Stroje a zariadenia na odporové zváranie

Tlakové zváranie

Tlakové zváranie zahŕňa rôzne spôsoby zvárania, pri ktorých sú diely, ktoré sa majú spojiť, stlačené mechanickou silou, vďaka čomu sa dosiahne spojitosť a pevnosť spoja.

Vo väčšine prípadov sa tlakové zváranie vykonáva zahrievaním častí, ktoré sa majú zvárať, jedným alebo druhým spôsobom a iba v niektorých špeciálnych prípadoch sa zváranie dosiahne bez zahrievania (napríklad zváranie za studena, výbušné zváranie). Zo všetkých metód tlakového zvárania je najbežnejšie elektrické odporové zváranie.

Kontaktné alebo odporové zváranie sa nazýva metóda elektrického zvárania, pri ktorej dochádza k zahrievaniu v dôsledku prevládajúceho uvoľňovania tepla v miestach dotyku častí, ktoré sa majú zvárať, keď nimi preteká elektrický prúd (obr. 1).

Ryža. 1. Hlavné typy odporového zvárania: a — čelné, 6 — bodové, b — valčekové, I — smer zváracieho prúdu.

Zvárací odpor je charakterizovaný lokálnou koncentráciou tepelnej energie a teda vysokou teplotou v oblasti spoja dielov, ktoré sa majú zvárať, čo je spôsobené značným odporom kontaktu spoja v porovnaní s odporom samotných dielov. . Z tohto hľadiska je odporové zváranie veľmi ekonomickým a účelným druhom zvárania.

Odporové zváranie sa môže vykonávať na jednosmernom aj striedavom prúde, ale v praxi sa používa takmer výlučne striedavý prúd, pretože prúdy potrebné na zváranie sú rádovo tisícky až desaťtisíce ampérov pri napätiach niekoľkých voltov. ľahko získať pomocou transformátorov. vyhradené jednosmerné zdroje na tento účel by boli príliš drahé, náročné na výrobu a menej spoľahlivé v prevádzke.

Zváranie na tupo

Pri zváraní na tupo sa konce častí, ktoré sa majú spojiť, dotýkajú, potom časťami prechádza významný prúd, ktorý ohrieva spoj na teplotu potrebnú na zváranie. Pozdĺžna tlaková sila potom dosiahne priamu spojitosť spojenia.

Existujú dva typy zvárania na tupo: bezreflexné zváranie (odporové zváranie) a opätovné zváranie.

Pri odporovom zváraní sa časti s opracovanými koncami dostanú do kontaktu a stlačia sa značnou silou, potom časťami prechádza prúd a v dôsledku prechodového odporu spoja dochádza k sústredenému uvoľňovaniu tepla.

Po dosiahnutí teploty potrebnej na zváranie v čelnej zóne sa pod vplyvom prítlačnej sily uskutoční plastové zváranie častí, ktoré sa majú spojiť.Na konci zváracieho cyklu sa prúd vypne a potom sa uvoľní tlaková sila.

Odporové zváranie sa zvyčajne vykonáva pri prúdovej hustote 5-10 kA a špecifickom výkone 10-15 kVA na 1 cm2 prierezu zváraných dielov. Tento typ zvárania sa zvyčajne používa na spojenie častí s malými prierezmi (do cca 300 mm2).

Pri zváraní na tupo s prihrievaním sa ohrev dielov uskutočňuje v troch alebo dvoch po sebe idúcich stupňoch - predhrievanie, blikanie a konečné upchávanie, alebo len v posledných dvoch stupňoch.

V počiatočnom momente zvárania sú diely, ktoré sa majú zvárať, v kontakte s prítlačnou silou 5 — 20 MPa, potom sa zapne prúd, ktorý zohreje spoje na 600 — 800 °C (pre oceľ), rovnako ako v zváranie na tupo bez tavenia. Potom sa tlaková sila zníži na 2 - 5 MPa, v dôsledku čoho sa zvýši prechodový odpor a v dôsledku toho sa zníži zvárací prúd.

S uvoľnením kompresie sa skutočná kontaktná plocha koncov častí zmenšuje, prúd sa ponáhľa do obmedzeného počtu kontaktných bodov a ohrieva ich na teplotu topenia a pri ďalšom zahrievaní za týchto podmienok sa kov prehrieva na teplota odparovania v jednotlivých bodoch.

Pod vplyvom nadmerného tlaku sa pary kovu odťahujú zo zváracej kontaktnej zóny a vytláčajú častice tekutého kovu do vzduchu vo forme vejára iskier a časť roztaveného kovu tečie po kvapkách. Za zničenými výstupkami na seba dosadajú po sebe nasledujúce kontaktné výstupky, čím sa vytvárajú nové dráhy pre zvárací prúd na zopakovanie nastaveného efektu.

Tento proces postupného spájania koncov dielov pozdĺž elementárnych hrebeňov pokračuje, kým konce zvarových dielov nie sú pokryté súvislým filmom polotekutého kovu, po ktorom sa vytvorí kovová kontinuita zvarového spoja s relatívne malou rušivou silou. . V tomto prípade sa prebytočné množstvo roztaveného kovu vytlačí z kontaktu vo forme otvoru (lemu).

Ohrev prečnievajúcich koncov zváraných dielov sa uskutočňuje najmä vedením tepla zo zváracieho kontaktu, kde má najväčší význam teplota. Zahrievanie častí medzi pripojovacími a napájacími elektródami v dôsledku prúdu pretekajúceho počas procesu pretavovania je veľmi malé.

Nastavenie množstva dodanej energie pri danom prechodovom odpore určenom podmienkami zváracieho procesu sa môže uskutočniť buď zmenou zváracieho prúdu alebo zmenou trvania toku prúdu.

Ako funguje stroj na zváranie na tupo, je znázornené na obr. 2.

Ryža. 2. Schéma zváracieho stroja na tupo: 1 — lôžko, 2 — vedenia, 3 — pevná doska, 4 — pohyblivá doska, 5 — podávacie zariadenie, 6 — upínacie zariadenie, 7 — obmedzovače, 8 — transformátor, 9 — ohybný prúdový vodič , Pzazh — uťahovacia sila produktov, Ros — rušivá sila produktov.

Stroje na zváranie na tupo sú klasifikované nasledovne.

1. Metódou zvárania — na odporové zváranie a lemovanie (nepretržité lemovanie alebo ohrievanie).

2. S registráciou vopred — univerzálne a špecializované.

3. Podľa konštrukcie pohonného mechanizmu — s pružinovým, pákovým, skrutkovým (z volantu), pneumatickým, hydraulickým alebo elektromechanickým pohonom.

4.Usporiadaním svoriek — s excentrickými, pákovými a skrutkovými svorkami a pákové a skrutkové svorky možno vykonávať ručne alebo mechanizovane s pneumatickým, hydraulickým alebo elektromechanickým pohonom.

5. Podľa spôsobu montáže a inštalácie — stacionárne a prenosné.

Bodové zváranie

Pri bodovom zváraní sú diely, ktoré sa majú spojiť, zvyčajne umiestnené medzi dvoma elektródami upevnenými v špeciálnych držiakoch elektród. Pod pôsobením tlakového mechanizmu elektródy tesne pritlačia časti, ktoré sa majú zvárať, a potom sa zapne prúd.

V dôsledku prechodu prúdu sa zvárané diely rýchlo zahrejú na zváraciu teplotu a najväčšie uvoľnenie tepla nastáva na spájaných plochách, kde môže teplota presiahnuť teplotu tavenia zváraných dielov.

Na obr. 3 je znázornené rozloženie teploty pozdĺž prierezu zváraných dielov, charakteristické pre konečnú fázu zvárania ocele.

Ryža. 3. Teplotné pole v poslednej fáze bodového zvárania

Najvyššia teplota sa pozoruje v centrálnej zatienenej časti miesta zvárania - jadre Kontaktná plocha časti, ktorá sa bude zvárať elektródou (zvyčajne s chladením vodou), sa zahreje na relatívne nízku teplotu, ale za prítomnosti kvapalné alebo polotekuté jadro a priľahlé plastové kovové jadro, tlaková sila elektród spôsobuje vrúbkovanie na povrchu zváracích obrobkov.

Teplota jadra v bode zvaru je zvyčajne o niečo vyššia ako teplota topenia kovu.Priemer roztaveného jadra určuje priemer bodu zvaru, ktorý sa zvyčajne rovná priemeru kontaktnej plochy elektródy.

Čas zvárania na jednom mieste závisí od hrúbky a fyzikálnych vlastností materiálu zváraných dielov, výkonu zváračky a prítlačnej sily. Tento čas sa pohybuje od tisícin sekundy (pre veľmi tenké farebné plechy) po niekoľko sekúnd (pre hrubé oceľové diely). Pre hrubý odhad možno čas na zváranie jedného bodu mäkkej ocele brať ako 1 s na 1 mm hrúbky zváraného plechu. Rýchlosť ohrevu kovu na teplotu zvárania výrazne závisí od intenzity uvoľňovania tepla.

Bodový zvárací stroj

Zváranie valcovaním

Pri tomto type zvárania sa spojenie dielov s kontinuálnym alebo prerušovaným švom uskutočňuje prechodom cez diely, ktoré sa majú zvárať, podávané pomocou rotujúcich valcov (obr. 4).

Ryža. 4. Princíp zvárania valčekom: 1 — zvárací transformátor, 2 — valčekové elektródy, 3 — valčekový pohon, 4 — zvárané diely

V povahe procesu je zváranie valcom podobné bodovému zváraniu. Zváranie valčekom sa často označuje ako švové zváranie, čo je prísne vzaté nesprávne, pretože koncept švového zvárania možno rozšíriť na takmer všetky druhy zvárania.

Valčekové zváracie stroje sú zvyčajne vybavené dvoma napájacími prúdmi, z ktorých jeden je poháňaný a druhý sa otáča v dôsledku trenia pri pohybe dielov, ktoré sa majú zvárať.

Zváranie valcovaním sa najčastejšie používa na spájanie tenkostenných dielov, napríklad pri výrobe palivových nádrží a sudov na prepravu rôznych materiálov.

Existujú tri režimy zvárania valčekom.

1. Nepretržitý pohyb zváraných častí vzhľadom na valčeky s nepretržitým prívodom prúdu. Táto metóda sa používa pri zváraní dielov s celkovou hrúbkou nie väčšou ako 1,5 mm, pretože pri veľkých hrúbkach sa spoj vychádzajúci spod valcov, ktorý je v plastickom stave, môže zlomiť v dôsledku delaminácie. Okrem toho pri nepretržitej dodávke prúdu dochádza k výraznému skresleniu zváraných častí.

2. Nepretržitý pohyb zváraných častí vzhľadom na valčeky s prerušovaným napájaním prúdu. Táto najbežnejšia metóda vytvára švy s malým skreslením vo výrobkoch s nižšou spotrebou energie.

3. Prerušovaný pohyb zváraných častí vzhľadom na valce s prerušeným prívodom prúdu (krokové zváranie).

Zváranie valcovaním je veľmi efektívne pri výrobe tenkostenných nádob, pri výrobe zváraných kovových rúr a radu ďalších produktov.

Hlavnými prvkami valčekových strojov sú lôžko, horné a spodné ramená s valčekovými elektródami, stláčací mechanizmus, valčekový pohon a zvárací transformátor s ohybným prúdovým drôtom.

Transformátory valcových strojov pracujú v intenzívnom režime s PR = 50 – 60 %, čo si vyžaduje zvýšené chladenie ich vinutí.

Valčekové zváracie stroje sa delia: podľa charakteru inštalácie — na stacionárne a mobilné, podľa účelu — na univerzálne a špecializované, podľa umiestnenia valcov vzhľadom k prednej časti stroja — na priečne zváranie, na pozdĺžne zváranie a univerzálny s možnosťou pohybu valčekov.pre umiestnenie valčekov voči výrobku — s obojstranným a jednostranným usporiadaním, podľa spôsobu otáčania valčekov — s pohonom na jeden valček, s pohonom pre oba valčeky s jedným horným valčekom, ktorý sa pohybuje po pevnej konzole, a s jedným valčekom a pohyblivým spodným tŕňom, podľa zariadenia stláčacieho mechanizmu — páka-pružina, poháňaná elektromotorom, pneumatická a hydraulická, podľa počet valcov — jednovalcový, dvojvalcový a viacvalcový.

Výkon najbežnejších valcovacích strojov je zvyčajne 100 — 200 kVA.Podobne ako bodové zváranie tenkých dielov sa môže vykonávať impulzmi výbojového prúdu kondenzátora, pre ktoré sa vyrábajú rôzne typy valcovacích strojov.

Ryža. 5. Odporový zvárací stroj