь низьковуг-
120
500
1,5
0.35
15
лецева
Мідь
+ молібден
120
1000
1.0
0.17
60
Срібло
+ нікель
100
500
1.0
0.17
12,5
Срібло
♦ ковар
120
550
2,0
0,17
18,2
Нікель
+ нікель
180
700
1.0
0,35
44,2
Дроти
01,0
мм
Срібло
+ срібло
180
750
0.57
1,05
50,4
Срібло
+ мідь
180-220
900-860
1,5-0.6
0.17
72
Мідь
+ мідь
200-280
1100
0.5
2,1
170
Мідь
+ нікель
200-380
1200
1.0-1.8
1.75
144
Мідь
♦ ковар
250-380
1300-1200
1.0
1.75
210
Мідь
+ сталь низьковуг-
200-480
1200-900
1,5
2.1
лецева
Мідь
+ молібден
480
1350
3.5
2.1
—
Срібло
♦ нікель
200-260
1000-900
1.5-0.9
1.05
81
Срібло
+ ковар
220-300
1100-1000
2,5-1.5
1.05
110
Нікель
+ молібден
480
1500-1400
1.5-2,5
2.1
392
Молібден
+ молібден
500
1500
0.5
1,75
563
Стикове
контактне зварювання успішно
використовується також для з'єднання
стиків дротів із перерізом від 0,008 до
3,2 мм2
та таврових з'єднань тонких дротів із
плоскими деталями з однорідних або
різнорідних пар металів і сплавів
у приладобудуванні, радіотехніці,
електроніці і т. ін.
Стикове
мікрозварювання різниться за видом
джерела живлення - конденсаторне
(енергія накопичується у конденсаторах)
та акумульоване (енергія накопичується
у магнітному колі) та за станом металу
в зоні зварювання -без розплавлення чи
з безперервним оплавленням деталей, в
тому числі
дуговим
або іскровим розрядами конденсаторів
з ударним та безударним осаджуванням.
Головними
параметрами режиму стикового
мікрозварювання є ємність конденсаторів,
напруга зарядки конденсаторів, опір
мережі розрядження конденсаторів,
коефіцієнт трансформації зварювального
трансформатора, зусилля осаджування
деталей у кінцевій фазі зварювання,
встановлювальна довжина деталей,
кількість енергії, що накопичується
для зварювання, та швидкість переміщення
зварювальної голівки.
Деякі
орієнтовні параметри режимів стикового
мікрозварювання наведені у табл.
5.25-5.29.
Таблиця
5.26
Орієнтовні
параметри режиму стикового мікрозварювання
опором
дротів із алюмінію і латуні
Метал
дротів
Діаметр
дротів, мм
Загальна
встановлювальна довжина / + /, мм
Ступінь
трансформатора
Зусилля
осаджування, даН
Латунь
Л63 Алюміній А1
0.6
0.58
2
З
6
7
6,0
0,6
Орієнтовні
параметри режиму стикового мікрозварювання
дротів
із
сталі 10Х18Н10Т опором та оплавленням
Після
зварювання усувають ґрат та посилення,
виконують правку та нагрівання
деталей з метою покращення структурного
стану металу.
Ґрат
усувається при зварюванні прямих труб
продуванням їх внутрішньої порожнини
газовими сумішами або обмежується
спеціальними внутрішніми знімними
вставками або вставками, які залишаються
після зварювання в трубі у вигляді
кілець. У трубах з легованих сталей
ґрат усувають протяжками і дорнами
з різальними кромками (рис. 5.8).
