Motståndssvetsmaskiner och apparater

Trycksvetsning

Trycksvetsning innefattar olika svetsmetoder där delarna som ska sammanfogas komprimeras med mekanisk kraft, vilket gör att fogens kontinuitet och styrka uppnås.

I de flesta fall utförs trycksvetsning genom att värma upp de delar som ska svetsas på ett eller annat sätt, och endast i vissa speciella fall uppnås svetsning utan uppvärmning (till exempel kallsvetsning, explosiv svetsning). Av alla trycksvetsningsmetoder är elektrisk motståndssvetsning den vanligaste.

Kontakt- eller motståndssvetsning kallas metoden för elektrisk svetsning, där uppvärmning sker på grund av den övervägande värmeavgivningen vid kontaktpunkterna för delarna som ska svetsas när en elektrisk ström flyter genom dem (fig. 1).

Ris. 1. Huvudtyperna av motståndssvetsning: a — frontal, 6 — punkt, b — rulle, I — svetsströmmens riktning.

Svetsmotstånd kännetecknas av en lokal koncentration av värmekraft och därför en hög temperatur i området för fogen av delarna som ska svetsas, vilket beror på det betydande motståndet hos fogens kontakt jämfört med motståndet hos delarna själva . I detta avseende är motståndssvetsning en mycket ekonomisk och ändamålsenlig typ av svetsning.

Motståndssvetsning kan utföras på både lik- och växelström, men i praktiken används nästan uteslutande växelström, eftersom de strömmar som krävs för svetsning i storleksordningen tusentals och till och med tiotusentals ampere vid spänningar på några volt kan vara mest lätt att få med hjälp av transformatorer. dedikerade DC-källor för detta ändamål skulle vara för dyra, svåra att tillverka och mindre tillförlitliga i drift.

Stumsvetsning

Vid stumsvetsning berör ändarna av delarna som ska sammanfogas, varefter en betydande ström passerar genom delarna och värmer fogen till den temperatur som krävs för svetsning. Den längsgående tryckkraften uppnår då direkt anslutningskontinuitet.

Det finns två typer av stumsvetsning: reflexsvetsning (motståndssvetsning) och omsvetsning.

Vid motståndssvetsning bringas delar med bearbetade ändar i kontakt och komprimeras med avsevärd kraft, sedan passerar en ström genom delarna och på grund av korsningens kontaktresistans uppstår en koncentrerad värmeavgivning.

Efter att ha uppnått den temperatur som krävs för svetsning i frontzonen, utförs plastsvetsning av delarna som ska sammanfogas under påverkan av presskraften.I slutet av svetscykeln stängs strömmen av och sedan släpps tryckkraften.

Motståndssvetsning utförs vanligtvis vid en strömtäthet på 5-10 kA och en specifik effekt på 10-15 kVA per 1 cm2 av de svetsade delarnas tvärsnitt. Denna typ av svetsning används vanligtvis för att ansluta delar med små tvärsnitt (upp till ca 300 mm2).

Vid stumsvetsning med återuppvärmning utförs uppvärmningen av delar i tre eller två på varandra följande steg - förvärmning, blinkning och slutlig störning, eller endast i de två sista stegen.

I det första svetsögonblicket är delarna som ska svetsas i kontakt med en kompressionskraft på 5 - 20 MPa. Därefter slås strömmen på, vilket värmer fogarna till 600 - 800 ° C (för stål), precis som i stumsvetsning utan att smälta. Därefter reduceras tryckkraften till 2 - 5 MPa, vilket resulterar i att kontaktmotståndet ökar och följaktligen minskar svetsströmmen.

Med frigöring av kompression minskar den faktiska kontaktytan för ändarna av delarna, strömmen rusar till ett begränsat antal kontaktpunkter och värmer dem till smälttemperaturen, och med ytterligare uppvärmning under dessa förhållanden överhettas metallen till förångningstemperaturen vid enskilda punkter.

Under påverkan av för högt tryck dras metallånga bort från svetskontaktzonen och förskjuter flytande metallpartiklar i luften i form av en fläkt av gnistor, och en del av den smälta metallen strömmar i droppar. Bakom de förstörda utsprången stöter på varandra följande kontaktutsprång mot varandra, vilket skapar nya vägar för svetsströmmen att upprepa den inställda effekten.

Denna process med sekventiell sammansmältning av delarnas ändar längs de elementära åsarna fortsätter tills ändarna av de svetsade delarna är täckta med en kontinuerlig film av halvflytande metall, varefter en metallisk kontinuitet av svetsfogen skapas med relativt liten störande kraft . I detta fall pressas överskottsmängden smält metall ut ur kontakten i form av ett hål (kant).

Uppvärmningen av de utskjutande ändarna av de svetsade delarna sker huvudsakligen genom värmeledning från svetskontakten, där temperaturen är av största vikt. Uppvärmningen av delarna mellan anslutnings- och strömförsörjningselektroderna på grund av strömmen som flyter under omsmältningsprocessen är mycket liten.

Justering av mängden energi som levereras vid ett givet kontaktmotstånd bestämt av svetsprocessens förhållanden kan göras antingen genom att ändra svetsströmmen eller genom att ändra strömflödets varaktighet.

Hur stumsvetsmaskinen fungerar illustreras i fig. 2.

Ris. 2. Diagram över en stumsvetsmaskin: 1 — bädd, 2 — styrningar, 3 — fast platta, 4 — rörlig platta, 5 — matningsanordning, 6 — klämanordning, 7 — begränsare, 8 — transformator, 9 — flexibel strömledare , Pzazh — produkternas åtdragningskraft, Ros — produkternas störande kraft.

Stumsvetsmaskiner klassificeras enligt följande.

1. Genom svetsmetod — för motståndssvetsning och övertändning (kontinuerlig blinkning eller värmebelysning).

2. Med förhandsregistrering — universell och specialiserad.

3. Enligt utformningen av kraftmekanismen — med en fjäder, spak, skruv (från ratten), pneumatisk, hydraulisk eller elektromekanisk drivning.

4.Genom arrangemang av klämmor - med excenter, spak- och skruvklämmor, och spak- och skruvklämmor kan utföras manuellt eller mekaniserat med pneumatisk, hydraulisk eller elektromekanisk drivning.

5. Enligt metoden för montering och installation — stationär och bärbar.

Punktsvetsning

Vid punktsvetsning är delarna som ska sammanfogas vanligtvis placerade mellan två elektroder fixerade i speciella elektrodhållare. Under verkan av tryckmekanismen pressar elektroderna tätt de delar som ska svetsas, varefter strömmen slås på.

På grund av strömpassage värms delarna som ska svetsas snabbt upp till svetstemperaturen och den största värmeavgivningen sker vid ytorna som ska sammanfogas, där temperaturen kan överstiga smälttemperaturen för delarna som ska svetsas.

I fig. Figur 3 visar temperaturfördelningen längs tvärsnittet av de svetsade delarna, karakteristiskt för slutsteget av stålsvetsning.

Ris. 3. Temperaturfält i det sista steget av punktsvetsning

Den högsta temperaturen observeras i den centrala skuggade delen av svetsplatsen - kärnan Kontaktytan på den del som ska svetsas med en elektrod (vanligtvis med vattenkylning) värms upp till en relativt låg temperatur, men i närvaro av en flytande eller halvflytande kärna och en intilliggande plastmetallkärna, orsakar elektrodernas tryckkraft fördjupningar på svetsarbetsstyckenas yta.

Kärntemperaturen vid svetspunkten är vanligtvis något högre än metallens smältpunkt.Diametern på den smälta kärnan bestämmer diametern på svetspunkten, vanligtvis lika med diametern på elektrodens kontaktyta.

Tiden för svetsning på ett ställe beror på tjockleken och fysikaliska egenskaper hos materialet i de svetsade delarna, kraften hos svetsmaskinen och tryckkraften. Denna tid varierar från tusendelar av en sekund (för mycket tunna färgark) till flera sekunder (för tjocka ståldelar). För en grov uppskattning kan tiden för att svetsa en punkt av mjukt stål tas som 1 s per 1 mm tjocklek av den svetsade plåten. Uppvärmningshastigheten för metallen till svetstemperaturen beror avsevärt på intensiteten av värmeavgivningen.

Punktsvetsmaskin

Rullsvetsning

Vid denna typ av svetsning utförs anslutningen av delar med en kontinuerlig eller diskontinuerlig söm genom att passera genom de delar som ska svetsas, matas med hjälp av roterande rullar (fig. 4).

Ris. 4. Principen för rullsvetsning: 1 — svetstransformator, 2 — rullelektroder, 3 — rulldrivning, 4 — svetsade delar

I processens natur liknar rullsvetsning punktsvetsning. Rullsvetsning kallas ofta för sömsvetsning, vilket strängt taget är felaktigt, eftersom sömsvetskonceptet kan utvidgas till nästan alla typer av svetsning.

Rullsvetsmaskiner är vanligtvis utrustade med två strömförsörjningsströmmar, varav den ena drivs och den andra roterar på grund av friktion när de delar som ska svetsas flyttas.

Rullsvetsning används oftast för att koppla ihop tunnväggiga delar, till exempel vid tillverkning av bränsletankar och fat för transport av olika material.

Det finns tre lägen för rullsvetsning.

1. Kontinuerlig rörelse av de svetsade delarna i förhållande till rullarna med en kontinuerlig tillförsel av ström. Denna metod används vid svetsning av delar med en total tjocklek på högst 1,5 mm, eftersom fogen som kommer ut under rullarna, som är i plastiskt tillstånd, med stora tjocklekar kan gå sönder på grund av delaminering. Dessutom, med en kontinuerlig tillförsel av ström, sker en betydande förvrängning av de svetsade delarna.

2. Kontinuerlig rörelse av de svetsade delarna i förhållande till rullarna med intermittent strömtillförsel. Denna vanligaste metod ger sömmar med liten förvrängning i produkter med lägre energiförbrukning.

3. Intermittent rörelse av de svetsade delarna i förhållande till rullarna med avbruten strömtillförsel (stegsvetsning).

Rullsvetsning är mycket effektivt vid tillverkning av tunnväggiga kärl, vid tillverkning av svetsade metallrör och en rad andra produkter.

Huvudelementen i rullmaskiner är sängen, de övre och nedre armarna med rullelektroder, en kompressionsmekanism, en rulldrivning och en svetstransformator med en flexibel strömtråd.

Transformatorer av rullmaskiner arbetar i intensivt läge med PR = 50 - 60%, vilket kräver förbättrad kylning av deras lindningar.

Rullsvetsmaskiner är indelade: enligt installationens art — till stationära och mobila, enligt syfte — till universella och specialiserade, enligt valsarnas placering i förhållande till maskinens front — för tvärsvetsning, för längsgående svetsning och universell med möjlighet att flytta rullarna. för placeringen av rullarna i förhållande till produkten — med dubbelsidigt och ensidigt arrangemang, enligt metoden för rotation av rullarna — med drivning för en rulle, med drivning för båda rullarna, med en övre rulle, som rör sig längs en fast konsol, och med en rulle och en rörlig nedre dorn, enligt kompressionsmekanismens anordning — hävstångsfjäder, driven av en elektrisk motor, pneumatisk och hydraulisk, enl. antalet rullar — i enkelvals, dubbelrulle och multivals.

Effekten hos de vanligaste rullmaskinerna är vanligtvis 100 — 200 kVA. I likhet med punktsvetsning av tunna delar kan den utföras av pulser av kondensatorns urladdningsström, för vilka olika typer av rullmaskiner tillverkas.

Ris. 5. Motståndssvetsmaskin