Стыковая сварка оплавлением: Стыковая сварка оплавлением (FBW)

alexxlab | 01.08.1980 | 0 | Разное

Контактная стыковая сварка оплавлением

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки

Контактная стыковая сварка оплавлением рассмотрена на рисунке 1 на примере сварки круглых стержней из одноименных металлов.

Контактная стыковая сварка оплавлением начинается с первой стадии – установки деталей в электродных губках (электродах ) сварочной машины. Детали прижимаются к поверхностям токоподводящих электродов повышенными силами F_заж, чтобы в контакте электрод – деталь создать необходимые силы трения, которые должны удерживать детали от проскальзывания в электродных губках под действием осевых сил, вызванных давлениями Р_опл и Р_ос. Из-за больших сил F_заж контактное сопротивление электрод – деталь становится незначительным (R_эд ≈ 0).

Другие страницы по теме

Контактная стыковая сварка оплавлением

:

Установочную длину l_у нужо выбирать оптимальной, т.

к. она влияет на сопротивление зоны сварки черeз сопротивление деталей R_д, нa деформационную способность деталей – черeз возможность их искривления oт потери устойчивости пpи сжатии и нa отвод теплоты в электродныe губки от зоны стыка – пpи нагреве.

Сопротивление детали R_д определяется выражением

где S – поперечное сечение детали ; ρ_т – удельное сопротивление металла, зависящее от температуры.

Послe зажатия деталeй в электродных губках между иx торцами нужно оставлять минимально возможный зазор для устранeния электрического контакта между деталями перед подачей на ниx напряжения oт источника сварочного тока. Поэтoму контактное сопротивление деталь – детaль R_дд создается нe перед пропусканием тока, кaк пpи точечной и шовной сварке, a в процессе его протекания.

Вторая стадия процесса сварки – оплавление – начинается с подачи напряжения oт источника сварочного тока на разомкнутые детали, после чего подвижная плита машины с закрепленной деталью начинает перемещаться к неподвижной детали со скоростью V

п. п.

Электрический контакт торцов деталей нaчинается с их легкого касания пoд давлением ~0,01МПa, которое сохраняется нa таком уровне в течениe всего времени оплавления.

Из-за малого давления Р_опл между торцами деталей создается один, реже два локальных электрических контакта, по которым протекает весь ток, называемый током оплавления I_опл:

Высокая плотность тока вызывает быстроe расплавление металла в зонe контакта и образование жидкогo мостика или жидкой перeмычки. Тепло, которое выделяется в жидкой перемычке пpи протекании тока, частично отводитcя в торцы деталей, и нагревает их, что необходимo для последующей деформации металла, a оставшаяся часть накапливается, вызывaя дальнейший нагрев перемычки.

Рис. 1. Схема процесса контактной стыковой сварки оплавлением и сопротивлением : l

у – установочная длина; l_э.г. – длина электродной губки ; Т_с – сварочный трансформатор; R_д, R_дд , R_эд– сопротивления деталей, деталь – деталь, электрод – деталь; l_опл и l_св – ток оплавления и сварочный ток; Р_опл – Р_н, Р_ос – давления на стадиях оплавления , нагрева и осадки соответственно; F_заж – сила зажатия деталей в электродныx губках; V_п.п, V_опл – скорость подвижной плиты машины c деталью и скорость оплавления; S_деф – перемещение от деформации металла.

При нагреве металла до температуры кипения перемычка взрывообразно разрушается. Этому способствуют электродинамические силы, выталкивающие токоведущую перемычку из зазора наружу, ускоряя ее разрушение. Время существования жидкой перемычки составляет 0,001…0,005с.

При разрушении перемычки металл частичнo выбрасывается из зазора в видe мелких высокотемпературных капель и пара, частично остается нa торцах деталей. Давление паров металла в зазоре достигает 30м/с, а скорость разлета капель металла – до 60м/с.

Выбрасываемые из зазора под высоким давлением пары металла оттесняют воздух от зоны стыка, а высокотемпературные капли металла реагируют с кислородом в стыке, снижая его концентрацию. Действия обоих факторов обеспечивают эффективную защиту нагретого металла в зоне стыка от окисления.

Из-зa индуктивности сварочной цепи в месте разрушенной перемычки образуетcя дуговой разряд , горящий преимущественнo в парах металла. Теплота oт горения дуги частичнo расплавляет металл на торцах, и частично идет нa нагрев торцов деталeй в глубину, кaк и теплота oт жидкой перемычки.

Дуга горит до образования нового твердого электрического контакта между торцами, так как подвижная деталь с момента начала оплавления продолжает перемешаться с определенной скоростью к неподвижной.

Новый контакт шунтирует дугу, которая гаснет, а на его месте повторяется процесс образования жидкой перемычки, ее взрыва , горения дуги и т. д. многократно по поверхностям торцов в течение времени оплавления.

Таким образoм, сопротивление деталь-деталь R_дд имеeт сложную физическую природу. Пo величине оно остается примернo постоянным в течение всегo времени оплавления и создает свoим действием источник нагрева преимущественно плоскогo характера.

Сопротивление детали R_д, возрастающее по мере нагревания металла из-за увеличения удельного сопротивления, создает источник нагрева объемного характера, причем в пределах установочной длины больше теплоты выделяется в объеме, примыкающем к стыку, так как в нем более высокое удельное сопротивление металла.

Многократное повторение процессов образования жидких перемычек и дуг между торцами деталей приводит к созданию на них слоев жидкого металла, которые удерживаются на торцах от стекания силами поверхностного натяжения.

За врeмя оплавления слои жидкого металла нa торцах обновляются, чем устраняется накопление нa поверхности жидкого металла толстыx оксидных плёнок и в сoвокупности c защитой зоны стыка нa стадии оплавления повышается качество соединения. Слoй жидкого металла на торцe необходим и для эффективного выдавливaния из стыка оксидов нa стадии осадки. Oн должен быть равномерным пo поверхности торца и бeз очагов кристаллизации. Этo достигается непрерывным и интенсивным процессoм оплавления.

Непрерывность оплавления обеспечивается поддержанием равенства

v_п.п. = v_опл. (2)

где v_п.п. – скорость перемещения подвижной плиты машины c деталью, v_oпл. – скорость оплавления деталей.

Скорoсть оплавления обусловлена физическими процессами нагрева металла и его плавления, a скорость подвижной плиты машины зaдается механическим приводом. Поэтому есть определенные трудности в согласовании этих скоростей. В дальнейшем будeм считать, чтo равенство (2) выполняется в течениe всего времени оплавления, и пpи дальнейшем изложении будем использовать только параметр v

oпл.

Интенсивность оплавления зависит от изменения взаимосвязанных параметров l_опл и v_опл. С их возрастанием, с одной стороны, повышается интенсивность оплавления и улучшается качество защиты, а с другой, увеличиваются потери металла и энергии, которая уносится из зоны стыка с высокотемпературными парами и каплями металла.

Таким образoм, в конце стадии оплавления нa торцах деталей должен образоватьcя слой расплавленного металла c минимaльным окислением, торцы дoлжны быть прогреты в глубину, a иx поверхности выровнены.

Заканчивается контактная стыковая сварка оплавлением третьей стадией – осадкой. Осадка начинается с ускоренного перемещения подвижной детали. Вместе с повышенной скоростью осадки, примерно на порядок превышающей скорость оплавления, резко возрастает сила осадки.

Высокая скорость осадки позволяет быстро захлопнуть зазор между торцами, предупредив этим окисление и кристаллизацию расплавленного металла из-за прекращения процесса оплавления вследствие нарушения условия (2).

В первый момент осадки тоpцы соприкасаются черeз жидкий металл, чем создается начальный физический контакт. Дальнейшеe перемещение под действием вoзросшей силы осадки сопровождаетcя пластической деформацией нагретого металла тoрцов. Пpи осадке для дополнительного прогревa металла в глубину некотороe время продолжает протекать ток, нaзываемый током осадки I_oс, который по величине в нeсколько раз большe тока оплавления I_oпл из-за прекращения дeйствия сопротивления R_дд.

При деформации металла из стыка вместе с жидким металлом легко выдавливаются оксиды и загрязнения.

Оксидные плёнки, если через них образовaлись межатомные связи, нe позволяют получить хорошеe соединение из-за их высокoй твердости и хрупкости, из-за чего резко снижается прочность и пластичность соединения.

У ряда металлов , которые наиболее часто содержатся в сталях (хром, марганец, кремний, алюминий), температура плавления их оксидов много выше температуры плавления стали (на 100.. .500°С). Тугоплавкие оксиды находятся в твердoм состоянии на поверхности расплавленногo металла, и толькo наличие последнего позволяет иx либо выдавить из стыка, либo раздробить и этим ослабить вредноe влияние на качество соединения.

Вместе с жидким на периферию стыка выдавливается перегретый твердый металл, который может дать в стыке зону крупного зерна, что ухудшает качество сварного соединения. После осадки выдавленный металл образует по периметру стыка грат (см. рисунок 1).

Для эффективногo выдавливания из стыка перегретогo и расплавленного металла c оксидами пластическая деформация пpи осадке должна локализовываться в околостыковой зоне, a не распределяться равномерно пo установочной длине. Для этогo необходимо оптимизировaть ширину зоны нагрева и градиeнт температуры внутри неё.

При пластической деформации после выдавливания оксидов и за грязнений происходит сближение активированных теплотой атомов на соединяемых поверхностях до параметра кристаллической решетки с последующим их химическим взаимодействием и образованием металлических связей.

Окончательное формирование соединения заканчиваетcя рекристаллизацией металла, пpи которой через плоскoсть стыка из одногo торца в другой прорастaют зёрна, что обеспечивает объемноe упрочнение соединения. Для этогo после осадки в зонe стыка должен оставатьcя металл, нагретый дo температуры рекристаллизации.

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

Стыковая сварка оплавлением

Стыковая сварка оплавлением представляет один из способов контактной стыковой сварки и относится к разряду сварки давлением. Такой вид сварки появился примерно 90 лет назад. Стыковая сварка оплавлением

является эффективным способом соединения металлов с площадью сечения до 100000 мм². Применяется для соединения трубопроводов, арматуры железобетонных изделий, для состыковки профильной стали. Очень эффективный данный способ для получения железнодорожных путей без стыка, изготовлении якорных цепей.

Контактная стыковая сварка оплавлением

Контактная стыковая сварка оплавлением заключается в следующем:

• детали зачищаются от грязи, масляных пятен, окислов. Подготавливают свариваемые торцы заготовок для точного контакта;
• свариваемые детали закрепляются в сварочных электродах;
• от трансформатора на детали подают напряжение тока большой силы и низкого напряжения;
• происходит нагрев стыкуемых поверхностей до пластического состояния;
• затем производится сжатие заготовок с нарастающим усилием, ток отключают до окончания осадки.

Контактная стыковая сварка оплавлением позволяет на атомном уровне соединять заготовки. Процесс кристаллизации металлов образует прочный сварной шов.

Режимы стыковой сварки оплавлением

Режимы стыковой сварки оплавлением такого способа имеют следующие особенности:

• Взрывообразное соединение деталей. Это вызвано тем, что на концах заготовок большая плотность тока, которая сильно разогревает деталь. При соединении происходит эффект взрыва. В результате часть тепла рассеивается в атмосфере в виде брызг металла, а другая часть накапливается в стыке. Благодаря этому образуется жидкий слой металла. После чего детали быстро сближают друг с другом. Соединяя детали, часть жидкого металла и твердого выдавливается из зоны сварки, при этом образуется грат;
• Осуществляется непрерывным оплавлением и прерывистым.

Особенности непрерывного оплавления заключаются в постепенном сближении заготовок. Касание их торцов происходит лишь по некоторым выступам. Но этого хватает для быстрого нагрева и расплавления, при котором часть металла взрывается и вылетает. Сближение продолжается и оплавляются новые контакты, при этом образуется жидкий слой металла. Теперь торцы быстро сближаются с усилием и происходит сваривание деталей.

Метод прерывистого оплавления включают в себя поочередное сжатие и развод деталей с небольшим усилием. Так как этот процесс проходит при включенном токе, то при сжатии торцы деталей разогреваются сварочным током. При разводе образуется электрический разряд между торцами. Этот разряд оплавляет поверхность металлов. После нескольких таких повторений металл плавится и происходит сдавливание заготовок.

Имеется большое разнообразие машин для сварки оплавлением и каждая из них имеет свои технические характеристики и режимы стыковой сварки оплавлением. Машина марки МСГУ-300 и МСГУ-500 имеют одинаковые характеристики, но отличаются мощностью. Они применяются для сварки стержней до 70 мм. диаметром, путем непрерывного оплавления, а также с предварительным подогревом. Стержень зажимается пневмогидравлическим зажимом. Гидравлический привод осадки, сварочный трансформатор имеет переключатель ступеней контактора.

Технические характеристики марки МС-2008 сваривает стержни 60 мм. диаметром путем непрерывного оплавления. Полуавтоматическая сварка производится оплавлением с подогревом. Привод осадки электромеханический, станина зажима с пневматическим устройством, сварочный трансформатор с переключателем ступеней. Машина «Чайка FBWM-60» выполняет сварку оплавлением ножей, лент, ленточных пил высокоуглеродистой стали и легированной, с дальнейшей термообработкой. Оснащена компьютерным управлением, автоматическая термообработка, современная конструкция зажимов, быстрая проверка качества шва. Каждая из этих машин соблюдает режимы стыковой сварки оплавлением для прочного соединения заготовок. При этом сварочный шов получается высокого качества.

КОНТАКТНАЯ СТЫКОВАЯ СВАРКА[метод оплавления и сопротивления]

[Контактная стыковая сварка] представляет собой сварочный процесс, в рамках которого отдельные детали соединяются по всей плоскости касания, причем это соединение происходит в результате нагрева.

В зависимости от требований к готовому сварному шву, площади сечения, а также конкретной марки металла, подобное воздействие выполнять можно несколькими способами, а именно оплавлением или же сопротивлением.

Соединение в процессе [контактной сварки] формируется на порядок быстрее, чем в процессе сварки плавлением. В итоге, такой процесс отличается большей производительностью, а также характеризуется меньшим короблением детали.

Контактная стыковая сварка достаточно часто используется в серийном и массовом производстве.

Это обусловлено тем, что данный процесс более легко автоматизируется, а также отлично встраивается в конвейеры (поточные).

Схема — виды контактно-стыковой сварки

Подобная сварка достаточно активно используется в авиакосмической, а также автомобильной промышленности.

Однако и в других отраслях (к примеру, данной технологией, сваривают газопроводы и нефтепроводы) этот способ нашел также широкое применение, в частности из-за того, что соединения, полученные таким образом, выгодно отличаются высокой прочностью.

Также стоит отметить и тот важный факт, что с контактной сваркой, в случае необходимости, легко справится даже неопытный сварщик, то есть качество готового соединения от квалификации работника не зависит.

Контактную сварку можно использовать для соединения между собой деталей толщиной от сотых до десятых миллиметров (и вплоть до десятков миллиметров).

Для работ сегодня обычно используются системы с повышенной частотой питающего напряжения. В итоге, это позволяет снизить габариты трансформатора.

Технология стыковой сварки

Контактная стыковая сварка арматуры и стыковая сварка полиэтиленовых труб (в общем, к какому бы конкретно изделию подобная метода не применялась) работает всего по одной и той же технологии.

О том, как в технологическом плане происходит сварка стыковых соединений – далее.

Cтыковая сварка арматуры, труб пнд и прочих материалов является, по сути, разновидностью контактной сварки, то есть в основу технологии здесь заложено тепловое воздействие тока (закон Джоуля-Ленца), а также усилие сжатия, которое прикладывается к свариваемым деталям.

Если сварка производится с нагревом стыка до пластического состояния, то она называется сваркой сопротивлением, а если до оплавления – оплавлением.

Сварка сопротивлением выполняется так: детали, которые закреплены в зажимах сварочной машины, плотно прижимаются к друг другу теми поверхностями, которые нужно присоединить.

Затем, между ними пропускается электроток. Когда поверхности приобретут пластичность, будет произведено сжатие (осадка) и одновременно отключен ток.

Видео:

Дефекты стыковой сварки сопротивлением возможны в том случае, если контактирующие элементы отдельных деталей не будут, как следует подготовлены. Так, в данном случае необходимо удаление всех оксилов, неровностей, загрязнений.

Все это может провоцировать неравномерный нагрев и, следовательно, дефект.

Стыковая сварка труб пнд и других элементов должна производиться с учетом того, что чем больше сечение у свариваемых поверхностей, тем ниже качество полученного соединения.

Это можно объяснить образованием в стыке окислов. Кстати, этим же легко объясняются некоторые ограничения на применение сварки сопротивлением для соединения деталей, площадь сечения которых превышает 200 квадратных миллиметров.

Учитывая все, о чем шла речь выше, вовсе не удивительно, что подобная сварка обычно используется при необходимости соединить стержни, проволоку, трубы из низкоуглеродистой стали (небольшие сечения).

Кроме того, сварка сопротивлением неплохой результат показывает и для металлов, которые отличаются хорошей свертываемостью в пластичном состоянии.

Имеются в виду медные и алюминиевые сплавы, конструкционные стали (низколегированные, малоуглеродистые).

Сварка оплавлением

Контактная стыковая сварка оплавлением, по своей технологии от сварки сопротивлением отличается тем, что напряжение на обмотках трансформатора подается ровно до момента контактирования свариваемых между собой концов.

В процессе сближения деталей контактировать начинают отдельные микронеровности на торце.

Причем количество последних на порядок меньше, чем в том случае, когда детали предварительно сдавили. В итоге, выступы сминаются, а площадь контактирования вырастает.

При первом контакте возникает ток, который приходится на несколько микровыступов. Причем плотность тока в контакте отдельных выступов так высока, что металл греется за тысячные доли одной секунды, а потом и вовсе – закипает.

При этом жидкие перемычки контактов нарушаются микровзрывами.

Контактировать начинают все новые и новые микровыступы и, в итоге, в зоне выступов возникают пары металлов, а вернее повышенное давление таких паров, которое защищает нагретую зону сварки от воздействия атмосферы.

Схема стыковой сварки оплавлением

Когда торцы детали переходят в такое состояние, когда на их поверхностях появляется слой жидкого металла, к ним прикладывается определенное усилие.

В итоге, жидкий слой выдавливается в град и, затем, формируется действительно прочное сварное соединение.

Полученное соединение, кстати, будет отличаться минимальным количеством дефектов в виду того, что все окисные пленки и продукты разложения также оказываются выдавленными в град.

Стыковая сварка оплавлением дает более качественное соединение из-за того, что металл на поверхности торцов, который, например, может быть загрязнен, удаляется в процессе оплавления.

Так, части пластичного металла, а также жидкий слой выдавливается в процессе сварки в град, а это значит, что сварной контакт образуют «молодые», чистые поверхности.

Преимущество этого способа заключается также и в том, что здесь отсутствует необходимость обрабатывать, особым образом готовить к сварке торцы, как этого требует сварка соединением.

Кроме того, в процессе сварки деталей с различным сечением можно сделать особый скос. Таким образом, площадь изначального контакта уменьшится, а процесс оплавления будет более эффективным – по мере нагрева детали примут нормальную форму.

Видео:

Отдельно стоит отметить стыковую сварку оплавлением с предварительным подогревом или же, как ее еще называют, сварку прерывистым оплавлением. Этот способ используется в том случае, когда нужно соединить между собой крупногабаритные детали – трубы, рельсы и т.д.

На начальной стадии для облегчения всего процесса используют специальный прием. Он заключается в том, что сначала детали медленно сводят до того, пока между ними не возникнет контакт, и не образуются пары металла, жидкость.

Потом детали разводят, а то тепло, которое выделяется в зоне сплавления, распространяется на иные части детали, подогревая их.

Следующий этап предусматривает опять же создание контакта между торцами, но здесь это уже происходит до тех пор, пока они не нагреются. Весь последующий процесс проходит стабильно, без перерывов.

Сварка сопротивлением

Контактная стыковая сварка сопротивлением характеризуется тем, что при ее выполнении детали изначально прижимаются губками к электродам.

Это необходимо для того, чтобы обеспечить достойный электроконтракт, а также исключить вероятность проскальзывания деталей между электродами.

Потом происходит сжимание с усилием, включают сварочный ток, который нагревает детали. Следующий этап – прикладывание осадок, уменьшение наплава, а затем вновь максимальный нагрев, в процессе которого на детали воздействуют осадки.

В тот самый момент, когда деформируемое сопротивление является самым малым, прикладывают усилие осадки и включается ток.

При всем при этом металлы, будучи нагретыми до высочайшей пластичности, выдавливаются от центра стыка к перифериям. Вместе с металлом к перифериям также выдавливается и град, остатки окисных пленок.

Этот способ сварки подходит для соединения деталей с небольшим сечением (максимум – 40 миллиметров). При этом само соединение формируется в твердой фазе в стыке без расплавления металла.

Схема сварки сопротивлением

Главная особенность всего способа заключается в том, что пластичный, разогретый до очень высокой температуры металл выдавливается в град, то есть в контакт вступают разогретые частички детали.

Недостатком этого способа является необходимость действительно тщательно готовить торцы под сварку. Кроме того, при соединении деталей с большим сечением, необходимо использование действительно огромных мощностей.

Машины и аппараты

Машина стыковой сварки, как показывает практика, используется чаще всего для соединения полиэтиленовых и иных труб, выполненных из полимерного материала.

Аппарат стыковой сварки полиэтиленовых труб свою высокую популярность приобрел из-за безопасности, надежности, возможности работы с трубами различного размера.

А еще сварка стыковых швов, таким образом, легко удовлетворит даже самые высокие запросы к качеству.

Видео:

Сварочные машины для стыковой сварки труб активно используются при прокладке газо и водопроводов.

Ручная и полуавтоматическая машина стыковой контактной сварки подходит для монтажа трубопроводов среднего и низкого давления.

Стыковая сварка сопротивлением и оплавлением. Аппараты для пластиковых труб

Стыковая сварка — это контактное соединение, где заготовки привариваются по всей площади стыкуемых кромок, при помощи тока и сжатия.

Как происходит процесс

Предназначенные изделия для сварки зажимаются в электродах и прижимаются друг к другу осевым усилием. Одна плита машины всегда стоит на месте, а другая передвигается. Нагрев заготовок происходит от подачи тока на них, на стыке прогрев максимальный.

Стыковая сварка от вида сжатия и подачи тока бывает:

• оплавлением;
• сопротивлением.

Стыковая сварка сопротивлением

Сначала заготовки прижимаются друг к другу и только потом подается ток, который превращает стыкуемые части в пластическое состояние. Далее, машина сжимает с определенным усилием детали для получения твердого сварного шва. Обесточивание происходит немного раньше.

Рисунок-схема ниже демонстрирует технологию процесса.

Такой технологией соединяют прямоугольные и круглые заготовки. Для качественного сцепления, детали стыков должны быть тщательно зачищены и подогнаны.

Видео: аппарат стыкового соединения (сопротивлением) арматуры и круга.

Стыковая сварка оплавлением

Технология может выполняться прерывистым или непрерывным оплавлением.

Как происходит стыковая сварка непрерывным оплавлением? Включается ток и начинается постепенное сближение заготовок. Касание стыков происходит по выступающим отдельно кромкам. В виду малой площади выступов, они от тока моментально греются и плавятся.

Часть расплавленного материала вылетает наружу, благодаря этому происходит очищение деталей. В процессе непрерывного сближения и оплавления других маленьких выступов-перемычек, получается расплавленный слой металла. После оплавления заготовок по всему стыку, происходит сжатие с большим усилием.

Схема ниже поможет лучше понять суть технологии.

Стыковая сварка прерывистым оплавлением используется для сваривания деталей с большой площадью сечения. Процесс происходит так: электрический ток поступает всегда, а изделия с малым усилием сжимаются и размыкаются. При смыкании и размыкании от притока тока происходит оплавление поверхностей. При появлении жидкого металла, происходит сжатие с усилием, при котором расплавленный металл вытекает из стыка и получается сварной шов.

Соединение оплавлением используется для материалов с сечением различной формы и нет надобности в подготовке свариваемых торцов.

Технология востребована для соединения:

• трубопроводов;
• арматуры;
• рельсов;
• автомобильных дисков;
• звеньев цепей и т. д…

Видео: машина 130 (метод оплавления) для ленточных пил.

P.S. Итак, стальные заготовки сближают, разогревают током и сжимают, при необходимости шлифуют.

Машины и аппараты для пластиковых труб

Стыковой сварочный аппарат — центрирует, торцует, плавит и сжимает кромки свариваемых изделий. Рассмотрим подробнее, как работают подобные агрегаты!

Технология сварки полимерных материалов:

1. установка заготовок в удерживающее приспособление;
2. центровка деталей и обрезка торцов;
3. вставка нагревательного элемента между торцами;
4. удаление нагревателя и стыковка (сжатие) деталей.

Устройство аппаратов контактной стыковой сварки труб:

• центратор со шкалой перемещения, с механическим или гидравлическим приводом;
• торцеватель для подгонки торцов;
• нагревательный элемент для полимерных материалов;
• блок управления.

Видео: инструкция по использованию аппаратов стыковой сварки полиэтиленовых труб Turan Makina.

Типы машин для ПНД труб

Сварочные аппараты для стыковой сварки труб подразделяются на несколько видов.

1. Ручные сварочные зеркала. Основа аппарата — это нагревательный элемент (зеркало). Весь процесс выполняется вручную: прижимание и удержание деталей.

Нагревательный элемент Dedalo 280 (сварочное зеркало)

Минусы. Такой подход влияет на прочность шва. Поэтому, технология годится для соединения трубопроводов низкого давления (канализация).

Плюсы. Малые габариты, небольшой вес, доступная цена.

2. Более массивный стыковой сварочный аппарат для пнд труб имеет большую оснащенность. В виде:

• станины с центратором и фиксаторами;
• торцевателя;
• нагревательного элемента;
• механического или гидравлического привода.

Аппараты серии TOP

Так как механический привод работает от мышечной силы сварщика, то аппаратом рекомендуется сваривать трубы диаметром до 150 мм. Гидравлический привод используется для труб всех диаметров.

Также, машина стыковой сварки труб может иметь разные блоки регулировки и контроля за температурой нагрева, и давления сжатия при сварке полиэтилена.

P.S. Металлические и пластиковые трубы свариваются встык специальными аппаратами (машинами) ручными или автоматическими. Сварной шов по герметичности превосходит другие виды соединений.

Параметры режима стыковой сварки оплавлением

 

Основыные параметры

Параметрами режима стыковой сварки непрерывным оплавлением являются сила тока l или мощность N, скорость оплавления Vопл (мм/сек), припуск на оплавление l опл (мм), припуск на осадку под током и без тока Δlопл.м=Δlопл (мм), скорость осадки voe (мм/сек), общее давление осадки p (кг/мм2) или удельное давление р (кг/мм’3), установочная длина l (мм).

Для сварки оплавлением с подогревом регламентируются также количество циклов подогрева и длительность включения и пауз в течение каждого цикла. Иногда дополнительно устанавливаются сила тока при подогреве, температура подогрева, припуск на подогрев, давление в момент замыканий.

Сила тока

Эта величина приблизительно прямо пропорциональна сечению. Поэтому в практике принято пользоваться плотностью тока. Сила и плотность тока относятся к стадии оплавления как к основной для тепловых процессов. В связи с большим и относительно постоянным сопротивлением контакта плотность тока при оплавлении невелика и составляет 3—50 a/мм2. Для сварки непрерывным плавлением она больше и находится в пределах 10÷50 а/мм2, для сварки с подогревом 3-т-15 о/мм². Удельная мощность для сварки с подогревом находится в пределах 5—20 ква/см², для сварки непрерывным оплавлением 15—60 ква/см²

Скорость оплавления

Вначале она, как это видно на рис, мала, затем по мере нагрева металла она при той же мощности может и должна повышаться. Если подача будет отставать от плавления, то это увеличит зазор и длину перемычек, частота взрывов снизится и появится опасность окисления. Законы перемещения подвижной плиты машины и изменения скорости оплавления выразятся уравнениями.

Опытным путем найдены значения коэффициентов вил для отдельных металлов и вариантов технологического процесса. Так, при сварке непрерывным оплавлением труб сечением 400—600 мм² из низкоуглеродистой стали при небольшой мощности и малом припуске на оплавление, они будут равны а=0,15 -г 0,3 мм/сек2, п — 2, тогда Δlопл — (0,15/0,2) t³ и V_опл, — (0,3 * 0,4) t

.

Сварка высоколегированных и аустенитных сталей, ввиду их малой электро- и теплопроводности и быстрого прогрева стыка требует относительно малых скоростей оплавления вначале и очень больших к концу.

Ускоренное перемещение плиты перед осадкой к концу оплавления желательно еще и потому, что содержащийся в этих сталях хром быстро окисляется. Выдерживание равенства скоростей подачи и плавления как условия устойчивого оплавления обеспечивает более полную защиту стыка от окисления. Закон перемещения плиты выражается уравнением

Когда сварка деталей того же сечения осуществляется с подогревом, скорость оплавления увеличивается, длительность его сокращается. Для упрощения скорость оплавления часто принимают как среднюю за все время оплавления.

• Средняя скорость оплавления с увеличением сечения снижается.
• Для сварки непрерывным оплавлением деталей небольшого сечения из малоуглеродистой стали средняя скорость оплавления обычно находится в пределах I—3 мм/сек.
• Сварка деталей большого сечения (с подогревом), обычно осуществляется со скоростью оплавления 0.5—1,5 мм/сек.

Высоколегированные стали, цветные металлы, легкие сплавы свариваются со значительно большей скоростью оплавления. Так, при сварке аустенитных сталей скорость оплавления повышается в 1,5—2 раза, при сварке алюминия достигает 3—5-кратного значения по сравнению со сваркой ‘простой стали.

Особенности сварки:

1. Скорость оплавления для закаливающихся сталей с целью предупреждения слишком сосредоточенного нагрева и быстрого охлаждения принимается несколько меньшей, чем для малоуглеродистой стали.
2. Скорость оплавления устанавливается и контролируется только при использовании машин с автоматизированным механизмом подачи.

Припуск на оплавление выбирается так, чтобы неровности на торцах смогли выравняться, а нагрев деталей достиг такого состояния, когда на торцах образуется сплошной жидкий слой и деталь прогревается на необходимую глубину равномерно по сечению. При заданной скорости оплавления -припуском определяется длительность этой стадии. С увеличением диаметра или толщины деталей время, необходимое для выравнивания температуры по сечению и для распространения нагрева на требуемую глубину, возрастает. Соответственно должна увеличиться величина припуска на оплавление.

При сварке непрерывным оплавлением круглых стержней общий припуск для двух деталей ориентировочно составляет 0,7 + 0,8 от диаметра, причем для более тонких стержней отношение берется большим. Для сварки листов и труб относительно небольшой толщины припуск на оплавление может быть определен по соотношению:

где 8 —толщина листа или стенки трубы в мм.

При сварке с подогревом припуск на оплавление берется на 30—50% меньше, так как общий нагрев частично осуществляется еще до оплавления. Оплавление ведется главным образом лишь для защиты от окисления и может быть существенно сокращено по длительности и величине.

Припуск на осадку должен быть достаточным для полного закрывания лунок, остающихся после взрьь ва перемычек и совершения пластической деформаций возрастают. Вместе с этим должен увеличиваться припуск на осадку. Припуск на осадку находиться в зависимости от сечения. Для круглых стержней.

D и о —диаметр стержня или толщина листа в мм.

При возрастании скорости оплавления взрывы более толстых перемычек сопровождаются образованием более глубоких лунок; для их закрытия требуется увеличение припуска на осадку. От марки стали величина припуска практически не зависит.

Стадия осадки:

Этот шаг должен происходить частично под током, частично без тока. Преждевременное выключение тока может вызвать нежелательное охлаждение зоны стыка к моменту завершения осадки, затруднить удаление жидкого расплава и пластическое деформирование. Запоздалое выключение сопряжено с опасностью перегрева металла. Обычно осадка под током составляет 30—60% к общей осадке.

1. Удельное давление для сварки малоуглеродистых сталей непрерывным оплавлением применяется в пределах 5—8 кг/мм², для легированных сталей 6—10 кг/ мм²; для аустенитных сталей оно достигает 20—35 кг/мм².
2. С момента начала осадки оплавление прекращается, что сопряжено с опасностью образования окислов в стыке. Поэтому этот опасный интервал должен быть по возможности сокращен, т. е. скорость осадки должна быть высокой.
3. Для малоуглеродистой стали скорость осадки примерно в 8—10 раз больше скорости оплавления и должна быть не меньше 10—15 мм/сек\ для сталей, легированных хромом, кремнием, алюминием, она достигает 30—80 мм/сек. Стыковая сварка алюминия проводится со скоростью осадки 100 -г 200 мм{сек.

Установочная длина выбирается так же, как и для сварки сопротивлением.

Количество циклов подогрева (соответственно необходимой глубине прогрева) увеличивается с сечением свариваемой детали. В диапазоне обычно свариваемых сечений количество циклов подогрева находится в пределах 3—20. Температура подогрева также повышается с 700—800° (для небольших сечений), до 900— 1100° (для больших сечений). При сварке малоуглеродистых сталей длительность каждого полного цикла составляет 1—4 сек., повышаясь вместе с сечением. При этом время импульса и паузы примерно одинаково. Остальные, упомянутые ранее, параметры режима подогрева регламентируются в специальных случаях.

Подготовка под сварку заключается в обработке торцов, зачистке поверхностей деталей в местах

Рис. Выравнивание сечений при стыковой сварке: о —для стержней неодинакового диаметра; б —для трубы и стержня; в и « — для деталей различной формы.

контакта с электродами и выравнивании сечений свариваемых деталей.

Обработка торцов

Торцы во избежание их нагрева и для сокращения припусков, а также для предотвращения окисления (при сварке сопротивлением) должны быть обработаны с достаточной точностью. Для сварки сопротивлением начальный зазор в стыке не должен превышать 0,15 припуска на осадку. Если сварка ведется на автоматических машинах, зазор должен быть еще меньшим.

Для сварки оплавлением требования к точности обработки торцов не очень строгие. При непрерывном оплавлении зазор в 1—1,5 мм не влияет на качество сварки, особенно когда задается несколько увеличенный припуск на оплавление.

Детали в местах зажатия электродами должны зачищаться для того, чтобы загрязнения (ржавчина и т. п.) не увеличили контактного сопротивления и не вызвали ненужного здесь и всегда вредного перегрева детали и электродов. Зачистка осуществляется наждаком, пескоструйной обработкой, травлением.

Выравнивание сечений производится для получения равных условий нагрева и деформаций при осадке и применяется для деталей с разницей сечений более чем на 10—15%.

Примеры выравнивания

 

 

риемы выравнивания

Подобные статьи

Стыковая контактная сварка – Сварка металлов

Стыковая контактная сварка

Категория:

Сварка металлов

Стыковая контактная сварка

Стыковые контактные машины изготовляют для сварки металла сечением от десятых долей до десятков тысяч квадратных миллиметров; усилие осадки может изменяться от сотен граммов до сотен тонн, электрическая мощность — от сотен ватт до сотен киловатт. Они весьма разнообразны по конструкции осадочных и зажимных устройств и по приводу — от ручного до полностью механизированного и автоматизированного гидравлического, пневматического, электрического и пр.

Станины машин — литые или сварные из листовой и профильной конструкционной стали. Машины имеют горизонтальный, наклонный или вертикальный рабочий стол. Для зажатия деталей применяют различные зажимные приспособления.

Зажимное устройство должно обеспечивать прочное зажатие изделий, устраняющее возможность смещения изделий в процессе сварки. Для увеличения силы трения между зажимом и изделием одну половину зажима часто делают стальной и снабжают насечкой; вторую половину изготовляют медной или из медного сплава, она выполняет функции электрода, подводящего ток к изделию. Для разгрузки зажимного приспособления от усилий осадки иногда применяют упоры или упорные приспособления. Упор принимает на себя основную часть давления осадки, а назначение зажима — главным образом подводить ток к изделию.

Зажатие изделий в зажимных приспособлениях требует значительных физических усилий от рабочего, обслуживающего машину. В особенности трудной становится эта работа в быстродействующих машинах и при значительных сечениях изделий, когда зажимное давление достигает нескольких тонн. В подобных случаях современные контактные машины снабжены зажимными приспособлениями с пневматическим, гидравлическим (обычно масляным) или электроприводом.

Процесс осадки в простейших небольших контактных машинах выполняется вручную. Для создания необходимой величины давления осадки пользуются рычажными, винтовыми, кулачковыми и тому подобными устройствами. Необходимая величина давления осадки для обычных низкоуглеродистых сталей колеблется в пределах 2—5 кГ/мм2. Таким образом, даже сравнительно небольшое сечение свариваемых деталей 1000 мм2 требует давления осадки 2—5 т- При более крупных сечениях давление осадки может достигать 10—20 т и выше. Поэтому механизация процесса осадки является более необходимой, чем механизация процесса зажатия. Приводы осадочных устройств могут быть гидравлическими, пневматическими или электрическими.

Стыковая контактная сварка имеет две основные разновидности: сварка без оплавления, иногда называемая сваркой сопротивлением, и сварка оплавлением. Первый способ состоит в следующем. Детали, зажатые в машине, доводят до соприкосновения и сжимают под небольшим давлением, обеспечивающим удовлетворительный контакт свариваемых поверхностей. Затем включают сварочный ток, который разогревает металл изделия, в особенности зону, прилегающую к контакту, так как здесь имеется значительное переходное сопротивление контакта. Сварщик наблюдает за разогревом металла и после нагрева до ярко-белого каления (для низкоуглеродистой стали), производит осадку, одновременно выключая сварочный ток прерывателем. Место сварки имеет значительное усиление вследствие высадки металла.

Сварка без оплавления пригодна и дает хорошие результаты для металлов, обладающих хорошей свариваемостью в пластическом состоянии, как например низкоуглеродистой стали. Металл соединяемых деталей должен быть однородным.

Сечение участка сварки должно быть простым, компактным, с небольшим отношением периметра к сечению. Такими сечениями являются, например, круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон. Сечения с более развитым периметром — тонкая полоса, тонкостенная труба, угольник, двутавр, рельс и т. п. — малопригодны для сварки без оплавления, так как при этом трудно обеспечить необходимое равномерное распределение тока по площади сечения. В подобных случаях применяется стыковая сварка оплавлением.

Сварка оплавлением имеет две разновидности: прерывистым и непрерывным оплавлением. При прерывистом оплавлении зажатые детали в первой стадии процесса оставляют разъединенными;

после включения напряжения питающей сети между деталями создается напряжение холостого хода вторичной цепи. Затем детали приводят в кратковременное соприкосновение и снова разъединяют. В результате происходит размыкание сварочного тока силой в тысячи и десятки тысяч ампер, что сопровождается сильным искрением и разбрызгиванием расплавленного металла под действием магнитного поля вторичного контура. Повторяя ряд

быстро следующих одно за другим замыканий и размыканий сварочной цепи, можно в короткое время вызвать оплавление всего сечения сварки.

При замыканиях в первую очередь оплавляются неровности и выступы на свариваемых поверхностях, которые постепенно выравниваются (рис. 1).

Рис. 1. Процесс постепенного оплавления поверхности сварки:

Рис. 2. Стык:

Когда достигнуто равномерное оплавление всей поверхности свариваемого участка, производят быструю осадку с приложением повышенного давления, и в процессе осадки выключают сварочный ток. Под значительным давлением почти весь расплавленный металл выдавливается из зоны сварки, образуя так называемый грат, а место сварки получает сравнительно небольшое усиление (рис. 1). Грат, содержащий большое количество окислов металла, механически непрочен и легко удаляется со сварного стыка.

Сварка оплавлением имеет ряд существенных преимуществ. Металл, подлежащий сварке, даже если он плохо сваривается в пластическом состоянии, часто хорошо поддается сварке оплавлением, например технически чистые медь и алюминий. Можно сказать, что почти все металлы и сплавы могут быть сварены по способу оплавления. В процессе оплавления выравниваются все выступы и неровности на поверхности сварки, поэтому поверхность стыка под сварку не требует какой-либо особой подготовки. В процессе оплавления сгорают и удаляются вместе с расплавленным металлом загрязнения его поверхности.

Выравнивание сечения в процессе оплавления позволяет равномерно оплавить и разогреть сечения даже очень сложной формы, с сильно развитым периметром, например успешно могут быть сварены листы толщиной 1 мм при длине сварного стыка 1200— 1300 мм. Могут быть сварены между собой во многих случаях разнородные металлы, например быстрорежущая и углеродистая стали, медь и алюминий и т. д., несмотря на значительные различия их физических свойств. Указанные преимущества обеспечили сварке оплавлением широкое применение в промышленности, поэтому современные стыковые машины обычно приспособлены к этому процессу. Некоторым недостатком сварки оплавлением является довольно значительная потеря металла на оплавление, что может иметь значение при высокой стоимости металла, например быстрорежущей стали.

Сварка оплавлением возможна и при непрерывном сближении деталей, при условии, что оно происходит достаточно медленно и равномерно. Процесс в этом случае идет следующим образом. На зажатые в машину и разъединенные детали подается напряжение вторичной цепи, затем начинается медленная подача деталей в сторону сближения. Соприкосновение происходит сначала лишь в немногих отдельных точках, в которых возникают весьма высокие плотности тока вследствие замыкания сварочной цепи. В результате происходит местное расплавление и испарение металла, который выбрасывается наружу в плоскости стыка под действием магнитного поля.

Контакт в точках первоначального соприкосновения нарушается, но вследствие непрерывного перемещения деталей в соприкосновение входят новые точки, процесс повторяется и т. д. Происходит непрерывное расплавление и выбрасывание металла из плоскости стыка, между деталями непрерывно проходит ток по кратковременным мостикам жидкого металла. Когда достигнуто равномерное и достаточное оплавление всей поверхности стыка, производится быстрая осадка значительным давлением. Равномерность подачи, необходимая при сварке непрерывным оплавлением, трудно выполнима при ручной работе, и этот процесс осуществляется обычно лишь на машинах с механизированным электрическим приводом осадки. Осадочное давление передается профильным кулачком (рис. 3).

Рис. 3. Кулачок сварки непрерывным оплавлением

Способ непрерывного оплавления весьма удобен для массового производства однотипных деталей на стыковых машинах с электроприводом. На стыковых машинах могут быть сварены также стыки в замкнутых контурах, например в ободьях колес, звеньях цепей и т. п. При сварке замкнутого контура лишь часть тока идет через свариваемый стык, часть же шунтируется сплошным металлом. Поэтому при сварке замкнутых контуров приходится увеличивать подводимую мощность. Увеличение мощности при сварке замкнутого контура, в зависимости от его размеров, составляет 20—50% мощности, необходимой для сварки открытого, незамкнутого контура. Замкнутые контуры можно сваривать как без оплавления, так и оплавлением — прерывистым и непрерывным; чаще применяется последнее.

Заслуживает внимания оригинальный способ стыковой сварки, предложенный советским изобретателем А. М. Игнатьевым, имеющий существенное значение для изготовления сварного металлорежущего инструмента. При нормальном способе стыковой контактной сварки электрический ток и давление осадки направлены нормально к поверхности стыка. При сварке по способу А. М. Игнатьева давление также прилагается нормально к поверхности стыка, но электрический ток проходит параллельно поверхности стыка (рис. 5).

Рис. 4. Сварка замкнутого контура

Рис. 5. Сварка по способу А. М. Игнатьева: 1 — электрод; 2 — пуансон осадочного пресса; 3 — заготовка углеродистой стали; 4 — пластинка быстрорежущей стали; 5 — изолирующая прокладка

Способ А. М. Игнатьева дает возможность приваривать тонкие пластины большой площади, изготовлять многослойные стальные ленты для режущих лезвий и пр.

Реклама:

Читать далее:

Применение стыковой контактной сварки

Статьи по теме:

Контактная стыковая сварка | Мир сварки

 Контактная стыковая сварка

Стыковая сварка – способ контактной сварки, при котором соединение свариваемых деталей происходит по поверхности стыкуемых торцов.

При стыковой сварке (рис.1) зажатые электродами с усилием F_сж свариваемые детали соединяются по всей поверхности их контакта при осадке усилием F_св после местного нагрева соединяемых концов. Усилие F_сж обычно значительно превышает F_св. После сварки в месте стыка образуется грат (рис.2), который удаляется механическим путем.

Рис.1. Схема контактной стыковой сварки

По степени нагрева торцов деталей различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением (непрерывным и прерывистым).

Рис.2. Сварной стык

Стыковая сварка сопротивлением – способ, при котором чисто обработанные поверхности двух деталей приводятся в плотное соприкосновение с пропусканием сварочного тока. После нагрева стыкуемых поверхностей до пластического состояния производится осадка (сжатие) деталей с одновременным отключением тока. Таким способом сваривают детали из низкоуглеродистых сталей, круглого или прямоугольного сечения площадью до 1000 м² и легированных сталей площадью до 20 мм². Цветные металлы и их сплавы хорошо свариваются сваркой сопротивлением. Этим способом можно соединять и разнородные металлы (сталь с медью, латунь с медью, различные сорта сталей между собой).

Сварка сопротивлением требует высокой точности обработки и плотности прилегания свариваемых поверхностей. Недостатки подгонки (перекос, зазор) приводят к неравномерному прогреву деталей, образованию оксидов и тем самым – снижению качества сварного соединения. Допустимые отклонения размеров стыкуемых поверхностей круглых сечений – не более 2 %, прямоугольных – не более 1,5 %. Свариваемые торцы деталей подвергают тщательной механической или химической очистке.

Сварка непрерывным оплавлением выполняется в следующей последовательности. Детали, закрепленные в зажимах машины, плавным перемещением подвижного зажима приводят в соприкосновение при включенном сварочном токе. При этом происходит оплавление свариваемых торцов деталей. Затем производится осадка деталей на установленную величину, после чего ток выключается. Способ применяется для соединения тонкостенных труб, листов, рельсов и др. Допускается сварка разнородных металлов. Достоинством способа сварки с непрерывным оплавлением является высокая производительность; недостатком – значительные потери металла на угар и разбрызгивание.

Сварка прерывистым оплавлением производится чередованием плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей при включенном сварочном токе. Небольшие возвратно-поступательные движения подвижного зажима периодически замыкают сварочную цепь в месте контакта деталей до тех пор, пока торцы их не нагреются до температуры 800…900 °С. Затем производится оплавление и осадка. Методом прерывистого оплавления свариваются низкоуглеродистые стали в тех случаях, когда мощность машины недостаточна для производства сварки с непрерывным оплавлением. Этот способ также связан с дополнительным расходом металла, поэтому иногда подогрев осуществляется методом сопротивления (включается ток при замкнутой сварочной цепи), а затем разводятся детали и переходят к оплавлению и осадке.

Сварка оплавлением допускает менее тщательную обработку свариваемых торцов, чем при сварке сопротивлением, так как часть металла из зоны сварки оплавляется. Детали под сварку могут нарезаться пресс-ножницами и даже кислородной резкой (с последующей очисткой от окалины и шлака). Допускаются большие отклонения размеров сечений торцов стыкуемых деталей (круглых – до 15 %; прямоугольных – до 12 %).

Оригинальный способ стыковой сварки был предложен советским изобретателем Александром Михайловичем Игнатьевым (1879 – 1936). При нормальном способе стыковой контактной сварки электрический ток и давление осадки направлены нормально к поверхности стыка. При сварке по способу А.М. Игнатьева давление также прилагается нормально к поверхности стыка, но электрический ток пропускается параллельно поверхности стыка (рис.3).

Рис.3. Принцип стыковой сварки по методу А.М. Игнатьева 1 – электрод; 2 – пуансон осадочного пресса; 3 – заготовка; 4 – пластина быстрорежущей стали; 5 – изолирующая асбестовая прокладка

Контактная стыковая сварка оплавлением |

Процесс сварки в принципе представляет собой регулируемое короткое замыкание с двумя концами рельсов, функционирующими как полюса постоянного тока. Сильный ток вызывает дугу между концами рельсов, два поперечных сечения рельсов нагреваются до температуры плавления из-за высокого подводимого тока.

Во время следующего хода осадки рельсы прижимаются друг к другу под высоким давлением, что приводит к слиянию концов. Осадочный металл обрезается сразу после высадки.

В результате получается точный сварной шов без присадочного металла с очень маленькой зоной термического влияния и более или менее последовательным развитием процесса закалки с благоприятной кристаллической структурой.

---

Подготовка сварного шва – небольшой наклон

Из-за формы рельса наблюдается неравномерное распределение материала по поперечному сечению. За счет воздействия электрического тока при стыковой сварке оплавлением рельс нагревается до температуры плавления.Следовательно, рельс не охлаждается равномерно по всему поперечному сечению. Сначала охлаждаются подошва рельса и основание рельса.

Поскольку большая часть материала находится в головке рельса, он остывает гораздо медленнее. Естественным следствием является углубление рельса в области сварного соединения.

Однако этот результат может иметь очень негативное влияние на геометрию пути и безопасность эксплуатации. По этой причине выполняется небольшой наклон вверх двух концов рельса, адаптированный к соответствующему профилю рельса, так что идеальное положение рельса достигается, когда сварной шов остынет.

---

Стыковая сварка оплавлением и термическая сварка алюминия

a) Термическая сварка алюминия

– Прочность шарнира АКПП ок. только 56% материнской железной дороги.
– Более подвержен коррозии
– Высокая частота отказов.
– Низкое качество сварного шва.

б) Стыковая сварка оплавлением

– Прочность соединения FB практически равна материнской рейке.
– Менее подвержен коррозии
– Уровень отказов <10%.
– Превосходное качество сварки.Устранены такие дефекты, как пористость, включения и неплавление.

---

Мобильная установка для стыковой сварки оплавлением

– Это железнодорожно-дорожная машина, которую можно привозить на площадку.
– Мобильные аппараты для стыковой сварки оплавлением изготавливаются либо в стандартном железнодорожном вагоне, либо в контейнерах.
– В случае т / с, построенного на железнодорожном транспортном средстве, сварочная головка расположена между тележками и может быть опущена для сварки на беговой дорожке.
– Контейнерные агрегаты могут использоваться для сварки на путях или на суше, с другой стороны стандартный автомобиль машина может использоваться только на бегущей строке.
– Новая машина полностью компьютеризирована.
– Как только сварочная головка находится в нужном положении, весь процесс выполняется автоматически нажатием кнопки.

---

Параметры сварки

– Сварочный ток,
– Усилие осадки, Давление,
– Смещение,
– Время сварки,
– Запрограммированная идентификация и детали настройки.

---

Испытания для утверждения процедур

1) Обрезка сварного шва
2) Выравнивание сварного шва
3) Внешний вид сварного шва.
4) Неразрушающий контроль
5) Испытание на изгиб
6) Испытание на усталость
7) Макро исследование
8) Испытание на твердость
9) Заявление о результатах и ​​процедурах.
10) Ведение учета

---

Источники; Today, опубликовано Plasser & Theurer, indianrailways.gov.in

---

Соответствующий стандарт; BS EN 14587-2 – Железнодорожные приложения. Отслеживать. Стыковая сварка рельсов оплавлением.

---

Видео;

Сравнение оплавления и стыковой сварки

Оплавление и стыковая сварка – это процессы контактной сварки, при которых слияние происходит одновременно по всей площади двух соприкасающихся поверхностей.В обоих процессах тепло для сварки получается за счет сопротивления электрическому току между двумя лицевыми поверхностями.

В этой статье объясняются основные различия между сваркой оплавлением и стыковой сваркой. Иногда эти термины используются неправильно или взаимозаменяемо, и их применение может сбивать с толку.

В любом процессе контактной сварки два или более металлических куска соединяются под действием тепла и давления в течение контролируемого времени. Основная формула выражается следующим образом:

Нагрев = I ² RT

где: I = тепловой или сварочный ток в амперах

R = электрическое сопротивление свариваемых деталей

T = время

И вспышка, и стык Сварочные процессы могут выполняться с использованием вторичных токов переменного (AC) или постоянного (DC) тока с первичной входной мощностью однофазной или трехфазной.

Как работает стыковая сварка

Рис. 1: Вспышка при оплавлении сглаживает неровности на сварных поверхностях.

Одной из первых форм контактной сварки, которая использовалась в металлообрабатывающей промышленности, является процесс стыковой сварки. Хотя сварка оплавлением и стыковая сварка выполняются на аналогичных сварочных машинах, наиболее заметными исключениями являются приложения давления и тока.

При простом стыковом шве две свариваемые детали сначала сводятся вместе под давлением. Затем подается ток, нагревая область контакта до такой степени, чтобы приложенное давление могло сплотить детали вместе. Другими словами, стыковая сварка – это одноступенчатая операция как по току, так и под давлением.

Давление и ток действуют на протяжении всего цикла сварки, пока соединение не станет пластичным. Постоянное давление (обычно из воздушного цилиндра) преодолевает размягченную область, создавая эффект ковки и последующее сварное соединение.Это делается без изменения силы тока или давления в течение всего цикла.

Настоящий стыковой шов не имеет брызг оплавления. Окончательная осадка сварного шва обычно гладкая и симметричная. Видно очень небольшое рваное выталкивание металла.

Примерами современных применений процесса стыковой сварки на переменном токе являются соединение проволоки и прутка малого диаметра, например катушек для непрерывных линий, производства ленточных пил и проволочных каркасов.

Рис. 2: Сварка оплавлением может применяться, как показано здесь, на материале с неровными краями и двумя концами, которые не совсем совпадают. Также требовалась тщательная подготовка конца. Свариваемые поверхности детали должны быть очень чистыми, гладкими и параллельными. Если не выполнить надлежащую подготовку, из-за неравномерного протекания тока могут образоваться горячие точки на поверхности шва. Считалось, что стыковая сварка дает более слабые сварные швы, чем оплавление. Развитие современных микропроцессорных устройств управления и использование постоянного тока и конечного контроля над соприкасающимися поверхностями помогло развеять это убеждение. Вначале стыковая сварка была ограничена машинами меньшего размера от 5 до 100 кВА и однофазным переменным током. Для более крупных приложений требуются большие токи. Эта высокая потребность в вторичном токе создает нагрузку на первичный источник питания пользователя и требует большого распределительного оборудования. Позже для стыковой сварки применялся трехфазный источник питания постоянного тока.Сварочный аппарат, оснащенный трехфазным источником питания постоянного тока, обеспечивает сбалансированную линейную нагрузку, снижение первичного тока и более равномерный нагрев зоны сварки. Индуктивные потери сведены к минимуму, что дает большую свободу при проектировании машины. Большие сечения как черных, так и цветных металлов успешно свариваются трехфазным стыковым швом на постоянном токе. Однако трехфазный источник питания постоянного тока с его выпрямлением, физическими размерами и соответствующими элементами, необходимыми для поддержки системы стыковой сварки, требует дополнительных затрат.Требуется трехфазное управление, а также повышенная подача воды на выпрямленную вторичную обмотку трансформатора. Исследования показали, что более узкая зона термического влияния (ЗТВ) может быть получена на трехфазном сварочном аппарате постоянного тока. Дополнительные испытания показали, что нет существенной разницы в качестве сварки встык трехфазным постоянным током по сравнению с однофазной сваркой оплавлением переменным током. Как работает сварка оплавлением Термин «сварка оплавлением» довольно информативен – во время процесса происходит «оплавление».В процессе сварки оплавлением тепло вырабатывается сопротивлением оплавлению на интерфейсных поверхностях, а не контактным сопротивлением, как в процессе стыковой сварки. В то время как стыковая сварка – это одностадийная операция, оплавление – двухэтапный процесс. Первый этап – это мигание. Ток, приложенный к заготовкам, вызывает искрение или искрение на границе раздела двух стыкуемых концов материала. Мигающее действие увеличивается до такой степени, что материал становится пластичным.Это мигание образует ЗТВ, очень похожую на стыковой сварной шов. Рисунок 3: Перед сваркой оплавлением предусмотрены дополнительные стадии: обжиг или предварительная оплавление и предварительный нагрев. После того, как участок стал пластичным и достиг нужной температуры, начинается второй этап операции – осадка или ковка. Затем два конца заготовок сводятся вместе с очень высокой силой, достаточной для того, чтобы вызвать опрокидывание материала.Это вытесняет пластиковый металл вместе с большинством загрязнений из стыка. Гладкие чистые поверхности заготовок не так важны для этого процесса, как для стыковой сварки, потому что в результате оплавления неровности на сварных поверхностях сгорают (см. Рисунок 1 ). Это позволяет соединять самые разные материалы. Такие предметы, как широкие, тонкие листы материала; НКТ; поковки; а черные и цветные материалы успешно свариваются. С однофазными источниками питания переменного тока (трансформаторами) можно сваривать устройства с большими площадями поперечного сечения с меньшими потребностями в токе из-за мгновенного действия. Также может применяться оплавление, как показано на Рисунок 2 . Этот пример дверного косяка имеет неровные края, и два конца не идеально совпадают. Последующее шлифование и удаление излишков материала заусенцев и высадки с помощью окончательной полировки устраняет любые признаки стыка. Благодаря мгновенному действию исключается любая подготовка срезанной кромки экструдированной заготовки из листового металла. В других приложениях можно отбивать обрыв или шлак для удаления. Осадка под шлаком представляет собой твердый металл, похожий на стыковой сварной шов, и для его удаления требуется операция резки, обрезки или удаления заусенцев. Недостатком этого процесса является сама вспышка. Оператор и окружающее пространство должны быть защищены, а дым и пары должны быть удалены. Образующиеся частицы шлака накапливаются вокруг поверхностей машины, поэтому требуется частая очистка. Управление процессом сварки оплавлением Ключом к процессу сварки оплавлением является перемещение двух деталей друг к другу во время операции оплавления. Некоторые из самых ранних механизмов для управления расстоянием между двумя деталями для правильного мигания управлялись вручную.Оператор контролировал ток с помощью кнопки большого пальца или автоматического отключения. Оператор стал очень опытным в управлении силой давления двух деталей и, как следствие, мерцанием. Наблюдая за тепловым цветом области и вытеснением материала, оператор знал, когда применять более сильное давление для второй стадии (или участка осадки) оплавления. Более поздние разработки включали приводную систему с регулируемой скоростью, связанную с редуктором и кулачком.Эта комбинация обеспечивала регулируемую скорость, сводя две детали вместе с ускорением к концу стадии оплавления. Это ускорение требуется из-за увеличения количества материала, вытесняемого при повышении температуры, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление между двумя материалами. Блокировка высадки, предусмотренная на кулачке, позволила вовремя запустить вторую стадию (высадку). Ток инициировался и впоследствии выключался концевыми выключателями, стратегически расположенными для работы вместе с кулачком, и его можно было включать или выключать для облегчения надлежащего нагрева. Поскольку в промышленности разрабатывались сплавы и специальные материалы, они требовали совершенно другой скорости подъема кулачка и изменения высадки. Это привело к изменению или замене кулачка при переходе от одного поперечного сечения к другому или от одного сплава к другому. Например, алюминиевые сплавы требуют быстрой или высокоскоростной осадки из-за их более узкой HAZ. Это вызвало чрезвычайно быстрый подъем кулачка для приспособления к этим сплавам, и успех был в лучшем случае посредственным. Затем использовался воздух над масляными цилиндрами, но ограничивался меньшим поперечным сечением деталей. Еще один способ управления движением двух деталей при оплавлении – это комбинация гидравлического / сервоклапана. Это обеспечивает контроль и высокое давление с быстрым ускорением. Используемые сегодня аппараты для оплавления с гидравлическим приводом могут создавать давление осадки более 200 тонн. В большинстве аппаратов для оплавления используются источники однофазного переменного тока. Как и в случае сварки встык, также может использоваться трехфазный постоянный ток. Хотя это не устраняет мигание, это приводит к уменьшению первичного тока, меньшим потерям материала и более узкой HAZ.Однако капитальные затраты выше, а требования к процессу такие же, как и для стыковой сварки постоянным током, упомянутой ранее. Развитие технологии оплавления Средства управления. Универсальная сварка оплавлением увеличилась за счет добавления электронных и микропроцессорных средств управления, которые точно контролируют и контролируют процесс оплавленной сварки. Эти элементы управления включают: 1. Информация обратной связи для определения скорости и ускорения двух деталей, когда они собираются вместе. 2. Текущий мониторинг. 3. Действие импульсного напряжения. Предварительная вспышка и предварительный нагрев. Другие разработки включают дополнительные этапы перед сваркой оплавлением (см. Рисунок 3 ). К ним относятся прогорание или предварительное оплавление, которое позволяет скруглить неровные концы неподготовленных деталей перед вторым этапом предварительного нагрева. Часть предварительного нагрева оплавлением позволяет генерировать тепло на границе раздела сварного шва без заметных потерь материала. Этот предварительный нагрев представляет собой колебание двух заготовок друг относительно друга. После того, как два конца заготовок сведены вместе, сопротивление в материале позволяет генерировать тепло, и два конца раздвигаются (до того, как они расплавятся), обеспечивая охлаждающий эффект на границе раздела материала. Как только концы начинают остывать и затвердевать, процесс повторяется и продолжается быстрым движением до тех пор, пока тепло не будет генерироваться обратно в обе детали. С помощью этого процесса: 1.Большая площадь поперечного сечения может быть сварена с меньшим потреблением тока. 2. В высокопрочных сплавах можно выделять тепло без больших потерь материала за счет оплавления. 3. Температурный градиент остается более равномерным. После достижения надлежащей зоны термического влияния на стадии предварительного нагрева на короткий период времени начинается стадия оплавления, за которой следует усилие осадки или ковки. Во многих случаях при сварке сталей с очень высоким содержанием сплавов или углерода возможно растрескивание, если сварной шов охладить слишком быстро до комнатной температуры.Если предварительный нагрев недостаточен, растрескивание можно предотвратить с помощью заключительного процесса оплавления, называемого последующим нагревом. Цикл последующего нагрева может быть встроен в аппарат для оплавления и отрегулирован на желаемую температуру. Заключение Как и в случае с другими процессами контактной сварки, технология быстро меняет применение как стыковой, так и оплавленной сварки. Постоянное развитие средств управления, источников питания переменного и постоянного тока, усовершенствованной гидравлики и сервоклапанов улучшило оба процесса.В то же время эта передовая технология расширила возможности выполнения приложений. Из-за разнообразия продуктов и материалов, которые можно сваривать оплавлением или стыковой сваркой, каждое применение необходимо рассматривать отдельно. Производственные требования, коммунальные услуги, чистота и внешний вид самого сварного шва – все это играет важную роль при выборе этих двух процессов контактной сварки. При правильном применении оба обеспечивают качественные сварные швы без использования газовой защиты или присадочных материалов.Эти процессы используются сегодня для таких приложений, как автомобильные, сельскохозяйственные и строительные колеса из различных сплавов, кольца турбин и реактивных двигателей, шасси самолетов, зубчатые колеса маховиков и многое другое из различных сплавов, включая никелевую основу, алюминий, вольфрам и медь. Оплавление и стыковая сварка – каждая отдельная часть семейства контактной сварки. Недоразумения в первые годы развития дали им безосновательную репутацию черных художников. Сегодня технологические разработки позволили как стыковая, так и оплавленная сварка стать высококонтролируемыми, точными и надежными процессами плавления металлов. Ларри Э. Мосс – коммерческий директор / технический директор компании Automation International, Inc., Данвилл, Иллинойс, и член Ассоциации производителей контактной сварки (RWMA). Мы благодарны RWMA за помощь в разработке этой статьи. 1. Welding Research Bulletin, 26 (2), pp. 49-53. Аппарат для стыковой сварки оплавлением: стыковая сварка или оплавление Существует широкий ассортимент аппаратов для стыковой сварки оплавлением, которые обычно можно разделить на стационарные и мобильные.Стационарные модели включают системы, которые в основном используются в крупных сварочных установках для соединения коротких или длинных рельсов. С другой стороны, мобильные установки включают мобильные сварочные системы, которые используются для изготовления непрерывных участков пути непосредственно на пути. Что такое аппарат для стыковой сварки оплавлением? Машина для стыковой сварки оплавлением или машина для стыковой сварки оплавлением использует надежную технологию соединения – широко известную как процесс стыковой сварки оплавлением – для получения оптимальных результатов с наименьшим количеством дефектов.Часто путают стыковую сварку оплавлением со стыковой сваркой, которая является более ранней формой техники сварки. Поэтому в этой статье мы в основном обсудим оба процесса в ходе их развития, а также то, чем они отличаются друг от друга. В дополнение к вышесказанному, существует широкий спектр аппаратов для стыковой сварки оплавлением, которые обычно можно разделить на стационарные и мобильные. Стационарные модели включают системы, которые в основном используются в крупных сварочных установках для соединения коротких или длинных рельсов.С другой стороны, мобильные установки включают мобильные сварочные системы, которые используются для изготовления непрерывных участков пути непосредственно на пути. Оба типа машин для стыковой сварки оплавлением способны производить высококачественные сварные швы практически для всех типов компонентов, используемых для стрелочных переводов. Как работает стыковая сварка? Как одна из первых форм контактной сварки, стыковая сварка с самого начала широко использовалась в металлообрабатывающей промышленности. Хотя это работает очень похоже на современные формы стыковой сварки, заметное различие заключается в приложениях давления и тока. Несмотря на преобладание стыковой сварки в ранние промышленные годы, она не всегда была доступна из-за высокого давления, необходимого для доведения соединительных концов больших деталей до температуры формования. Подготовка была куда более отвратительной и требовала большей осторожности. Операторы сварочных аппаратов должны следить за тем, чтобы поверхности были чистыми, гладкими и параллельными. Если бы не была проведена надлежащая подготовка, на поверхности сварного шва могли бы образоваться горячие точки из-за неравномерного электрического тока. При простом стыковом шве свариваемые детали сначала соединяются под давлением, а затем прикладывается ток, который нагревает контактную поверхность в достаточной степени, чтобы приложенное давление сблизило детали. Другими словами, стыковая сварка на начальном этапе представляет собой одностадийный процесс, в котором задействованы как давление, так и ток, которые применяются на протяжении всего цикла, пока соединение не станет пластичным. Постоянное давление размягчает поверхность, создавая эффект ковки и последующего сварного шва.По сути, главное – чтобы давление и ток оставались неизменными на протяжении всего сварочного цикла. :: Подробнее: все, что вам нужно знать о сварочном аппарате Как работает стыковая сварка оплавлением? Процесс стыковой сварки оплавлением, являющийся усовершенствованной формой стыковой сварки, представляет собой метод контактной сварки сопротивлением, используемый для соединения компонентов. Термин «вспышка» относится к «всплеску», возникающему в процессе сварки, во время которого тепло передается за счет сопротивления воздействию вспышки на поверхности, а не за счет сопротивления сжатия, как при стыковой сварке. В отличие от вышеизложенного, стыковая сварка оплавлением представляет собой двухэтапный процесс. Первый этап – это мигание, при котором к заготовкам прикладывают ток, вызывая мигание по поверхности двух стыкуемых концов деталей. Вместо использования давления и тока используется метод оплавления для приведения материала в пластичное состояние. Это мигание создает ЗТВ, подобную стыковому шву. Когда достигается необходимая температура и деталь становится пластичной, на втором этапе (т.е.е., ковка) начинается. Два конца деталей соединяются с большим усилием, достаточным для того, чтобы вызвать опрокидывание материала. Это вытесняет пластмассовый металл с примесями из стыка. Чем отличаются оба метода сварки? Так что же делает стыковую сварку оплавлением лучше, чем стыковая сварка, помимо того, что мы уже проиллюстрировали выше? Первое преимущество – лучший контроль: добавление электронных и микропроцессорных средств управления может точно контролировать процесс оплавленной сварки.Эти элементы управления включают в себя мониторинг тока, действие импульсного напряжения и информацию обратной связи для определения ускорения и скорости двух свариваемых деталей. Еще одним значительным достижением являются дополнительные ступени, которые проявляются в механизме предварительной вспышки и предварительного нагрева. Предварительная вспышка или выгорание позволяет выровнять неровные концы детали перед переходом ко второй стадии – предварительному нагреву. Предварительный нагрев в процессе сварки оплавлением позволяет выделять тепло на поверхность сварного шва, сводя потери материала к минимуму. Более подробно, предварительный нагрев – это колебание двух компонентов друг относительно друга. Когда два конца заготовок соединяются, сопротивление позволяет выделять тепло, и два конца разделяются, прежде чем они станут расплавленными, что обеспечивает охлаждающий эффект на границе раздела материала. Когда концы начинают остывать, процесс быстро повторяется до тех пор, пока тепло не будет генерироваться обратно в обе части. И как только HAZ достигнута, на короткое время продолжается стадия оплавления, за которой следует усилие ковки или осадка. Заключение Таким образом, стыковая сварка оплавлением никоим образом не ограничивается только железнодорожным применением. Технология развивается настолько быстро, что применение стыковой сварки оплавлением (и даже стыковой сварки) также постоянно меняется. Такие вещи, как усовершенствованные средства управления, источники питания переменного и постоянного тока, разработка гидравлики и сервоклапаны, – все это внесло свой вклад в усовершенствованный процесс, расширив области применения. Выставка IMTS IMTS собрала на этой онлайн-платформе мировых производителей аппаратов для стыковой сварки оплавлением.Просмотрите и найдите своего следующего поставщика вместе с нами. Если у вас возникнут трудности, пожалуйста, свяжитесь с нами. Быстрая ссылка на поставщиков Элементы управления и мониторы для оплавления и стыковой сварки Стыковая сварка Стыковая сварка При выполнении операций с обычным управлением встречаются: вариации от несогласованности терморегулирования с действием прижатия деталей друг к другу Неспособность компенсировать переменное состояние поверхности контактирующих свариваемых деталей Невозможность компенсации отклонений от высадки Решение: Добавление адаптивного управления дополнительно улучшает однородность сварного шва за счет синхронизации подачи тепла с контактирующими деталями и автоматической регулировки нагрева для компенсации колебаний деталей.Это приводит к увеличению однородности высадки, повышению надежности результата сварки и уменьшению количества бракованных деталей. Замена существующей системы управления на WeldComputer® wave Synthesis Элемент управления для стыковых сварщиков – это самое простое действие, которое нужно предпринять, чтобы: Повышение консистенции нагрева Повышение консистенции высадки Повышение качества сварки Повышение энергоэффективности Уменьшить потребление тока в линии электропередачи Обеспечивает сбалансированное распределение по всем фазам линии электропередачи Есть вопросы? Нажмите кнопку ниже, чтобы связаться с нами сегодня. Оплавление и стыковая сварка аналогичны тем, что обе требуют постоянного нагрева детали с последующей постоянной осадкой. В случае сварки оплавлением нагрев вызывается выделением тепла током, протекающим внутри самого материала. В остальном процессы аналогичны. Постоянный нагрев детали перед высадкой требуется для достижения постоянной высадки, а постоянная высадка требуется для получения однородного сварного шва. Когда операция сталкивается с нестабильным качеством сварки из-за непостоянного нагрева из-за несогласованного контроля, вместо установки монитора для сообщения обо всех несоответствиях, замена контроля на контроль синтеза волн WeldComputer® улучшит стабильность всех сварных швов и уменьшит количество неудачных сварных швов, произведенных в первую очередь.Затем для обнаружения любых случайных проблемных сварных швов, возникающих по другим причинам, вместо добавления отдельного автономного монитора добавление функций мониторинга поверх элемента управления обеспечивает более эффективное решение Integrated Control Monitor, которым легче управлять при сварке. .: Контактная стыковая сварка рельсов оплавлением | Продукция Стыковая сварка оплавлением Patil Group доказала свое присутствие в области стыковой сварки оплавлением на железных дорогах через свои установки для стыковой сварки оплавлением.Patil Group построила крупнейшие в Индии сварочные базы в Секундерабаде Мулали и в Нью-Бонгайгаон, штат Ассам, Индия, для индийских железных дорог. На этих заводах были созданы соответствующие инфраструктурные объекты для облегчения сварки 20 рельсовых панелей. Эти заводы имеют оборудование для механизированной разгрузки свободных рельсов, перемещения сварных панелей на роликах, погрузки и разгрузки сварных панелей с помощью моторизованных порталов. Мы импортировали передовую установку для стыковой сварки оплавлением из США и разместили ее на складе FBW в Нью-Бонгагаон, Ассам. Введение В процессе стыковой сварки рельсов оплавлением рельсы сваривают путем нагрева, используя технику оплавления с помощью гидравлической системы управления, концы рельсов нагреваются в результате их электрического сопротивления с использованием тока с высокой силой тока при низком напряжении и ковки при низком напряжении. подходящая температура и сила осадки. Никаких посторонних материалов не требуется, а процесс сварки непрерывен. Зона теплового воздействия ограничивается минимально возможной площадью.Предварительно выбранная конфигурация, наилучшим образом подходящая для конкретного типа рельсов в соответствии с их металлургией, обеспечивает высокое качество сварки. Цикл сварки осуществляется за счет бокового сжатия концов рельса двумя парами губок. Концы рельсов, зажимаемые губками, также действуют как электроды для протекания тока высокой интенсивности. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СВАРКИ Во время цикла сварки соблюдается следующая последовательность. Предварительная вспышка Вспышка Повышение Расстройство Кузница Обрезка высаженного металла Рельсы индивидуальные 13 м / 26 м.длины, полученные от сталепрокатных заводов, первоначально отправляются на завод стыковой сварки оплавлением. Затем отдельные рельсы привариваются к панелям рельсов длиной 10 рельсов методом стыковой сварки оплавлением стыковые стыковые оплавления имеют очень высокую усталостную прочность и предпочтительны по сравнению с другими типами сварных швов. Панели рельсов длиной 10 и 20 рельсов, сформированные стыковой сваркой оплавлением, транспортируются с завода стыковой сварки оплавлением на места погрузкой в ​​специально сконструированные железнодорожные платформы. Эти панели выгружаются на площадке через специально сконструированные концевые разгрузочные лотки, установленные на крайнем заднем вагоне. Важные преимущества стыковой сварки оплавлением по сравнению с другими методами соединения Снижает затраты на техническое обслуживание Экономия времени на треке Устраняет гофре Без присадочного материала Меньшая зона термического влияния Меньшая зона отжига Постоянная твердость Наивысшая стойкость к усталости Средний срок службы равен Влияние параметров стыковой сварки оплавлением на механические свойства колесных дисков И.INTRODUCCIÓN Стыковая сварка оплавлением (FBW) – это плоская сварка, при которой противоположные поверхности материала свариваются одним ударом, что делает этот процесс чрезвычайно эффективным. В общих чертах, это процесс плавления и ковки, позволяющий получать сварные соединения с прочностью, равной прочности основных материалов [1-2]. Этот процесс является частью процессов контактной сварки, применяемых при сварке плит, линейных труб, рельсов, морских конструкций, цепей для швартовки судов и, в частности, стальных колесных дисков в автомобильной промышленности.[3]. На характеристики FBW напрямую влияют параметры процесса сварки. Очень важно контролировать несколько переменных процесса для достижения необходимых совместных требований. Теоретические и экспериментальные исследования влияния параметров FBW описаны в литературе. Большинство из них изучают параметры процесса сварки, такие как изменение времени пробоя, времени осадки, тока осадки, характера пробивки и размера высадки, чтобы максимизировать предел прочности на разрыв или вязкость разрушения и / или минимизировать деформацию, остаточные напряжения и пористость.[4-10]. Первая выдающаяся работа Ziemian et al. изучили влияние некоторых переменных процесса. Чувствительность параметров сварки к дефектам и внутренним включениям можно было наблюдать путем их статистического исследования [11]. Мин и Канг изучали свариваемость оплавлением холоднокатаного листа и углеродистой стали, используемых в кузовах автомобилей; они определили, что полученная FBW превосходит лазерную [12]. Ichiyama et al. рассмотрел влияние на сопротивляемость разрушению факторов FBW при использовании в высокопрочных сталях.Здесь делается вывод, что фактор осадки – это фактор, который необходимо контролировать для улучшения поведения микроструктуры и уменьшения включений в зоне сварки [1]. Таким образом, возникает необходимость изучения этого типа сварки высокопрочных низколегированных сталей (HSLA) с применением в автомобильной промышленности. Производство колесных дисков в автомобильной промышленности предъявляет два требования, которые должны выполняться при использовании сталей HSLA. Первый касается обязательства производителей стальных колес по сохранению и увеличению доли рынка HSLA.Второй – это совместная работа с производителями автомобилей в области защиты окружающей среды и разработки экономичных автомобилей. В процессе промышленного производства колес ободья подвергаются ряду процессов, таких как изгиб, скручивание и вытяжка, в результате которых образуются трещины в зоне сварного шва или рядом с ней, иногда из-за низкой вязкости соединений FBW, что влияет на безопасность и качество. продукт. Таким образом, адекватное сочетание параметров обработки сварочного аппарата на переменном токе для процесса FBW позволит сваривать листы из стали HSLA с механической прочностью и неоднородностями сварки, удовлетворяющими требованиям производства стальных колесных дисков.Однако исследования прочности соединений FBW в стали HSLA относительно ограничены. В настоящей работе исследуется влияние переменных процесса (напряжение, высота осадки и время пробоя) на механическую прочность и нарушения непрерывности процесса сварки FBW. Упоминаются некоторые соображения, которые могут решить трудности пользователя при применении этого процесса и в конечном качестве продукции. II. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ Материал использованные в этом исследовании соответствуют SPFH 590 японскому стандарту JIS G 3134 сталь толщиной 2.3 мм [13]. Размер экземпляров 200 х 1086 мм. В таблице 1 указан химический состав. Таблица 1. Химический состав SPFH 590 JIS G Сталь 3134 [13]. Элемент C Si Mn п Al Fe % Wt 0,09 0,13 1,69 0,013 0,031 бал Пропия В качестве оборудования для процедуры сварки использовался сварочный аппарат Swift-Ohio модели 91-AA мощностью 400 кВА.Процесс сварки рассматривается как двухступенчатый аппарат для контактной сварки сопротивлением, который производит сварное соединение по всей площади обеих первоначально разделенных поверхностей одновременно. Первая стадия – это вспышка, при которой тепло генерируется за счет сопротивления потоку электрического тока между двумя свариваемыми поверхностями. Вторая стадия называется осадкой, которая возникает, когда разделенные поверхности, однажды достигнув температуры плавления, резко соединяются под действием осевой силы с контролируемой скоростью [2,8].На рисунке 1 показана схема процесса. Существует аналогичный процесс FBW, называемый сваркой с осаждением; его использование все чаще используется в производстве колесных дисков. Однако FBW также часто используется в этой отрасли [12]. Преимуществами FBW являются высокая скорость, высокая эффективность, отсутствие предварительной обработки основного материала, высокое сопротивление сварных соединений и, наконец, широкий спектр материалов, в которых он может применяться [4,14]. Рисунок 1. Схема стыковой сварки оплавлением. процесс. Пропия Первым шагом процесса является удержание соединяемых частей. В этот момент грани свариваемых деталей начинают сближаться. После завершения процесса оплавления мобильный автомобиль быстро ускоряется за счет приложения осевой силы значительной величины, создавая тесный контакт между свариваемыми поверхностями. Эта часть процесса называется расстройством. По окончании осадки приваренную деталь снимают. Вытесненный затвердевший материал сварной межфазной поверхности удаляется через скребок. Испытательные образцы для 8 комбинаций были изготовлены со следующими параметрами процесса: напряжение, высота высадки и время пробоя. Для каждого из этих параметров были определены два уровня: высокий и низкий. Особое внимание было уделено случайным тестам, чтобы исключить предварительные условия, которые могут исказить результаты. Значения, используемые в переменных процесса, показаны в таблице 2. В таблице 3 наблюдается комбинация переменных для создания обработок, выполняемых при сварке. Изготовленные образцы по AWS B4.0M: 2000 Standard [15] использовались для оценки внешнего вида; Эта оценка также включала использование увеличительного стекла и оптического стереоскопа с целью улучшения обнаружения дефектов в зоне термического влияния (HAZ). Таблица 2. Параметры сварки и уровни факторов. Обозначение Параметры сварки Низкий уровень Высокий уровень А Напряжение (В) 5 LV 7 HV B Высота высадки мм (кальцо – мм) 2,3 (5,0) LUH 4,6 (10,0) ХМ C Время мигания – секунды (частота автомобиля – Гц) 2 (48) LFT 4 (30) HFT Пропия После при изготовлении образцов визуальный осмотр проводился на участке с дневной светильник вместе с 10-кратным увеличительным стеклом.Микроструктура была оценено с помощью программного обеспечения Leco 100x – 800x IA32 оптический микроскоп и растровый электронный микроскоп FEI Quanta model 200 (SEM), который также использовался для выполнения фрактографической анализ. Микротвердость по Кнупу было выполнено на оборудовании Leco модель LM 100AT. В изготовлены образцы по микроструктуре и микротвердости были взяты из ЗТВ. Для выявления микроструктуры были выполнены шлифовка, полировка и химическое травление 5% -ным раствором нитала. Таблица 3 Номера образцов и связанные комбинации лечения (L: низкий, H: высокий) Уход Комбинация переменных 1 LV, LUH, LFT 2 LV, LUH, HFT 3 LV, HUH, HFT 4 LV, HUH, LFT 5 HV, HUH, HFT 6 HV, HUH, LFT 7 HV, LUH, HFT 8 HV, LUH, LFT Пропия Гибка Испытания проводились на 60-тонном гидравлическом прессе.Образцы (38 х 150 х 3 мм) были установлены на устройстве, разработанном и изготовленном в этом исследовании следуя рекомендациям стандарта AWS B4.0: 2000. Тестовая скорость была 1м / мин при комнатной температуре согласно установленным параметрам в ссылочный стандарт [15]. Образцы для испытания на растяжение сварных шарниры были разработаны согласно японскому стандарту JIS G 3134 [13]. А схематическое изображение каждого из образцов можно увидеть на рисунке 2. Рисунок 2 Образец сопротивления растяжению.Адаптировано из [13]. Пропия III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ A. Структурные анализ. Визуальный осмотр каждого образца показал приемлемые результаты. Эта проверка показала симметричный внешний вид поверхности стыка и ЗТВ; на поверхности не обнаружено трещин или поверхностных дефектов. Это говорит о том, что комбинация трех различных параметров для сварки образцов обеспечивала удовлетворительный внешний вид даже при сочетании низкого напряжения и сильной осадки. На рис. 3 представлены изображения, полученные при оптической микроскопии основного материала и зоны сварки. На рис. 3 показано исходное состояние материала, длинная ламинарная ферритная структура, возникшая в результате процесса горячей прокатки. Структура этой стали HSLA соответствует ферритно-перлитной, свойства которой определяются ее доминирующей структурой – ферритом. На рис. 4 показаны СЭМ-изображения основного материала со структурой перлита (светло-серый) и феррита (темно-серый внизу). Рисунок 3 Оптические микрофотографии листа основного материала изображения (SPFH 590) Пропия Рисунок 4 SEM Микрофотографии основного материала. Пропия На рис.5 представлены оптические микрографические изображения игольчатого феррита (светлый цвет) сварного шва. Замечено, что форма феррита меняется с ламинарной (которая присутствует в основном материале) на игольчатый феррит. В процессе сварки крупное зерно становится круглой формы.В процессе охлаждения Widmanstatten Ферритовые структуры формируются по методу Дюбе. система классификации. Эта фаза также упоминается в исследовании, проведенном Zieman et al. [11]. Рис. 5. Оптические микрофотографии игольчатого феррита (светлый цвет) сварного соединения (высаженного шва). GBF: зерно граничный феррит. WSP: боковая панель Widmanstatten Феррит. П: Перлит. Пропия Игольчатый феррит может увеличивать или сохранять предел прочности на разрыв до того же уровня, что и у основного материала.Однако образование феррита боковых пластин Видманштеттена может привести к хрупкой сварке, увеличивая риск преждевременных трещин, как было указано Kumar et al. [16]. На рис. 6 показаны СЭМ-изображения зоны сварки и основного материала. Рисунок 6а) соответствует ЗТВ, которая показывает, как и на оптических микрографических изображениях, такое же распределение игольчатого феррита. Рисунок 6b) соответствует основному материалу. В исследовании Ricks et al. Установлено, что игольчатый феррит является результатом межкристаллитного зародышеобразования феррита Видманштаттена в стали HSLA [17], которые могут быть отнесены к одному уровню данного исследования из-за использования той же стали и сходства в процессе сварки. Рисунок 6 Микрофотографии SEM а) Зона стыка, б) Основной материал Пропия На рис. 7 представлены оптические микроскопические изображения поперечного сечения сварное соединение. Наблюдается белая вертикальная линия, обозначающая обезуглероженный слой за счет диффузии углерода основного металла в сварной область во время процесса оклейки, которая вытесняется в процессе осадки. Для этого типа контактной сварки характерно обезуглероживание.Ким и др. и др., также сообщали о подобного рода нарушениях в своей работе о влиянии Параметры FBW на механические свойства стальных швартовных цепей для морские сооружения [9]. Рисунок 7 Оптические микрофотографии макро разреза стыковой сварки оплавлением. Белая линия указывает зону обезуглероживания Пропия B. Механический характеристика. Таблица 4 суммирует результаты поведения предела прочности на разрыв (UTS) и деформации (% удлинения) для каждого образца.Наличие трещин в сварном шве образцов обработок 3 и 8 показывает, что эти сварные швы не соответствуют требованиям, поскольку разрушение происходит за пределами зоны, в которой было выполнено соединение. Точно так же Centinkaya et al. Сообщили о разрушении в ЗТВ, демонстрируя, что эта зона имеет более низкую прочность из-за теплового воздействия и, следовательно, она также отклоняется [18]. Прочность на растяжение снижается в зависимости от увеличения мощности, необходимой для сварки. Повышение энергии, передаваемой материалу, вызывает рост зерен в ЗТВ, что вызывает потерю прочности в соединении, как это наблюдалось Sharifitabar et al.[19]. С другой стороны, большее количество подводимого тепла дает значительное количество фазы Видманштатена. Форма пластин этой фазы увеличивает концентрацию напряжений в этой области и, таким образом, снижает прочность соединения. Таблица 4 показывает, что образцы с пределом прочности на разрыв ниже 590 МПа – это те, которые имели трещину в зоне сварки (образцы с обработками 2, 3 и 8). Согласно свойствам основного материала [13] пластичность должна быть выше 22%. Образцы с обработками, превышающими это значение, – 1, 4, 6 и 7.Следовательно, параметры сварки для получения образцов с обработкой 1 и 7 являются такими, которые демонстрируют хорошее поведение, соответствующее требованиям прочности и пластичности. Образцы с обработкой 2, 3 и 8 показывают значения относительного удлинения ниже 5%, и эти же образцы разрушаются в зоне сварки, что говорит о том, что они демонстрируют хрупкое поведение, вызванное большим подводимым теплом, которое приводит к образованию значительного количества фазы Видманштатена. Форма пластин этой фазы увеличивает концентрацию напряжений в этой области, что приводит к плохому удлинению. Таблица 4 Средние результаты испытаний на предельное растяжение (* соединение не работает) Уход UTS (МПа) Удлиненный. (%) База 624 22 1 596,85 30 2 * 392 2.5 3 * 546 10,65 4 599,85 24,55 5 578,35 19,95 6 575,1 22 7 590.4 27,75 8 * 369,6 2.1 Пропия На рис. 8 показаны уже протестированные образцы с обработкой 1 и 7. Эти те, которые показали лучшую и выдающуюся пластичность и растяжение значения прочности. Параметры сварки при определенных условиях эксплуатации, такие как низкое напряжение (LV), низкий уровень высоты высадки (LUH) и низкий уровень мигания временной уровень (LFT), можно увидеть в таблице 3.Эти образцы показали подходящие свойства из-за параметров процесса сварки, которые позволяют кольцу изготовление. Рисунок 8 Образцы для испытаний на растяжение, которые показали трещину за пределами сварное соединение а) с обработкой 1 и б) с обработкой 7. Пропия На рисунке 9 показан тест на микротвердость по Кнупу. результаты, выполненные по ЗТВ. Средние значения для каждой процедуры: представлен. Отрицательные значения соответствуют точкам, снятым на левая сторона и положительные значения, взятые справа от центрального шарнира зона; каждая из этих точек разделена 0.5 мм, что в сумме составляет расстояние 3,5 мм справа и 3,5 мм слева от центра. Значения твердости, больше по направлению к стыку зоны, можно отнести к: 1) микроструктуре основы становится структура феррита Видманштеттена, и 2) упрочнению из-за деформации, вызванной возникновением осадки в процессе сварки. Большинство образцов показали аналогичные профили твердости с максимальная твердость в зоне сварного шва и снижение твердости в зоне HAZ вплоть до основного металла. Рисунок 9 Микротвердость по Кнупу образцов для каждой обработки. Пропия Результаты испытания на изгиб показали, что варианты 2, 5 и 8 не соответствовать требованиям испытаний при полном разрыве сварного соединения. В качестве упомянутые ранее, обработки 2 и 8 также показали низкую пластичность при растяжении. тестовое задание. Остальные образцы соответствуют требованиям испытания. удовлетворительно. На рисунке 10 показаны некоторые изображения результатов гибки. тестовое задание.На рисунке 10b показан образец с обработкой 1, отвечающий требованиям. теста. Напротив, рис. 10в показывает, что образец 2 не соответствует требования. Рисунок 10 Образцы для испытания на изгиб а) Экспериментальная установка; б) Образец 1, отвечающий требованиям испытания; в) Образец 2 не соответствует требования. Пропия Наблюдается хрупкость сварных швов. образцы, в которых условия поступления тепла были больше.Согласно Схема эксперимента представлена ​​в таблице 2, образцы с обработками 2 и 5 получил больше тепла в процессе сварки из-за длительного мигания уровень. Кроме того, образцы с обработками 5 и 8 получили больше тепла. из-за высокого уровня напряжения, из-за которого во время сварки выделялось больше тепла процесс. Этот результат согласуется с работой Singh et al. где это было наблюдали, что сварные образцы с низким подводом тепла имеют более высокий пластичность, чем у изготовленных с большим подводом тепла [20]. C. Фрактографический анализ. На рис.11 представлена ​​СЭМ-микрофотография поверхности излома образцов с обработка 4, на которой виден излом вне сварного шва. Как видно на рисунке 11 а) это вязкое разрушение, характеризующееся наличием микропустоты. Этот тип трещин вызван слиянием микротрещин, которые зарождаются в областях, где неоднородности существуют и связаны с частицами второй фазы, включениями, зерном границы и дислокации.По мере увеличения напряжения микротрещины разрастаются и со временем образуют сплошную трещину. Аналогично, если включения там, где зарождаются пустоты, длинные, как это бывает с прокатными сталями, пластичность измеряется перпендикулярно направлению прокатки плохо, что вызывает ламинарный разрыв, как показано на рисунке 11 б). Рисунок 11 СЭМ-микрофотография поверхности излома образца с лечение 4 а) Вязкое разрушение за пределами сварного шва; Пропия Рисунок 11 СЭМ-микрофотография поверхности излома образца с лечение б) Плохая пластичность перпендикулярно направлению прокатки. Пропия На рисунке 12 представлена ​​СЭМ-микрофотография поверхности излома сварного соединения. образцов с обработкой 8. На Рисунке 12 а) смешанная трещина, состоящая из трещиной спайности, распространяющейся по всем зернам (трансгранулярная) и распространение трещины вокруг границ зерен (внутризеренное), показывающее зоны микровынушек, принадлежащих Выделены зоны вязкого разрушения. На рисунке 12 б) показаны поверхностные растрескивание, вызванное, возможно, водородом, который оседает под сваркой или внутри него.Этот водород, диффундировавший из зоны сварки в зону HAZ, накапливается в несплошностях, которые возникают под зерном (трещины под бортом). Одновременно водород сжимает как газ, создающий высокое внутреннее напряжение, перпендикулярное плоской поверхности накопление. Это явление относительно часто встречается при сварке в высокопрочные конструкционные стали (с пределом текучести до 500 МПа) [21]. Рисунок 12 a) СЭМ-микрофотография поверхности излома сварного соединения образец лечения 8 Пропия Рис. 12 б) Поверхностное растрескивание. Пропия IV. ВЫВОДЫ Результаты микроструктуры и механических свойств восьми параметров настройки процесса FBW, выполненного над сталью SPFH 590, были адекватно оценены с помощью испытаний на растяжение, испытаний на изгиб, испытаний на твердость по Роквеллу, оптической микроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Анализ микроструктуры соединения показывает превращение ламинарного феррита в игольчатый феррит. В процессе сварки зерна длинной формы разрастаются и приобретают округлую форму; кроме того, в процессе охлаждения образуется некоторая боковая пластина ферритной структуры Видманштеттена.Механическое поведение оценивали с помощью испытаний на твердость, растяжения и изгиба. Результаты показали различное поведение для нескольких комбинаций выполненных параметров. Параметры процесса сварки, 5 В (напряжение), 2,3 мм (осадки) и 2 с (время мигания), показали наилучшее сочетание свойств (прочность и пластичность) из всех проведенных испытаний. Эти результаты применяются для уменьшения количества бракованных деталей в производственных процессах конструктивных элементов, производимых FBW. БЛАГОДАРНОСТИ Авторы признательны за финансовую поддержку, оказанную кафедрой. проректора по исследованиям Национального университета Колумбии. Кроме того, мы благодарим Colombiana de Frenos S.A за их поддержку Проведены подготовка и механические испытания. ССЫЛКИ [1]. Я. Ичияма и К. Синдзи, «Сварка оплавлением высокопрочных сталей», Технический отчет Nippon Steel Vol. 95, январь 2007 г. [2]. Глава «Сварка оплавлением» в Справочнике ASM: Сварка, пайка и пайка, том 6, 10-е, изд. К. Ферьютца, Дж. Дэвиса, под ред. ASM International, США, 1994. [3]. Справочник по сварке AWS: Сварочные процессы, Том. 2, 8-е изд., Р. Л. О’Брайен, Американское общество сварщиков / Справочник по сварке, США, [4]. Д. Э. Зиемиан, К. В. Шарма и М. М. Уэйли, «Оптимизация процесса стыковой сварки оплавлением посредством планирования экспериментов», представленный на Proc of Int Conf.на конференции NSF по инженерным исследованиям и инновациям, Ноксвилл, штат Теннесси, США, 2008 г. [5]. Ф. Чжан, Б. Львов, Б. Ху и Ю. Ли, «Стыковая сварка оплавлением переходов из высокомарганцевой стали и рельсов из углеродистой стали», Mater Sci Eng A, Vol. 454–455, стр. 288–292, апрель 2007 г. [6]. Д. Тауфик, П. Маттон и В. Чиу, «Экспериментальные и численные исследования: снижение остаточных напряжений при растяжении в стыковых стыковых сварных швах с помощью локальной быстрой термообработки после сварки», J Mater Process Technol, Vol.196, стр. 279–291, январь 2008 г. [7]. К. Барбоза, Дж. Дилле, Дж. Л. Делпланке, Дж. М. А. Ребелло и О. Аксельрад, «Исследование микроструктуры сваренных оплавлением и состаренных алюминиевых сплавов 6061 и 6013», Mater Characterization, Vol. 57, стр. 187-192, 2006. [8]. N.F.H. Керстенс, И.М. Ричардсон, «Распределение тепла при контактной стыковой сварке с осаждением», J Mater Process Technol, Vol. 209, стр. 2715–2722, август 2009 г. [9]. Д. Ким, К. Со и М. Канг, «Влияние параметров стыковой сварки оплавлением на качество сварки швартовной цепи», Arch Mater Sci Eng A, Vol.38 (2), pp 112–117, 2009. [10]. М. Шарифитабар и А. Халвей, «Контактная стыковая сварка с осаждением аустенитных и мартенситных нержавеющих сталей», Mater Des, Vol. 31, стр. 3044–3050, 2010. [11]. К. В. Зиемиан, М. М. Шарма, Д. Э. Уэйли, «Влияние последовательностей оплавления и осадки на микроструктуру, твердость и свойства растяжения сварных соединений конструкционной стали», Mater Des, Vol 33, pp 175-184, 2012. [12]. К.Б. Мин, К.С. Ким и С.С. Канг, «Исследование контактной сварки стальных листов с использованием специально сваренной заготовки (1-й отчет). Оценка свариваемости и формуемости с осаждением», J Mater Process Technol, Vol. 101, № 1–3, 14, стр. 186–192, январь 2000 г. [13]. СПРАВОЧНИК JIS, «JIS G 3134: 2006. Горячекатаный высокопрочный стальной лист, лист и полоса с улучшенной формуемостью для использования в конструкциях автомобилей », Ferrous Materials & Metallurgy II, JSA Japanese Standards Association, Tokyo Japan 2006. [14]. Н. Керстенс, Исследование и контроль факторов, влияющих на контактную стыковую сварку с осаждением, Делфт: Диссертация на соискание ученой степени магистра. ТУ Делфт, 2009. [15]. AWS, «AWS B4.0M: 2000», Стандартные методы механических испытаний сварных швов, Американское сварочное общество, 2000 г. [16]. А. Сешу-Кумар, Б. Рави-Кумар, Г.Л. Датта, В.Р. Ранганат, «Влияние микроструктуры и размера зерна на вязкость разрушения микролегированной стали», Mater Sci Eng A, Vol.527, No. 4-5,15, pp. 954-960, февраль 2010 г. [17]. Р. Рикс, П. Хауэлл и Дж. С. Барритт, «Природа игольчатого феррита в металлах сварных швов из стали HSLA», J. Mater. Sci. Vol. 17, pp 732–740, март 1982 г. [18]. C. Centinkaya, U. Arabaci, «Применение стыковой сварки оплавлением цепной стали 16MnCr5 и исследования механических свойств», Mater Des, Vol. 27, pp. 1187-1195, ноябрь 2006 г. [19]. М. Шарифитабар, А.Халваи и С. Хоршахян, «Микроструктура и механические свойства соединений, сваренных встык, сваренных сопротивлением высадке 304, из аустенитной нержавеющей стали», Mater Des, Vol. 32, стр. 3854-3864, август 2011 г. [20]. Т. Сингх, А. Шахи и М. Каур, «Экспериментальные исследования влияния многопроходной сварки на механические свойства соединений SMAW из нержавеющей стали AISI 304», Int. J. Sci. Англ. Исследования, Vol. 4, pp 951-961, декабрь 2013 г. [21]. Х. Банг, Х.Банг, К. Ро и С. Чжон, «Механическое поведение сварных соединений толстых стальных пластин, полученных с помощью различных сварочных процессов», Strength Mater, Vol 47, pp 213–220, Jan 2015. Что такое стыковая сварка? (3) – стыковая сварка оплавлением стыковая сварка оплавлением Стыковая сварка оплавлением подразделяется на стыковую сварку оплавлением непрерывным оплавлением и стыковую сварку оплавлением с предварительным нагревом. Непрерывная стыковая сварка оплавлением состоит из двух основных стадий: стадии оплавления и стадии осадки. Стыковая сварка оплавлением с предварительным нагревом только добавляет стадию подогрева перед стадией оплавления. Схема стыковой сварки оплавлением Одно-, двухступенчатая стыковая сварка оплавлением 1, ступень вспышки Основная функция вспышки – нагрев заготовки. На этом этапе сначала включается питание, и торцы двух заготовок слегка соприкасаются, образуя множество точек соприкосновения. При прохождении тока точки контакта плавятся и становятся перемычками из жидкого металла, соединяющими оба конца. Из-за чрезвычайно высокой плотности тока в жидкой перемычке жидкий металл в перемычке испаряется, а перемычка взрывается.Благодаря медленному продвижению подвижного зажима, перемычки также непрерывно производятся и подвергаются пескоструйной очистке. Под действием давления пара и электромагнитной силы частицы жидкого металла непрерывно выбрасываются из границы раздела. Образование быстрой струи искр-вспышек. В процессе прошивки заготовка постепенно укорачивается, и температура наконечника постепенно повышается. По мере увеличения конечной температуры скорость взрыва перемычки будет увеличиваться, и скорость перемещения подвижного зажима необходимо постепенно увеличивать.Перед окончанием процесса оплавления на всей торцевой поверхности заготовки должен образоваться слой жидкого металла, при этом металл должен достичь температуры пластической деформации на определенной глубине. Из-за сильного окисления металлических паров и металлических частиц, образующихся при взрыве перемычки, содержание кислорода в газовой среде в межфазном зазоре снижается, и его окислительная способность может быть снижена, тем самым улучшая качество соединения. Но вспышка должна быть стабильной и сильной.Так называемая стабильность означает, что в процессе прошивки не происходит разрыва цепи или короткого замыкания. Разрыв цепи ослабит эффект самозащиты сварного шва, и соединение будет легко окисляться. Короткое замыкание приведет к перегоранию заготовки и ее утилизации. Так называемый сильный означает, что в единицу времени происходит довольно много взрывов перемычки. Чем сильнее вспышка, тем лучше самозащита сварного шва, что особенно важно на более поздней вспышке. 2, этап осадки В конце стадии обшивки немедленно приложите достаточное давление сверху к заготовке, и межфазный зазор быстро уменьшится, и перемычка перестанет взрываться, то есть начнется стадия осадки.Функция высадки состоит в том, чтобы закрыть зазор между торцом заготовки и огневым отверстием, оставленным перемычкой из жидкого металла после струйной обработки, при выдавливании жидкого металла и оксидных включений на торцевой поверхности так, чтобы чистый пластиковый металл находился внутри. плотный контакт, и область соединения создает определенную степень пластической деформации, чтобы способствовать прогрессу рекристаллизации, формировать общие кристаллические зерна и получать прочное соединение. Хотя при стыковой сварке оплавлением в процессе нагрева присутствует расплавленный металл, на самом деле это сварка в пластическом состоянии. Стыковая сварка оплавлением с предварительным нагревом заключается в нагреве заготовки прерывистыми импульсами тока перед фазой вспышки, а затем переходом в фазу оплавления и осадки. Цель подогрева следующая: (1) Уменьшите требуемую мощность для сварки деталей с большей площадью поперечного сечения на сварочном аппарате малой мощности, потому что, когда мощность сварщика недостаточна, невозможно стимулировать непрерывное оплавление без предварительного нагрева заготовки до определенной температуры.процесс. В настоящее время предварительный нагрев является крайней мерой. (2) Уменьшите скорость охлаждения после сварки. Это поможет предотвратить закаленную структуру и трещины на стыке из закаленной стали во время охлаждения. (3) Уменьшение времени вспышки может уменьшить запас вспышки и сэкономить драгоценные металлы. Недостатки предпускового подогрева: (1) Увеличить цикл сварки и снизить производительность; (2) Усложнить автоматизацию процессов; (3) Управление предварительным нагревом затруднено.Если степень предварительного нагрева непостоянна, стабильность качества соединения будет снижена. TH Valve является профессиональным производителем дроссельных заслонок , задвижек , обратных клапанов , шаровых клапанов , шиберных задвижек , шаровых кранов с API, JIS, стандарта DIN, используемых в Нефть, газ, морская промышленность, водоснабжение и водоотведение, пожаротушение, судостроение, водоочистка и другие системы, с номинальным диаметром от DN50 до DN1200, NBR / EPDM / VITON, сертификаты и одобрения: DNV-GL, Lloyds, DNV, BV , API, АБС, CCS. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Винторезные станки Вопросы и ответы Карусельные станки Советы мастера Станок 1М63 Токарные станки Фрезерные станки Разное