Евгений Банников - Сварка
Шовной контактной сваркой называется сварка, при которой соединение элементов выполняется внахлестку в виде непрерывного или прерывистого шва вращающимися дисковыми электродами, к которым подведен ток и приложено усилие сжатия.
Применяют три разновидности шовной сварки: непрерывную, прерывистую с непрерывным вращением роликов и прерывистую с периодическим вращением роликов.
Непрерывную шовную сварку выполняют сплошным швом при постоянном давлении роликов на свариваемые листы заготовки и при постоянно включенном сварочном токе в течение всего процесса сварки. При этом способе имеют большое значение тщательная зачистка свариваемых поверхностей, равномерная толщина листов и однородность химического состава металла. Даже при небольших нарушениях подготовки свариваемых кромок сварной шов получается низкого качества, с прожогами и непроварами. По этим причинам метод не получил широкого применения.
Прерывистую сварку с непрерывным вращением роликов также выполняют при постоянном давлении сжатия, но сварочная цепь периодически замыкается и размыкается. При этом способе шов формируется в виде сварных точек, перекрывающих друг друга. Шов получается более высокого качества.
Прерывистую сварку с периодическим вращением роликов выполняют при постоянном давлении сжатия, но сварочная цепь замыкается в момент остановки роликов (шаговая сварка). Такой способ дает более качественный шов, так как обеспечивает хорошее формирование сварочной точки. Но при этом машины для такого способа отличаются сложностью конструкции и малой производительностью.
Широкое применение получила прерывистая шовная сварка с непрерывным вращением роликов при постоянном давлении сжатия в течение процесса сварки. Этим способом сваривают швы различных резервуаров и емкостей, а также конструкций из листового металла. Наиболее часто применяют швы с отбортовкой и внахлестку.
При соединении с отбортовкой листов толщиной до 1 мм ширина отбортовки берется до 12 мм, при толщине листов до 2–20 мм. При нахлесточном соединении ширину нахлеста берут в пределах 10–20 мм.
Низкоуглеродистая сталь и тонкая нержавеющая сталь (типа Х18Н9) хорошо свариваются шовной сваркой. Сварку листов из низкоуглеродистой стали при суммарной толщине до 2 мм производят роликами с шириной контактной поверхности 6 мм. Давление сжатия достигает 4 кН, продолжительность импульсов тока в сварочной цепи составляет 0,04–0,06 с, перерыв между импульсами тока – 0,02–0,04 с. Сварочный ток достигает 8–16 кА, скорость сварки – 2 м/мин. При суммарной толщине листов до 4 мм ширина контактной поверхности роликов составляет 8,5–10 мм, давление сжатия находится пределах 6,5–8,4 кН, продолжительность сварки – 0,08–0,12 с, а перерывов – 0,06–0,10 с. Сварочный ток достигает 20 кА, скорость сварки – 1,4–1,6 м/мин. При сварке нержавеющих сталей сварочный ток берется меньше указанных норм на 35–40 %.
Сварка листов из алюминия и его сплавов выполняется при сварочных токах 22–40 кА. Скорость сварки не превышает 1 м/мин, давление сжатия достигает 2,5–5,4 кН, продолжительность импульсов сварочного тока составляет только 15–30 % времени одного цикла. Разновидностью шовной сварки является шовно-стыковая сварка труб с продольным сварным швом. Из стальной ленты необходимой ширины специальными формирующими роликами подготавливают трубную заготовку с верхним расположением стыка кромок заготовки.
Заготовка подается стыком под сварочные ролики, к которым подводится сварочный ток от трансформатора. Давление сжатия передается заготовке через нажимные ролики. После заварки шва производится его обработка фрезой, правка и резка заготовки на трубы заданных размеров. Этим способом изготовляют трубы диаметром 14–400 мм при толщине стенок 0,5–12,5 мм. Скорость сварки достигает 10–15 м/мин.
Оборудование для контактной сварки
Для производства стыковой контактной сварки используют контактные машины общего назначения (универсальные) и специальные (для сварки арматуры, трубопроводов и др.). В строительной промышленности для стыковой сварки применяются машины типов АСИФ, МСР, МСМ и МСГ.
Машины стыковой сварки оборудованы механизированным приводом осадочно-подающего механизма и пневматическими зажимными устройствами. Так, машины типа МСМУ–150 (выпускаются взамен машин типа МСМ–150) предназначены для сварки труб, стержней и других заготовок из низкоуглеродистой стали с площадью сечения до 2000 мм2. Машина производит сварку непрерывным оплавлением в автоматическом и полуавтоматическом режиме с предварительным подогревом торцов свариваемых деталей (вручную). Машина имеет станину из двух стоек и горизонтальной плиты, зажимы радиального типа с пневматическим приводом. Левый неподвижный зажим изолирован от станины, правый подвижный зажим закреплен на двух направляющих. При оплавлении и осадке перемещение подвижного зажима производится электромеханическим приводом. В настоящее время взамен машин МСМУ–150 выпускаются конструктивно улучшенные машины того же назначения марки МС–2008.
Для сварки оплавлением и оплавлением с подогревом деталей больших сечений из низкоуглеродистой и низколегированной сталей применяются машины марок МСГА–300 (до 3000 мм2), МСГА–500 и МСГУ–500 (до 8000 мм2), отличающиеся мощностью сварочного трансформатора. Машины снабжены гидравлическим приводом, допускающим получать различные скорости при подогреве, оплавлении и осадке. Контактные плиты имеют пневмогидравлические зажимы, позволяющие закреплять детали практически любой длины. Управление процессом автоматическое – электронным реле времени. Машины могут выполнить до 20 сварок в час.
Машины для точечной сварки делятся:
1. По назначению – на машины общего назначения (универсальные) и специализированные.
2. По конструктивным особенностям – двухэлектродные и многоэлектродные, стационарные, передвижные и подвесные.
3. По приводу сжатия – педальные, с электроприводом, пневматическим, гидравлическим и комбинированным механизмом сжатия.
4. По характеру действия – автоматические и неавтоматические.
Машина АТП–50 имеет педальный механизм сжатия, состоящий из пружины и системы коленчатых рычагов. При нажатии на педаль тяга, перемещаясь вверх, поворачивает коленчатый рычаг на оси. При этом рычаги выпрямляются и сближают электроды. Когда электроды приходят в соприкосновение со свариваемыми листами, пружина оказывает давление на свариваемые листы через электроды. Для включения тока служит механический контактор, укрепленный на верхней плите. Включение производится собачкой, она находит на ролик и через него включает контактор. При дальнейшем движении педали собачка проскакивает и контактор размыкает сварочный ток. Машина имеет переключатель с восемью ступенями регулирования вторичного напряжения. Недостатком машины с педальным механизмом сжатия является ее низкая производительность.
При изготовлении строительных конструкций и арматуры железобетонных изделий применяются более совершенные машины типов МТМ (с электродвигательным механизмом сжатия) и МТП (с пневматическим механизмом сжатия). Эти машины используют в массовом производстве. Они обладают широким диапазоном продолжительности цикла (0,05–0,75 с), давлением сжатия, достигающим 58,8 кН, высокой производительностью, стабильностью режима.
Точечную сварку плоских арматурных сеток железобетонных конструкций производят на многоэлектродных машинах полуавтоматического действия. Машины для изготовления сеток шириной до 2000 мм из стержней диаметром 3–12 мм оборудованы десятью трансформаторами по 35 кВА каждая. Сетки шириной до 3800 мм, сваренные из стержней диаметром 3–12 мм, изготовляют на многоэлектродном автомате, имеющем восемнадцать трансформаторов мощностью 75 кВА каждая.
Плоские арматурные каркасы шириной до 775 мм из продольных стержней диаметром до 25 мм и поперечных стержней до 12 мм сваривают на многоэлектродной машине полуавтоматического действия, оборудованной тремя трансформаторами мощностью по 100 кВ×А.
Наиболее распространены подвесные машины типа МТПГ–75–6, позволяющие сваривать внахлестку листы толщиной до 3 мм и пересечения арматурных стержней диаметром до 16 мм, а также машины типа МТПГ–150–2 для сварки листов толщиной до 4 мм и пересечений арматурных стержней диаметром до 18 мм. Подвесные машины имеют сварочные клещи с рычажным, пневматическим или гидравлическим приводом сжатия. Они служат для сварки крупногабаритных изделий, пространственных каркасов и арматуры железобетонных изделий.
