Точковото заваряване е метод, при който части се припокриват в една или повече точки. При подаване на електрически ток възниква локално нагряване, в резултат на което металът се стопява и захваща. За разлика от дъгово или газово заваряване, не се изисква пълнежен материал: не електродите се топят, а самите части. Обвиването с инертен газ също не е необходимо: заваръчната вана е достатъчно локализирана и защитена от проникване на атмосферен кислород. Заварчикът работи без маска и ръкавици. Това позволява по-добра визуализация и контрол на процеса. Точковото заваряване осигурява висока производителност (до 600 точки/мин) при ниска цена. Той се използва широко в различни сектори на икономиката: от уредостроенето до самолетостроенето, както и за битови цели. Никой автосервиз не може да направи без точково заваряване.
Оборудване за точково заваряване
Работата се извършва на специална заваръчна машина, наречена спотър (от англ. Spot - точка). Спотерите са стационарни (за работа в работилници) и преносими. Устройството работи на 380 или 220 V захранване и генерира токови заряди от няколко хиляди ампера, което е много повече от това на инверторите и полуавтоматичните устройства. Токът се подава върху меден или въглероден електрод, който се притиска към повърхностите, които ще се заваряват с пневматика или ръчен лост. Има термичен ефект с продължителност няколко милисекунди. Това обаче е достатъчно за надеждно скачване на повърхности. Тъй като времето на експозиция е минимално, топлината не се разпространява по-нататък през метала и точката на заваряване се охлажда бързо. На заваряване подлежат детайли от обикновени стомани, поцинковано желязо, неръждаема стомана, мед, алуминий. Дебелината на повърхностите може да бъде различна: от най-тънките части за инструменти до листове с дебелина 20 мм.
Контактното точково заваряване може да се извърши с един или два електрода от различни страни. Първият метод се използва за заваряване на тънки повърхности или в случаите, когато е невъзможно да се натисне от двете страни. За втория метод се използват специални клещи за захващане на части. Тази опция осигурява по-сигурно задържане и се използва по-често за детайли с дебели стени.
Според вида на тока машините за точково заваряване се разделят на:
- работа на променлив ток;
- работещи на постоянен ток;
- нискочестотни устройства;
- устройства от кондензаторен тип.
Изборът на оборудване зависи от характеристиките на технологичния процес. Най-често срещаните устройства са променлив ток.
Обратно към индекса
Електроди за точково заваряване
Електродите за точково заваряване се различават от електродите за електродъгово заваряване. Те не само осигуряват ток на заваряващите се повърхности, но и изпълняват функция на затягане, а също така участват в отвеждането на топлината.
Високата интензивност на работния процес налага използването на материал, устойчив на механични и химични влияния. Най-вече на изискванията отговаря медта с добавка на хром и цинк (съответно 0,7 и 0,4%).
Качеството на заваръчната точка до голяма степен се определя от диаметъра на електрода. Тя трябва да бъде поне 2 пъти по-голяма от дебелината на частите, които трябва да се съединят. Размерите на прътите се регулират от GOST и са от 10 до 40 мм в диаметър. Препоръчителните размери на електродите са показани в таблицата. (Снимка 1)
За заваряване на обикновени стомани е препоръчително да се използват електроди с плоска работна повърхност, за заваряване на високовъглеродни и легирани стомани, мед, алуминий - със сферична.
Електродите със сферични накрайници са по-издръжливи: могат да произвеждат повече точки преди повторно заточване.
Освен това те са универсални и подходящи за заваряване на всеки метал, но използването на плоски за заваряване на алуминий или магнезий ще доведе до образуване на вдлъбнатини.
Точковото заваряване на труднодостъпни места се извършва с извити електроди. Заварчик, който е изправен пред такива условия на работа, винаги има набор от различни фигурни електроди.
За да се осигури надежден пренос на ток и затягане, електродите трябва да бъдат плътно свързани към държача на електродите. За да направите това, техните части за кацане получават формата на конус.
Някои видове електроди са с резба или монтирани върху цилиндрична повърхност.
Обратно към индекса
Параметри на точково заваряване
Основните параметри на процеса са сила на тока, продължителност на импулса, сила на компресия.
Количеството генерирана топлина, скоростта на нагряване и размерът на заварената сърцевина зависят от силата на заваръчния ток.
Заедно със силата на тока, количеството топлина и размерът на ядрото се влияят от продължителността на импулса. Когато обаче се достигне определен момент, настъпва състояние на равновесие, когато цялата топлина се отстранява от зоната на заваряване и вече не влияе върху топенето на метала и размера на сърцевината. Следователно увеличаването на продължителността на текущото захранване извън това е непрактично.
Силата на натиск влияе върху пластичната деформация на заварените повърхности, преразпределението на топлината върху тях и кристализацията на сърцевината. Високата сила на затягане намалява съпротивлението на електрическия ток, протичащ от електрода към частите, които трябва да се заваряват, и обратно. По този начин силата на тока се увеличава, процесът на топене се ускорява. Връзката, направена с висока сила на натиск, се характеризира с висока якост. При високи токови натоварвания компресията предотвратява пръски от разтопен метал. За да се облекчи напрежението и да се увеличи плътността на сърцевината, в някои случаи се извършва допълнително краткосрочно увеличаване на силата на натиск след изключване на тока.
Разграничаване на меки и твърди. В мек режим силата на тока е по-малка (плътността на тока е 70-160 A / mm²), а продължителността на импулса може да бъде до няколко секунди. Такова заваряване се използва за свързване на нисковъглеродни стомани и е по-често срещано у дома, когато се работи на устройства с ниска мощност. В твърд режим продължителността на мощен импулс (160-300 A / mm²) е от 0,08 до 0,5 секунди. Подробностите осигуряват максимално възможна компресия. Бързото нагряване и бързото охлаждане позволяват на заварената сърцевина да поддържа антикорозионна устойчивост. Твърдият режим се използва при работа с мед, алуминий, високолегирани стомани.
Изборът на оптимални параметри изисква отчитане на много фактори и тестване след изчисления. Ако извършването на пробна работа е невъзможно или непрактично (например при еднократно заваряване у дома), тогава трябва да се придържате към режимите, описани в справочниците. Препоръчителните параметри за сила на тока, продължителност на импулса и компресия за заваряване на обикновени стомани са дадени в таблицата. (Снимка 2)
Обратно към индекса
Възможни дефекти и техните причини
Добре направената точка осигурява надеждна връзка, чийто експлоатационен живот по правило надвишава експлоатационния живот на самия продукт. Въпреки това, нарушението на технологията може да доведе до дефекти, които могат да бъдат разделени на 3 основни групи:
- недостатъчни размери на заварената сърцевина и отклонение на нейното положение спрямо съединението на частите;
- механични повреди: пукнатини, вдлъбнатини, черупки;
- нарушение на механичните и антикорозионните свойства на метала в зоната, съседна на точката на заваряване.
Помислете за конкретни видове дефекти и техните причини:
- Липсата на проникване може да бъде причинена от недостатъчна сила на тока, прекомерна компресия, износване на електрода.
- Външните пукнатини се появяват при твърде голям ток, недостатъчна компресия, замърсени повърхности.
- Счупванията по ръбовете се дължат на близкото разположение на сърцевината до тях.
- Вдлъбнатини на електродите се появяват, когато електродите са твърде малки, неправилно инсталирани, свръхкомпресирани, твърде висок ток и твърде дълги.
- Пръскането на разтопен метал и запълването му на пространството между частите (вътрешно пръскане) възниква поради недостатъчна компресия, образуване на въздушна кухина в сърцевината и неправилно подравнени електроди.
- Външно пръскане на разтопен метал върху повърхността на частите може да бъде причинено от недостатъчна компресия, твърде висок ток и времеви режими, замърсяване на повърхности и изкривени електроди. Последните два фактора оказват негативно влияние върху равномерността на разпределението на тока и топенето на метала.
- Вътрешни пукнатини и кухини възникват поради прекомерни токови и времеви режими, недостатъчна или забавена компресия на коване и замърсяване на повърхностите. В момента на охлаждане на сърцевината се появяват кухини на свиване. За да се предотвратят, се използва компресия с коване след спиране на тока.
- Причината за неправилната форма на сърцевината или нейното изместване е изкривяването или несъответствието на електродите, замърсяването на повърхността на частите.
- Прогарянето е резултат от замърсени повърхности или недостатъчна компресия. За да се избегне този дефект, токът трябва да се прилага само след като компресията е напълно осигурена.
Точковото заваряване е вид контактно заваряване. При този метод нагряването на метала до неговата точка на топене се извършва чрез топлина, която се образува, когато голям електрически ток преминава от една част към друга през мястото на техния контакт. Едновременно с преминаването на ток и известно време след него частите се компресират, в резултат на което се получава взаимно проникване и сливане на нагретите участъци от метала.
Характеристиките на контактното точково заваряване са: кратко време на заваряване (от 0,1 до няколко секунди), висок заваръчен ток (повече от 1000A), ниско напрежение в заваръчната верига (1-10V, обикновено 2-3V), значителна сила, притискаща заварката петно (от няколко десетки до стотици кг), малка зона на топене.
Точковото заваряване се използва най-често за свързване на листови заготовки с припокриване, по-рядко за заваряване на прътови материали. Диапазонът на заварените от него дебелини е от няколко микрометра до 2-3 см, но най-често дебелината на заварения метал варира от десети до 5-6 мм.
Освен точковото заваряване има и други видове контактно заваряване (челно, шевно и т.н.), но най-разпространеното е точковото заваряване. Използва се в автомобилната индустрия, строителството, радиоелектрониката, самолетостроенето и много други индустрии. По време на изграждането на модерни облицовки, по-специално, се произвеждат няколко милиона заваръчни точки.
Заслужена популярност
Голямото търсене на точково заваряване се дължи на редица предимства, които притежава. Сред тях: няма нужда от консумативи за заваряване (електроди, пълнители, флюси и др.), леки остатъчни деформации, простота и удобство при работа със заваръчни машини, точност на свързване (практически без заварка), екологичност, ефективност, податливост на лесно механизация и автоматизация, висока производителност. Машините за точково заваряване са в състояние да извършват до няколкостотин цикъла на заваряване (точкови заварки) в минута.Недостатъците включват липсата на плътност на шева и концентрацията на напрежения в точката на заваряване. Освен това последните могат да бъдат значително намалени или дори елиминирани чрез специални технологични методи.
Последователност на процесите при съпротивително точково заваряване
Целият процес на точково заваряване може да бъде разделен на 3 етапа.- Компресиране на части, причиняващо пластична деформация на микрограпавини във веригата електрод-част-част-електрод.
- Включване на импулс на електрически ток, което води до нагряване на метала, неговото топене в зоната на фугата и образуване на течно ядро. С преминаването на тока ядрото се увеличава по височина и диаметър до максимален размер. Връзките се образуват в течната фаза на метала. В същото време пластичната седиментация на контактната зона продължава до крайния размер. Компресирането на частите осигурява образуването на уплътнителна лента около разтопеното ядро, което предотвратява изпръскването на метала извън зоната на заваряване.
- Изключване на тока, охлаждане и кристализация на метала, завършващо с образуването на отлята сърцевина. При охлаждане обемът на метала намалява и възникват остатъчни напрежения. Последните са нежелано явление, с което се борим по различни начини. Силата, която притиска електродите, се отстранява с известно закъснение след изключване на тока. Това осигурява необходимите условия за по-добра кристализация на метала. В някои случаи, в последния етап на съпротивителното точково заваряване, дори се препоръчва да се увеличи силата на затягане. Осигурява коване на метал, което елиминира нехомогенностите на заварката и облекчава напрежението.
При следващия цикъл всичко се повтаря отново.
Основни параметри на съпротивителното точково заваряване
Основните параметри на точковото съпротивително заваряване включват: силата на заваръчния ток (I CB), продължителността на неговия импулс (t CB), силата на натиск на електродите (F CB), размера и формата на работните повърхности на електродите (R - със сферична, d E - с плоска форма). За по-добра визуализация на процеса тези параметри са представени под формата на циклограма, отразяваща промяната им във времето.
Разграничаване на твърди и меки режими на заваряване. Първият се характеризира с висок ток, кратка продължителност на токовия импулс (0,08-0,5 секунди, в зависимост от дебелината на метала) и висока сила на компресия на електродите. Използва се за заваряване на медни и алуминиеви сплави с висока топлопроводимост, както и на високолегирани стомани за поддържане на тяхната устойчивост на корозия.
В мекия режим детайлите се нагряват по-плавно с относително малък ток. Продължителността на заваръчния импулс е от десети до няколко секунди. Показани са меки режими за стомани, склонни към втвърдяване. По принцип меките режими се използват за съпротивително точково заваряване у дома, тъй като мощността на устройствата в този случай може да бъде по-ниска, отколкото при твърдо заваряване.
Размери и форма на електродите. С помощта на електроди заваръчната машина е в пряк контакт с частите, които ще се заваряват. Те не само доставят ток в зоната на заваряване, но също така предават сила на натиск и премахват топлината. Формата, размерите и материалът на електродите са най-важните параметри на машините за точково заваряване.
В зависимост от формата им електродите се делят на прави и къдрави. Първите са най-често срещаните, те се използват за заваряване на части, които позволяват свободен достъп на електроди до заварената зона. Техните размери са стандартизирани от GOST 14111-90, който установява следните диаметри на електродните пръти: 10, 13, 16, 20, 25, 32 и 40 mm.
Според формата на работната повърхност има електроди с плоски и сферични върхове, характеризиращи се съответно със стойностите на диаметъра (d) и радиуса (R). Площта на контакт на електрода с детайла зависи от стойността на d и R, което влияе върху плътността на тока, налягането и размера на ядрото. Сферичните повърхностни електроди имат по-дълъг живот на инструмента (способни да направят повече точки преди повторното шлифоване) и са по-малко податливи на несъответствие от електродите с плоска повърхност. Ето защо, със сферична повърхност, се препоръчва да се произвеждат електроди, използвани в щипки, както и фигурни електроди, които работят с големи отклонения. При заваряване на леки сплави (например алуминий, магнезий) се използват само електроди със сферична повърхност. Използването на електроди с плоска повърхност за тази цел води до прекомерни вдлъбнатини и подрязвания по повърхността на точките и увеличени междини между частите след заваряване. Размерите на работната повърхност на електродите се избират в зависимост от дебелината на заваряващите се метали. Трябва да се отбележи, че електроди със сферична повърхност могат да се използват в почти всички случаи на точково заваряване, докато електродите с плоска повърхност много често не са приложими.
* - в новия GOST вместо диаметър 12 mm се въвеждат 10 и 13 mm.
Частите за кацане на електродите (места, свързани към електрическия държач) трябва да осигуряват надеждно предаване на електрическия импулс и силата на натискане. Често те се правят под формата на конус, въпреки че има и други видове връзки - по цилиндрична повърхност или резба.
Много важен е материалът на електродите, който определя тяхното електрическо съпротивление, топлопроводимост, термична стабилност и механична якост при високи температури. По време на работа електродите се нагряват до високи температури. Термоцикличният режим на работа, заедно с механично променливо натоварване, причинява повишено износване на работните части на електродите, което води до влошаване на качеството на връзките. За да могат електродите да издържат на тежки условия на работа, те са изработени от специални медни сплави с висока топлоустойчивост и висока електрическа и топлопроводимост. Чистата мед също може да работи като електроди, но има ниско съпротивление и изисква често прешлифоване на работната част.
Заваръчен ток. Силата на заваръчния ток (I CB) е един от основните параметри на точковото заваряване. Той определя не само количеството топлина, отделена в зоната на заваряване, но и градиента на нейното увеличаване във времето, т.е. скорост на нагряване. Размерите на заварената сърцевина (d, h и h 1) пряко зависят от I WT и се увеличават пропорционално на увеличаването на I WT.
Трябва да се отбележи, че токът, който протича през зоната на заваряване (I CB), и токът, протичащ във вторичната верига на заваръчната машина (I 2), се различават един от друг - и колкото повече, толкова по-малко е разстоянието между точките на заваряване . Причината за това е шунтиращият ток (Ish), протичащ извън зоната на заваряване - включително през предварително направени точки. По този начин токът в заваръчната верига на машината трябва да бъде по-голям от заваръчния ток със стойността на шунтиращия ток:
I 2 \u003d I CB + I w
За да определите силата на заваръчния ток, можете да използвате различни формули, които съдържат различни емпирични коефициенти, получени емпирично. В случаите, когато не се изисква точно определяне на заваръчния ток (което се случва най-често), стойността му се взема от таблици, съставени за различни режими на заваряване и различни материали.
Увеличаването на времето за заваряване позволява заваряване с токове, много по-ниски от посочените в таблицата за индустриални устройства.
време за заваряване. Времето за заваряване (t CB) се разбира като продължителността на токовия импулс при извършване на едно заваръчно място. Заедно със силата на тока, той определя количеството топлина, което се отделя в зоната на свързване, когато електрически ток преминава през нея.
С увеличаване на t CB проникването на части се увеличава и размерите на сърцевината на разтопения метал се увеличават (d, h и h 1). В същото време отделянето на топлина от зоната на топене също се увеличава, части и електроди се нагряват и топлината се разсейва в атмосферата. При достигане на определено време може да настъпи състояние на равновесие, при което цялата входяща енергия се отстранява от зоната на заваряване, без да се увеличава проникването на частите и размера на сърцевината. Следователно увеличаването на t SW е препоръчително само до определен момент.
При точното изчисляване на продължителността на заваръчния импулс трябва да се вземат предвид много фактори - дебелината на частите и размерът на заваръчната точка, точката на топене на заварявания метал, границата на провлачване, коефициентът на акумулиране на топлина и др. Има сложни формули с емпирични зависимости, които, ако е необходимо, извършват изчислението.
На практика най-често времето за заваряване се взема според таблиците, коригирайки, ако е необходимо, приетите стойности в една или друга посока, в зависимост от получените резултати.
Сила на компресия. Силата на натиск (F CB) влияе на много процеси на съпротивително точково заваряване: пластичните деформации, възникващи във фугата, отделянето и преразпределението на топлината, охлаждането на метала и кристализацията му в сърцевината. С увеличаване на F CB деформацията на метала в зоната на заваряване се увеличава, плътността на тока намалява и електрическото съпротивление в секцията електрод-заготовка-електрод намалява и се стабилизира. При условие, че размерите на сърцевината остават непроменени, здравината на заваръчните точки се увеличава с увеличаване на силата на натиск.
При заваряване в трудни условия се използват по-високи стойности на F CB, отколкото при меко заваряване. Това се дължи на факта, че с увеличаване на твърдостта се увеличава мощността на източниците на ток и проникването на части, което може да доведе до образуване на пръски от разтопен метал. Голяма сила на компресия е предназначена да предотврати това.
Както вече беше отбелязано, за да се изкова заваръчна точка, за да се облекчи напрежението и да се увеличи плътността на сърцевината, технологията за точково заваряване със съпротивление в някои случаи предвижда краткосрочно увеличаване на силата на компресия след изключване на електрическия импулс . Циклограмата в този случай изглежда по следния начин.
При производството на най-простите машини за контактно заваряване за домашна употреба, няма много причини да се ангажираме с точни изчисления на параметрите. Приблизителни стойности за диаметъра на електрода, заваръчния ток, времето на заваряване и силата на затягане могат да бъдат взети от таблици, налични в много източници. Необходимо е само да се разбере, че данните в таблиците са малко надценени (или подценени, ако имаме предвид времето за заваряване) в сравнение с тези, които са подходящи за домашни устройства, където обикновено се използват меки режими.
Подготовка на части за заваряване
Повърхността на частите в зоната на контакт между частите и в мястото на контакт с електродите се почиства от оксиди и други замърсители. При лошо почистване се увеличават загубите на мощност, качеството на връзките се влошава и износването на електродите се увеличава. В технологията за съпротивително точково заваряване се използват пясъкоструене, шмиргели и метални четки за почистване на повърхността, както и ецване в специални разтвори.Поставят се високи изисквания към качеството на повърхността на детайлите от алуминиеви и магнезиеви сплави. Целта на подготовката на повърхността за заваряване е да се отстрани, без да се повреди металът, относително дебел филм от оксиди с високо и неравномерно електрическо съпротивление.
Оборудване за точково заваряване
Разликите между съществуващите видове апарати за точково заваряване се определят основно от вида на заваръчния ток и формата на неговия импулс, които се произвеждат от техните силови електрически вериги. Според тези параметри оборудването за точково заваряване е разделено на следните типове:- машини за заваряване с променлив ток;
- машини за нискочестотно точково заваряване;
- машини от кондензаторен тип;
- DC заваръчни машини.
Всеки от тези видове машини има своите предимства и недостатъци в технологичен, технически и икономически аспект. Най-широко използваните машини за заваряване с променлив ток.
Машини за точково заваряване със съпротивление на променлив ток. Схематична диаграма на машини за точково заваряване с променлив ток е показана на фигурата по-долу.
Напрежението, при което се извършва заваряването, се формира от мрежовото напрежение (220/380V) с помощта на заваръчен трансформатор (TC). Тиристорният модул (CT) осигурява свързването на първичната намотка на трансформатора към захранващото напрежение за необходимото време за образуване на заваръчен импулс. С помощта на модула можете не само да контролирате продължителността на времето за заваряване, но и да контролирате формата на приложения импулс чрез промяна на ъгъла на отваряне на тиристорите.
Ако първичната намотка е направена не от една, а от няколко намотки, тогава чрез свързването им в различни комбинации помежду си е възможно да се промени съотношението на трансформация, като се получат различни стойности на изходното напрежение и заваръчния ток на вторичната навиване.
В допълнение към силовия трансформатор и тиристорния модул, машините за точково заваряване с променлив ток имат набор от управляващо оборудване - източник на захранване за системата за управление (понижаващ трансформатор), релета, логически контролери, контролни табла и др.
Кондензаторно заваряване. Същността на кондензаторното заваряване е, че отначало електрическата енергия се натрупва сравнително бавно в кондензатора, когато се зарежда, а след това се изразходва много бързо, генерирайки голям токов импулс. Това позволява заваряването да се извършва с по-малко енергия от мрежата в сравнение с конвенционалните машини за точково заваряване.
В допълнение към това основно предимство, кондензаторното заваряване има и други. При него има постоянна контролирана консумация на енергия (тази, която се е натрупала в кондензатора) за едно заварено съединение, което гарантира стабилността на резултата.
Заваряването става за много кратко време (стотни и дори хилядни от секундата). Това дава концентрирано отделяне на топлина и свежда до минимум зоната на топлинно въздействие. Последното предимство позволява да се използва за заваряване на метали с висока електрическа и топлопроводимост (медни и алуминиеви сплави, сребро и др.), както и материали с рязко различни топлинни свойства.
Микрозаваряването на твърд кондензатор се използва в радиоелектронната индустрия.
Количеството енергия, съхранявано в кондензаторите, може да се изчисли по формулата:
W = C U 2 /2
където C е капацитетът на кондензатора, F; W - енергия, W; U - напрежение на зареждане, V. Чрез промяна на стойността на съпротивлението в зарядната верига те регулират времето за зареждане, тока на зареждане и консумираната мощност от мрежата.
Дефекти при точково заваряване с устойчивост
С висококачествено изпълнение, точковото заваряване има висока якост и е в състояние да осигури работата на продукта за дълъг експлоатационен живот. В случай на разрушаване на конструкции, свързани чрез многоточково многоредово точково заваряване, разрушаването настъпва като правило по протежение на основния метал, а не по заваръчните точки.
Качеството на заваряването зависи от придобития опит, който основно се свежда до поддържане на необходимата продължителност на токовия импулс въз основа на визуално наблюдение (по цвят) на точката на заваряване.
Правилно направената заваръчна точка е разположена в центъра на съединението, има оптимален размер на отлятата сърцевина, не съдържа пори и включвания, няма външни и вътрешни пръски и пукнатини и не създава големи концентрации на напрежение. Когато се приложи сила на опън, разрушаването на конструкцията се случва не по протежение на отлятата сърцевина, а по протежение на основния метал.
Дефектите при точково заваряване са разделени на три вида:
- отклонения на размерите на лятата зона от оптималните, изместване на сърцевината спрямо съединението на частите или положението на електродите;
- нарушаване на непрекъснатостта на метала в зоната на свързване;
- промяна в свойствата (механични, антикорозионни и т.н.) на метала на заваръчната точка или областите в съседство с нея.
Най-опасният дефект е липсата на зона за отлят (липса на проникване под формата на "залепване"), при която продуктът може да издържи натоварването при ниско статично натоварване, но се разрушава под действието на променливо натоварване и температура флуктуации.
Силата на връзката също се намалява с големи вдлъбнатини от електродите, пролуки и пукнатини в ръба на припокриването и пръскане на метал. В резултат на излизането на зоната на леене към повърхността, антикорозионните свойства на продуктите (ако има такива) намаляват.
Пълна или частична липса на сливане, недостатъчни размери на отлятата сърцевина. Възможни причини: нисък заваръчен ток, твърде висока сила на затягане, износване на работната повърхност на електродите. Недостатъчният заваръчен ток може да бъде причинен не само от ниската му стойност във вторичната верига на машината, но и от докосването на електрода до вертикалните стени на профила или от твърде близкото разстояние между точките на заваряване, което води до голям шунтиращ ток.
Дефектът се открива чрез външен преглед, чрез повдигане на ръбовете на частите с перфоратор, ултразвукови и радиационни устройства за контрол на качеството на заваряването.
Външни пукнатини. Причини: твърде висок заваръчен ток, недостатъчна сила на натиск, липса на сила на коване, замърсена повърхност на части и/или електроди, което води до увеличаване на контактното съпротивление на частите и нарушаване на температурния режим на заваряване.
Дефектът може да бъде открит с просто око или с лупа. Ефективна капилярна диагностика.
Счупвания в краищата на скута. Причината за този дефект обикновено е една и съща - точката на заваряване е разположена твърде близо до ръба на детайла (недостатъчно припокриване).
Открива се чрез външен преглед – през лупа или с просто око.
Дълбоки вдлъбнатини от електрода. Възможни причини: твърде малък размер (диаметър или радиус) на работната част на електрода, прекомерна сила на коване, неправилно монтирани електроди, твърде големи размери на зоната на леене. Последното може да се дължи на прекомерен заваръчен ток или продължителност на импулса.
Вътрешно пръскане (изтичане на разтопен метал в пролуката между частите). Причини: Превишени са допустимите стойности на тока или продължителността на заваръчния импулс - образувала се е твърде голяма зона от разтопен метал. Силата на натиск е ниска - не е създаден надежден уплътнителен колан около сърцевината или се е образувала въздушна кухина в сърцевината, което е причинило изтичането на разтопения метал в процепа. Електродите са монтирани неправилно (неправилно подравнени или изкривени).
Определя се чрез методите на ултразвуков или радиографски контрол или външен преглед (поради пръскането може да се образува празнина между частите).
Външно пръскане (изход на метал към повърхността на детайла). Възможни причини: включване на токовия импулс с некомпресирани електроди, твърде висока стойност на заваръчния ток или продължителност на импулса, недостатъчна сила на натиск, изкривяване на електродите спрямо детайлите, замърсяване на металната повърхност. Последните две причини водят до неравномерна плътност на тока и топене на повърхността на детайла.
определят чрез външен преглед.
Вътрешни пукнатини и черупки. Причини: Продължителността на тока или импулса е твърде висока. Повърхността на електродите или частите е замърсена. Малка сила на компресия. Липсваща, късна или недостатъчна сила на коване.
По време на охлаждането и кристализацията на метала могат да възникнат кухини на свиване. За да се предотврати появата им, е необходимо да се увеличи силата на натиск и да се приложи ковашка компресия в момента на охлаждане на сърцевината. Дефектите се откриват чрез рентгеново или ултразвуково изследване.
Изместване на отлятата сърцевина или нейната неправилна форма. Възможни причини: електродите са монтирани неправилно, повърхността на частите не е почистена.
Дефектите се откриват чрез рентгеново или ултразвуково изследване.
горя. Причини: наличие на празнина в сглобените части, замърсяване на повърхността на части или електроди, липса или ниска сила на компресия на електродите по време на токовия импулс. За да се избегне изгаряне, ток трябва да се прилага само след прилагане на пълна сила на компресия. определят чрез външен преглед.
Корекция на дефекти. Методът за коригиране на дефекти зависи от тяхното естество. Най-простото е многократно точково или друго заваряване. Препоръчително е да изрежете или пробиете дефектното място.
Ако е невъзможно да се заварява (поради нежеланието или недопустимостта на нагряване на детайла), вместо дефектно заваръчно място, можете да поставите нитове, като пробиете мястото на заваряване. Използват се и други методи за корекция - почистване на повърхността при външни пръски, термична обработка за облекчаване на напрежението, изправяне и коване при деформиране на целия продукт.
Когато използвате съдържанието на този сайт, трябва да поставите активни връзки към този сайт, видими за потребители и роботи за търсене.
Основна информация за продукта и технически данни.
Регулаторите за контактно заваряване RKS-502 и RKS-801, наричани по-долу "регулатори", са предназначени за завършване на контактни електрически заваръчни машини.
Регулаторите осигуряват:
Контрол на последователността на действията на еднофазни машини за точково заваряване с контактор и вентил (за регулатора RKS-801 - два клапана) на постоянен ток;
Регулиране на продължителността на позициите на цикъла на заваряване с цифрово отчитане;
Управление на тиристорни контактори и регулиране на заваръчния ток;
Автоматично регулиране на фактора на мощността cosφ с промяна в полярността на включване на първата полувълна на заваръчния ток;
Стабилизиране на ефективната стойност на заваръчния ток при колебания в захранващото напрежение.
Регулаторът се управлява чрез затваряне и отваряне на контактите на педала на заваръчната машина.
Принципът на действие на регулатора
Помислете за работата на регулаторите в режим "Единично заваряване".
Когато към регулатора се подаде захранващо напрежение, индикаторът " " на предния панел светва. Броячите и тригерите на блоковете за цикъл и броене се настройват на нула с помощта на верига на транзистори VT7, VT8 на блока за броене. С помощта на схема, сглобена върху елементите VT1, VT2, D2, VT3, VT4, VT5, VT6, D3, се генерират и формират тактови импулси.
Когато контактите на педала на заваръчната машина са затворени, инверторът на VT9 се преобръща и сигналът се подава към цикличния блок на D10.3, стартира се тригер D3.8 "Предварителна компресия". В същото време на блока за броене брояч D6 генерира броещи импулси за позиции "XI", а D8 за "XI0". Когато броят на импулсите на декодерите D7 (за "XI") и D9 (за "X10") съвпада с броя периоди, зададени на позиционния превключвател "Pre-compression", се изпраща сигнал към блока на цикъла, който започва като се брои позицията "Компресия". Други режими на веригата работят по подобен начин.
При постоянно затворени педални контакти цикълът на заваряване се повтаря автоматично, ако превключвателят "Режим на работа" на регулатора е настроен на позиция "Серия на заваряване" и дава само един цикъл в позиция "Единично заваряване". В режим "Серия от заваряване" забавянето на "предварително компресиране" се изключва след приключване на първия цикъл на заваряване. Когато педалът се отвори след изтичане на закъснението "Компресия", се осигурява пълен цикъл на заваряване. Ако педалът бъде отпуснат при закъснение "Compression", цикълът на заваряване се прекратява и заваръчната машина се връща в състояние на готовност.
Индикацията за преминаването на цикъла на заваряване се извършва с помощта на индикатори, монтирани на предния панел.
За контролера RKS-502 броячът има верига на елементите D5.1, D4.3, D3.6, която с помощта на превключвателя "X4" ви позволява да увеличите продължителността на всички позиции на цикъла едновременно с 4 пъти. (За регулатора RKS-801, елементи D1.2, D4.1, D4.2, превключвател "X2" и увеличаване на продължителността на позициите съответно 2 пъти)
За да работи регулаторът в цикъл, продължителността на всяка скорост на затвора трябва да бъде най-малко "01" (1 период). Продължителността "00" е забранена.
Схемата на блока от стабилизатори е типична, принципът му на работа е даден в справочниците и не изисква специално описание.
Блокът за управление на тока осигурява формиране на импулси за управление на тиристорния контактор, автоматично регулиране на cosφ и стабилизиране на заваръчния ток. Сигналът от първичната верига на силовия трансформатор на контактната машина през междинния трансформатор влиза в диодния мост VD17-VD20, формира се върху елементите VT12, D4.6, D5.4, Dl.l, D2.1, е изместени във фаза с необходимата стойност на елементите C6, VT9, VT10 и управляващите импулси от елементи D7, VT11 се подават към усилвателя.
Регулирането на долните граници на ефективната стойност на заваръчния ток се извършва от веригата на елемента D8 от производителя и не изисква допълнителна настройка. Стабилизирането на заваръчния ток се извършва, когато превключвателят е поставен в положение "Включено" на предния панел.
Усилвателят е предназначен за усилване на импулсите за управление на тиристорния контактор (верига на VT1, VT2) и включване на вентила (VT3) за RKS-502 или клапани (VT3, VT6) (за RKS-801).
Блокът осигурява електронна защита на захранващите вериги на клапана срещу токови претоварвания (VT7, VT8, VT9, VT10). Индикацията за задействане на защитата се извършва с индикатора на предния панел.
Елементите D1, D3, D4, D5 (по избор D2 за RKS-801) се използват за управление на контролера с помощта на външни сигнали. Схемата за свързване на външни управляващи вериги на регулатори е дадена в Приложение 11. 
Превключвателят "Компенсация" може да изключи стабилизацията, което увеличава тока с 15%.
Заваръчният ток може да бъде изключен с превключвателя "Ток включен". Този режим е необходим при настройка на машината.
Контролерът RKS-801 изпълнява и следните допълнителни функции:
Регулиране на заваръчния ток за позициите "Заваряване 1" и "Заваряване 2", зададени съответно от превключвателите "Heat 1" и "Heat 2". Нулевата позиция на превключвателя съответства на минималната стойност на заваръчния ток (50%), позицията "9" - максималната;
В режим на импулсно заваряване позициите "Охлаждане" и "Заваряване 1" могат да бъдат обработени до 9 пъти в един цикъл. Броят на импулсите се задава от превключвателя "Брой импулси";
Първият импулс на заваръчния ток на позиция "Заварка 1" може да бъде модулиран. Същността на модулацията е, че първата полувълна на заваръчния ток има минимална стойност и за десет периода се увеличава до максималната стойност (която трябва да се настрои от превключвателя "Отопление 1"). Когато превключвателят "Rise" е настроен на "9", времето за модулация е най-дългото и е 0,2 сек. Когато превключвателят е поставен в положение "0", първият импулс на заваръчния ток не се модулира;
Клапан 2, управляван от регулатора, извършва допълнително намаляване на детайла в позициите "Компресия" ("Повишена сила 12") и в позиции "Коване 1", "Заваряване 2", "Коване 2" ("Повишена сила 2") Повишените сили могат да бъдат. Работата на клапан 2 при повишена сила 2 се сигнализира с индикатор Работата на клапан 2 при повишена сила 2 може да бъде забавена за 1...9 периода от края на позиция "Заваряване 1" с помощта на съответния превключвател (продължителността на позицията "Коване 1" не трябва да бъде по-малка от стойността на закъснението).
Задава се от следните основни параметри: сила или плътност на тока, време на нагряване, налягане, диаметър на работната част на електрода. Освен това често се задава времето за предварително компресиране на електродите тсж, време за коване т np формата на работната част на електрода и материала за неговото производство. Режимите на специалните видове точково заваряване имат още някои допълнителни параметри.
Точковото заваряване на мека стомана, както и, може да се извършва в много широк диапазон от параметри, но всяка опция за режим има свое собствено специфично съотношение на параметрите един към друг.
Меките режими се характеризират с ниска сила на тока и дълго време на нагряване, за твърди режими силата на тока е голяма, времето за нагряване - от варианта на режима трябва да се направи, като се вземат предвид специфичните производствени условия и изисквания за заваръчната фуга.
Точково заваряване
Характеристики на посочените опции за точково заваряване
Меки режими
Заваряването в меки режими е придружено от образуването на широка зона на нагряване, което улеснява деформацията на метала и ни позволява да се ограничим до не много високи изисквания за точност на изправяне на детайли, както при твърди режими.
- Тъй като времето за нагряване се увеличава, степента на влияние на топлината от бързо изчезващото контактно съпротивление върху цялостното нагряване тук е малко намалена.
- Следователно изискванията за задълбоченост на подготовката на повърхността на детайлите могат да бъдат намалени.
- Електрическата и механичната мощност при заваряване в меки режими изисква по-умерена мощност, отколкото при заваряване в твърди режими.
Съгл. заваряване
Твърди режими
Твърдите режими осигуряват по-висока производителност и по-ниска консумация на енергия. Поради факта, че повърхността на частите под електродите се нагрява сравнително по-малко при тежки условия, електродите се нагряват по-слабо и въпреки увеличаването на налягането, консумацията им намалява. Дълбочината2 на вдлъбнатина на мястото на заваряване и изкривяването на продукта са забележимо намалени. Като цяло, твърдите режими са целесъобразни преди всичко в масовото производство, където печалбата в производителността и консумацията на енергия напълно ще компенсира допълнителните разходи, свързани с придобиването, експлоатацията и захранването на по-мощно оборудване.
Сила и плътност на тока.
С увеличаване на дебелината на листовете, които трябва да се заваряват, силата на тока трябва да се увеличи. За заваряване на меки стомани със средна дебелина на серийни машини, приблизителен избор на ампераж лможе да се извърши в следното съотношение:
л=6500q а,
Където q е дебелината на листовете за заваряване в mm.
При заваряване на листове с различна дебелина, изборът на параметри се извършва при условие на достатъчно нагряване и деформация на по-тънък лист. Следователно, в горното съотношение и в следващите, стойността на q е свързана с по-тънък лист.
плътност на тока азза твърди режими се избира в рамките на 120 - 360 d / lm *, за меки 80 - 160 a mm2.
С увеличаване на дебелината на листовете, плътността тогава /? намалява. Когато металът на частите, които ще се заваряват, има повишена топло- и електрическа проводимост, плътността на тока трябва да се увеличи. Така че, при заваряване на алуминий или неговите сплави, плътността на тока понякога достига 1000 A / mm2 и по-висока. Както бе споменато по-рано, плътността на тока трябва да бъде избрана да бъде по-висока, когато по някаква причина се предполага, че налягането е по-високо.
Контактно точково заваряване
Време за нагряване
Подобно на тока, времето за нагряване (tcs) се увеличава с дебелината на частите. Приблизително за заваряване на мека стомана в твърди условия, времето за нагряване може да бъде избрано според съотношението
tce-(0,1-f-0,2) qсек.,
където q е дебелината на по-тънкия лист в mm.
За заваряване на листове с дебелина до 3 мм в меки режими времето за нагряване може да бъде избрано според съотношението.
аз= (0,8×1) q сек.
Твърде дългото нагряване може да причини прегряване на метала в зоната на заваряване.
За заваряване на метали с висока топлопроводимост се приема, че времето за заваряване е кратко (при висока сила на тока), при заваряване на втвърдени стомани, напротив, за да се избегне образуването на пукнатини на втвърдяване при бързо охлаждане, времето за нагряване често има да се увеличи (със съответно намаляване на тока).
Ход на точково заваряване
налягане
Изборът на налягане (P) се извършва в зависимост от дебелината, състоянието и материала на детайлите, както и от естеството на приетия режим на нагряване.
За заваряване на мека стомана налягането в зависимост от дебелината се избира по формулата
P=(60×200)q kg.
където q е дебелината в mm.
Специфичното налягане е ограничено от Zx10 kg/mm2.
Меката горещо валцувана стомана може да се съпоставя при по-ниски налягания. Студеновалцуваната стомана, която е получила повишена твърдост на втвърдяване, изисква известно увеличение на налягането (с 20-30%). Когато детайлите са лошо изправени и изкривени, тогава, преди плътно притискане на листовете в сиамската област, е необходимо да се направи изправяне под електродите. Общата сила, необходима в този случай, трябва да се увеличи, особено при по-големи дебелини. Така че, за листове с дебелина 3-6 ммсамо това допълнително усилие е 100-400 ke.По същата причина силата също трябва да се увеличава, когато точките са разположени на онези места на заварения монтаж, където е трудно притискането на листовете (близо до ребрата и други усилващи елементи и в точките, където частите са съединени по радиуса и др.).
Специфичното налягане се увеличава заедно с здравината на заварения метал. При заваряване на нисколегирани стомани то може да бъде 120-160% от специфичното налягане за мека стомана, при заваряване на аустенитни и топлоустойчиви стомани и сплави, но се увеличава с 2-3 пъти.
- Диаметър на електрода. Диаметър на електрода (д)определя плътността на тока, специфичното налягане и степента на интензивност на охлаждане на повърхността на детайла.
- Електрическото съпротивление на зоната на заваряване се влияе сравнително малко от диаметъра на електрода;
- Следователно при продължително нагряване ефектът от диаметъра на електрода е по-силен. Диаметърът на електрода се увеличава с дебелината на частите.
- За дебелина до 3 ммДиаметърът на електрода се изчислява по следната формула:
D=2q+3mm,
където q е дебелината на по-тънкия лист.
За части с по-голяма дебелина изчислението се извършва по формулата
Промяната в диаметъра на електрода често се използва за изравняване на нагряването по време на заваряване на части, които не са еднакви по дебелина или по вид метал.
По време на процеса на заваряване, под въздействието на силно нагряване и високо механично натоварване, работната част на електрода се променя с образуване на гъбообразно удебеляване и повърхността се замърсява с метални оксиди. Увеличаването на действителния диаметър на електрода при постоянна сила на тока и сила на натиск означава намаляване на плътността на тока и специфичното налягане. В резултат на това интензивността на нагряване в заваръчния контакт е значително намалена, а запечатването на метала е трудно и заваряването може да се окаже с лошо качество. В допълнение, замърсяването на повърхността на електрода може да причини увеличаване на контактното съпротивление, прегряване и дори топене на повърхността на листа. Обикновено се счита, че увеличението на диаметъра, свързано с износването, с повече от 10% вече не е приемливо. Такива електроди трябва да бъдат почистени с пила, специален инструмент или повторно шлифоване.
Време за предкомпресия
Времето за предварително компресиране се разбира от началото на прилагане на налягането до началото на нагряването. Трябва да е достатъчно компресионният механизъм да събере електродите заедно и да развие налягането до предварително определена стойност. Този параметър няма пряко влияние върху топлинните процеси по време на заваряване. За да се подобри производителността, този параметър трябва да бъде намален толкова, колкото позволява скоростта на механизма за компресия.
Време за коване
Времето за коване (tnp) се определя от продължителността на вече заварената точка под натискащия ефект на електродите. Този параметър влияе върху скоростта на охлаждане на метала след заваряване, тъй като след нагряване, в условия на близък контакт между електродите и детайла, топлината от зоната на заваряване се отвежда особено бързо към електродите.
При заваряване на закаляеми стомани ускореното охлаждане може да причини напукване и следователно времето за коване трябва да се намали.
Въпреки това, във всички случаи, налягането не трябва да се отстранява преди определено време, необходимо за пълно втвърдяване и втвърдяване на сърцевината. В противен случай листовете, деформирани по време на заваряване, стремящи се еластично да се върнат в първоначалното си положение, могат да разрушат сърцевината, която все още не е охладена.С увеличаване на дебелината времето за коване се увеличава, тъй като обемът на нагрятия метал и времето за охлаждане се увеличават.
Настройката на контактните машини се състои в подготовка на машината за работа, избор на режим на заваряване и настройка на машината в този режим, поддържане на режима чрез поддържане на постоянни стойности на параметрите на заваряване.
Основните параметри за точково и релефно заваряване са заваръчен ток, време на протичане на тока, сила върху електродите. Автоматичната работа на машината отчита времето на спускане на горния електрод и компресиране на заварения продукт от електродите, времето за изковаване на метала на заваръчното място след изключване на тока и времето за пауза, необходимо за повдигане на горния електрод, освободете заварения продукт и го отстранете или преместете.
При шевно заваряване се вземат предвид времето за заваряване и паузите между импулсите на тока и скоростта на продукта.
При заваряване на челни машини основните параметри включват и дължината на монтажа, общата сума на утаяване, размера на утаяване под ток и без него, скоростта на мигане и утаяване.
При точково и шевно заваряване заваръчният ток се избира в зависимост от дебелината на частите, които ще се заваряват. Промяната на заваръчния ток се извършва чрез превключватели на стъпки на заваръчния трансформатор. При работа на машини, оборудвани с прекъсвачи на тока, по-финото регулиране на тока се осъществява чрез промяна на ъгъла на запалване на запалващите устройства.
В зависимост от материала и конфигурацията на частите, които ще се заваряват, заваряването може да се извърши в твърд и мек режим. Твърдите режими на заваряване се характеризират с високи токове и сили върху електродите и кратка продължителност на заваряване. Използването на твърди режими позволява, в сравнение с меките режими, да се увеличи скоростта на работа на машината и да се получат по-добри заварени съединения.
Времето за заваряване в съвременните машини се регулира в широк диапазон с помощта на електронни времеви контролери и други превключващи устройства.
При машините за приклад силата на разрушаване е от голямо значение. Ако силата на разрушаване е недостатъчна за избрания участък от частите, е невъзможно да се постигне стабилност на резултатите от заваряването.
При настройване на челната машина трябва да се внимава токът да не се изключи преди началото на валежите. За да направите това, е необходимо да се предвиди размера на уреждането на части по текущата.
Дължината на монтаж може да се регулира от позицията на подвижната плоча спрямо фиксираната. Промяната на дължината на инсталацията води до нарушаване на режима на заваряване.
При челно заваряване токът се избира според напречното сечение на частите, които ще се заваряват.
Популярни статии
|