Сварка тонкостенного металла: Сварка тонкого металла электродом

alexxlab | 18.12.1984 | 0 | Разное

Содержание

Сварка тонкого металла электродом

Процесс соединения двух металлических заготовок перестал представлять проблему после появления сварочного аппарата. Некоторые трудности все-таки остались. К примеру, новичкам непросто в хорошем качестве выполнить работу по свариванию двух тонких металлических листов. В статье детально рассматривается вопрос как правильно варить тонкий металл электросваркой. Забегая немного вперед, стоит сказать, что для выполнения подобных операций применяются технологии и оборудование, позволяющие выполнить работу без деформации сварочного листа и прогорания рабочей области.

Особенности технологии

Чтобы не прожечь металл, нужно как можно быстрее провести электрическую дугу вдоль стыка. Расходник нужно вести равномерно, без остановок в каком-либо месте. Рабочий ток для выполнения таких операций снижается до минимума, ниже которого выполнение операции просто невозможно.

Для сварки тонких листов металла нужен сварочный аппарат с плавной регулировкой силы тока на выходе. Чтобы избавиться от возможных проблем с поджигом сварочной дуги, используются аппараты с напряжением холостого хода не ниже 70В. В процессе сваривания листовых материалов следует внимательно следить за геометрией кромок. Она может деформироваться под воздействием высокой температуры. Чтобы этого не допустить, следует придерживаться нескольких простых правил.

Прежде всего, важно тщательно подготовить заготовки к предстоящей операции. Кромки зачищаются, освобождаются от ржавчины, краски, технических жиров и прочего. Если требуется, заготовки выравниваются и закрепляются. Хорошее и прочное соединение можно получить только при условии ровных и чистых кромок свариваемых заготовок. По завершению подготовительных работ кромки прихватываются через каждые 7-10 см. И только поле этого можно приступать к формированию сплошного шва.

Если планируется сваривать два тонких листа внахлест, то можно установить немного больший ток, чем при соединении встык. Сдвоенные листы заготовок существенно снижают негативное воздействие высокой температуры на поверхность заготовок. Вероятность прожога поверхности уменьшается в несколько раз, а деформация практически не наблюдается.

Опытные сварщики советуют прибегнуть к небольшой хитрости при сварке тонкого металла электродом. Свести к минимуму влияние высокой температуры можно, подложив под заготовки листовую медь. Цветной металл имеет отличную теплопроводность и эффективно отводит избыточное тепло от рабочей зоны. Благодаря этому снижается вероятность деформации листов или прожига металла. Есть нет медного листа, то можно использовать проволоку, которая укладывается в месте сварки.

Как варить тонкий металл инвертором

Когда требуется сварить тонкие листы железа с использованием инвертора, то специалисты прибегают к методу обратной полярности. Он состоит в том, что «масса» присоединяется к заготовке, а положительный полюс – к держателю. При таком способе подключения сильнее нагревается электрода, а металл – меньше. благодаря этому минимизируется вероятность прогорания заготовки или деформации кромки. Сварочные работы проводятся быстрее, а шов получается качественным.

Еще одна особенность, позволяющая повысить качество сварки тонкостенных материалов – использование расходников малого диаметра. В нашем случае используются электроды диаметром до 2 мм. Желательно выбирать марки электродов с высоким коэффициентом плавления. Это позволяет снизить силу тока при работе, что положительно сказывается на качестве сварного соединения.

Толщина металла, мм 0,5 мм 1,0 мм 1,5 мм 2,0 мм
Диаметр электрода, мм 1,0 мм 1,6 мм – 2 мм 2 мм 2,0 мм – 2,5 мм
Сила тока, А 10-20 ампер 30-35 ампер 35-45 ампер 50-65 ампер

 

Перемещение электрода по стыку должно быть плавным, а сам он располагается к поверхности металла углом вперед (45-90 градусов).

Достоинства сварки тонкостенных заготовок инвертором

Благодаря использованию современных аппаратов заметно повысилось качество сварного шва. Если работы были выполнены специалистом с достаточно большим опытом работы, то можно смело утверждать, что металл прогрет нормально, а прожогов и температурной деформации нет. Дело в том, что постоянный ток позволяет выбрать минимальную мощность. Возможность прогорания металла сводится к минимуму и допускается только неопытными пользователями.

В сварочных аппаратах имеется микропроцессорное управление, что позволяет избежать сбоев в работе оборудования, получить на выходе идеальный для данного вида работ ток. К недостаткам инвертора относится его нестабильная работа в условиях низких температур. Даже брендовые модели при отрицательной температуре сбоят.

Читайте также: Рейтинг лучших сварочных инверторов

Особенности сваривания тонких оцинкованных листов

Чтобы сварить оцинкованную сталь придется полностью очистить от цинка соединяемые кромки. Для этого можно использовать шлифмашинку или ручные абразивные материалы.

Можно избавиться от оцинкованного слоя путем выжигания с помощью сварочного аппарата. Но при этом сварщику нужно быть особо осторожным. Пары цинка токсичны для человека и при попадании внутрь способны вызвать сильное отравление. Работать можно только на открытой площадке или внутри помещения при условии наличия на рабочем месте мощной вытяжки.

Заключение

Для получения хорошего результат при сваривании тонкостенных металлических заготовок важно ответственно подойти к подготовительным работам. Нужно организовать теплообмен, грамотно выбрать электроды, силу тока и только после этого приступать к работе. Внимательно нужно следить за процессом во время сварки. При необходимости лучше прервать дугу, чтобы не получить прожог.

Читайте также: Как научиться варить электросваркой

Сварка тонкого металла электродом

Процесс соединения двух металлических заготовок перестал представлять проблему после появления сварочного аппарата. Некоторые трудности все-таки остались. К примеру, новичкам непросто в хорошем качестве выполнить работу по свариванию двух тонких металлических листов. В статье детально рассматривается вопрос как правильно варить тонкий металл электросваркой. Забегая немного вперед, стоит сказать, что для выполнения подобных операций применяются технологии и оборудование, позволяющие выполнить работу без деформации сварочного листа и прогорания рабочей области.

Особенности технологии

Чтобы не прожечь металл, нужно как можно быстрее провести электрическую дугу вдоль стыка. Расходник нужно вести равномерно, без остановок в каком-либо месте. Рабочий ток для выполнения таких операций снижается до минимума, ниже которого выполнение операции просто невозможно.

Для сварки тонких листов металла нужен сварочный аппарат с плавной регулировкой силы тока на выходе. Чтобы избавиться от возможных проблем с поджигом сварочной дуги, используются аппараты с напряжением холостого хода не ниже 70В. В процессе сваривания листовых материалов следует внимательно следить за геометрией кромок. Она может деформироваться под воздействием высокой температуры. Чтобы этого не допустить, следует придерживаться нескольких простых правил.

Прежде всего, важно тщательно подготовить заготовки к предстоящей операции. Кромки зачищаются, освобождаются от ржавчины, краски, технических жиров и прочего. Если требуется, заготовки выравниваются и закрепляются. Хорошее и прочное соединение можно получить только при условии ровных и чистых кромок свариваемых заготовок. По завершению подготовительных работ кромки прихватываются через каждые 7-10 см. И только поле этого можно приступать к формированию сплошного шва.

Если планируется сваривать два тонких листа внахлест, то можно установить немного больший ток, чем при соединении встык. Сдвоенные листы заготовок существенно снижают негативное воздействие высокой температуры на поверхность заготовок. Вероятность прожога поверхности уменьшается в несколько раз, а деформация практически не наблюдается.

Опытные сварщики советуют прибегнуть к небольшой хитрости при сварке тонкого металла электродом. Свести к минимуму влияние высокой температуры можно, подложив под заготовки листовую медь. Цветной металл имеет отличную теплопроводность и эффективно отводит избыточное тепло от рабочей зоны. Благодаря этому снижается вероятность деформации листов или прожига металла. Есть нет медного листа, то можно использовать проволоку, которая укладывается в месте сварки.

Как варить тонкий металл инвертором

Когда требуется сварить тонкие листы железа с использованием инвертора, то специалисты прибегают к методу обратной полярности. Он состоит в том, что «масса» присоединяется к заготовке, а положительный полюс – к держателю. При таком способе подключения сильнее нагревается электрода, а металл – меньше. благодаря этому минимизируется вероятность прогорания заготовки или деформации кромки. Сварочные работы проводятся быстрее, а шов получается качественным.

Еще одна особенность, позволяющая повысить качество сварки тонкостенных материалов – использование расходников малого диаметра. В нашем случае используются электроды диаметром до 2 мм. Желательно выбирать марки электродов с высоким коэффициентом плавления. Это позволяет снизить силу тока при работе, что положительно сказывается на качестве сварного соединения.

Толщина металла, мм 0,5 мм 1,0 мм 1,5 мм 2,0 мм
Диаметр электрода, мм 1,0 мм 1,6 мм – 2 мм 2 мм 2,0 мм – 2,5 мм
Сила тока, А 10-20 ампер 30-35 ампер 35-45 ампер 50-65 ампер

 

Перемещение электрода по стыку должно быть плавным, а сам он располагается к поверхности металла углом вперед (45-90 градусов).

Достоинства сварки тонкостенных заготовок инвертором

Благодаря использованию современных аппаратов заметно повысилось качество сварного шва. Если работы были выполнены специалистом с достаточно большим опытом работы, то можно смело утверждать, что металл прогрет нормально, а прожогов и температурной деформации нет. Дело в том, что постоянный ток позволяет выбрать минимальную мощность. Возможность прогорания металла сводится к минимуму и допускается только неопытными пользователями.

В сварочных аппаратах имеется микропроцессорное управление, что позволяет избежать сбоев в работе оборудования, получить на выходе идеальный для данного вида работ ток. К недостаткам инвертора относится его нестабильная работа в условиях низких температур. Даже брендовые модели при отрицательной температуре сбоят.

Читайте также: Рейтинг лучших сварочных инверторов

Особенности сваривания тонких оцинкованных листов

Чтобы сварить оцинкованную сталь придется полностью очистить от цинка соединяемые кромки. Для этого можно использовать шлифмашинку или ручные абразивные материалы.

Можно избавиться от оцинкованного слоя путем выжигания с помощью сварочного аппарата. Но при этом сварщику нужно быть особо осторожным. Пары цинка токсичны для человека и при попадании внутрь способны вызвать сильное отравление. Работать можно только на открытой площадке или внутри помещения при условии наличия на рабочем месте мощной вытяжки.

Заключение

Для получения хорошего результат при сваривании тонкостенных металлических заготовок важно ответственно подойти к подготовительным работам. Нужно организовать теплообмен, грамотно выбрать электроды, силу тока и только после этого приступать к работе. Внимательно нужно следить за процессом во время сварки. При необходимости лучше прервать дугу, чтобы не получить прожог.

Читайте также: Как научиться варить электросваркой

Сварка электродом тонкого металла – советы сварщикам

В этом материале мы разберем все нюансы сварочных работ по тонколистовому металлу, какие бывают проблемы и способы их избежать.

Сварка электродом тонкого металла позволяет собирать легкие конструкции с большим запасом прочности. Также таким способом можно восстанавливать автомобили и чинить многие другие тонкостенные изделия. Однако, такой процесс довольно сложен, очень непросто сделать качественный сварной шов при отсутствии опыта.

В этом материале мы разберем все нюансы сварочных работ по тонколистовому металлу, какие бывают проблемы и способы их избежать.

Проблемы сварки тонкостенных изделий


Основные проблемы, которые возникают в процессе сварки электродами тонкого металла, схожи с обычным браком при некачественном соединении.

  • Прожигание заготовки.
  • Прилипание электрода.
  • Не проваренный шов.
  • Деформация материала.

Прожигание — наиболее частое явление в работе с тонкостенными конструкциями. Это следствие неправильно выбранной силы тока. Именно избыток мощности способствует быстрому расплавлению металла и образованию отверстий.

Прилипание электрода возникает в двух случаях: при малой силе тока и близкому подношению кончика расходника к поверхности металла. Эти два негативных фактора способствуют образованию неравномерного соединения и, как следствие, падает качество сварки.

Не проваренный шов — это частая ошибка, допускаемая новичками в сварочном деле. Боясь прожечь металл, кончик электрода удаляется на большое расстояние и расплав попросту растекается по поверхности. В итоге, во время зачистки оказывается, что шов неравномерный и есть не соединенные участки.

Деформации также довольно частое явление при сваривании тонколистового металла. Это следствие воздействия высоких температур.

Как же осуществляется сварка тонкого металла и какие существуют пути решения проблемы брака?

Выбор режимов и электродов


Лучше всего для сварки тонкостенных конструкций воспользоваться инвертором. Такие аппараты имеют более тонкую настройку в отличие от трансформаторных аналогов.

Сила тока, которую используют в таких работах, напрямую зависит от толщины деталей и диаметра электрода.

Тонким металлом принято считать заготовки толщиной до 5 миллиметров. Однако проблемы со сваркой возникают с деталями до 3 мм. В таблице можно посмотреть приблизительное соответствие выбранной мощности к материалу и диаметру электрода.

Это приблизительные данные, более точную настройку аппарата можно определить опытным путем, попробовав варить металл.

Используя тонкие виды электродов, нужно учитывать, что скорость плавления у них более высокая, а значит нужно быстрее вести шов.

Главные требования к выбору расходников такие же, как и при сварке стандартных конструкций. Обмазка и состав электрода должны соответствовать свариваемому металлу.

Правильная технология


Технологически сварка тонкого металла практически не отличается от процесса соединения более толстых конструкций. Всю работу можно условно разделить на три этапа:
  • Подготовка деталей.
  • Сварочный процесс.
  • Зачистка швов.

Основные отличия в некоторых нюансах, позволяющих качественно варить листовой металл и оцинковку.

Подготовка

Вся подготовка начинается с очистки поверхности материала от загрязнений. Важно более тщательно зачистить место, где будет установлен держатель массы аппарата.

Оцинкованный листовой металл в месте будущей сварки можно очистить болгаркой от защитного покрытия. Но можно варить и прямо по нему, цинковый слой сгорит в процессе работы.

Сварка


Алгоритм сварки по тонкому металлу следующий.
  • Электрод на конце можно очистить от обмазки на длину около 5 мм, это поспособствует быстрому поджогу дуги.
  • По всей длине будущего шва нужно сделать точечные прихватки материала (чтобы избежать дальнейшей деформации). Для этого делают краткосрочный поджог и приваривают края металла в виде точки или на длину в 10 мм.
  • Зажигается дуга просто — это делают двумя способами. Либо постукиванием кончиком электрода по металлу, либо чирканьем. Длина дуги оптимальна в пределах 2-3 миллиметра. Обычно расстояние электрода от металла нужно выдерживать в пределах диаметра расходника!
  • После этого образовывают ванну из расплавленного металла и начинают вести шов. В процессе работы сварочная ванна должна иметь вытянутую овальную форму. Это свидетельствует о получении качественного шва.
  • Чтобы избежать прилипания электрода не стоит его «утыкать» в поверхность.

Очень удобно в этом плане для начинающих сварщиков пользоваться инвертором с дополнительными функциями антиприлипания и форсирования дуги. При слишком близком приближении электрода к металлу он сбрасывает напряжение. В этом случае не происходит замыкания и электрод не прилипнет. При большом растяжении дуги инвертор дает дополнительное напряжение и сварочный процесс не прерывается.
  • Шов ведут, располагая держатель с электродом под углом в 60 градусов. Лучше всего выбирать положение, приближенное к прямому углу, но с сохранением обзора сварочной ванны и самого шва. При слишком остром угле получается выпуклое соединение. Это значит, что шов всплывает и не сваривает металл.
  • Электрод можно вести слева направо, или на себя, вертикальные соединения делают снизу вверх. При этом во время сварки нужно делать поперечные движения зигзагами (елочкой).
  • Также нужно контролировать скорость движения. Она должна быть поступательной и одинаковой.

После окончания работы нужно сбить шлак и осмотреть соединение на наличие непровара и прожогов на металлической поверхности.

Приемы сварки тонкостенных конструкций


Чтобы избежать негативных последствий в процессе сваривания, можно использовать некоторые подходящие методики.

Сварка внахлест

Внахлест. Если позволяет конструкция, листы можно расположить один на другой. В этом случае главное — не прожечь поверхность, располагающуюся снизу.

Точечное соединение. Технологически такой шов выполняется в виде местечковых прихваток. Дугу поджигают, проваривают металл в нужном месте и гасят. И далее, на всем протяжении соединения с шагом в 3 диаметра электрода, все повторяют.


По электроду. Если есть опасность прожечь тонкий металл, можно очистить один электрод от обмазки и уложить его вдоль будущего шва. В процессе сварки нужно хорошо проваривать эти места. Таким же образом можно заваривать прожженные дыры.

Также для сварки тонкостенных конструкций можно установить обратную полярность. Когда кабель держателя ставят на плюс, а массу на минус. Обратная полярность снижает количество тепла на кончике электрода и это поможет избежать прожогов.

Если нужно сварить массивную деталь с тонким металлом, то дугу поджигают на толстостенной заготовке и в процессе переносят сварочный шов на стык.

Для отвода излишнего тепла под тончайшие детали можно подложить медную полосу. Медь очень теплоемкий материал и позволит избежать прожигания и протекания расплавленного металла.

А что вы думаете по поводу такого вида работ, как сварка тонколистового металла? Если у Вас в наличии большой опыт сварных соединений из тонкого материала, поделитесь им в комментариях к этой статье.

как варить электродом тонкостенный профиль?

На чтение 7 мин Просмотров 4.5к. Опубликовано

тонкого металла инвертором может стать реальной проблемой не только для неопытного сварщика, но и для некоторых мастеров с приличным опытом в данной области.

При выполнении сварной операции приходится придерживаться иных правил, нежели при сварке толстостенных конструкций, что осложняет подбор режима и вида электродов. Но если не учитывать специфику сваривания тонколистового металла при работе, получить высококачественные швы не получится.

Лист металла признается тонким, если его толщину не превышает показатель 3 мм.

Большое число конструкций разного назначения изготавливается из стали с такой толщиной:

  • кузова легковых автомобилей;
  • емкости для хранения разного рода жидкостей;
  • трубки маленького диаметра и др.
Особенности сварки тонкого металла.

Сварка тонколистового металла на крупных промышленных производствах реализуется с помощью специального оборудования, способного обеспечить сварному шву оптимальные параметры: долговечность, прочность, стойкость к механическому воздействию, коррозии. Такое оборудования стоит больших денег, поэтому не применяется в бытовых целях.

Мастера в домашних условиях могут применять полуавтоматическую сварку, но в большинстве случаев все же работа с тонкостенным изделием осуществляется ручными агрегатами.

Столь специфический по параметрам материал требует от мастера определенных навыков, иначе изготовить высококачественные швы на тонких металлических листах ручной сваркой не выйдет.

Сварка жести с незначительной толщиной в небольших ремонтных мастерских, на СТО или в домашних условиях на даче может сопровождаться рядом проблем, если не владеть определенными нюансами процесса.

Схема сварки тонкого металла.

Опишем их подробно:

  1. Крайне важно выставить правильные настройки на инверторе и подобрать актуальный конкретным условиям электрод.
    Если этого не сделано, можно пропалить металл или оставить на нем непровары. Ввиду особой тонкости свариваемого материала он часто прожигается, из-за чего изделие сквозит дырами. Подобные оплошности происходят при неправильном подборе силы тока и медленном ведении электродом по поверхности.
  2. Часто сварка металлических листов толщиной 2мм осложняется иной проблемой – с обратной стороны свариваемой поверхности выступают валикообразные наплывы, не смотря на то, что с лицевой части сварной шов выглядит идеально.
    Происходит это из-за того, что металл сварочной ванны тонкостенных профилей под влиянием силы тяжести давит на шов и продавливает его на тыльную сторону поверхности. Исправить ситуацию можно с помощью специальной подложки, снижения силы тока, изменения техники выполнения сварного шва.
  3. При перегревании листовой стали расширяются межмолекулярные составляющие материала с толщиной 1 мм, что ведет к его деформации.
    Конструкция вытягивается в зоне перегрева, поверхность идет волнами, так как края изделия остаются холодными. В случае не ответственных изделий можно попытаться исправить форму резиновыми молотками, но в других ситуациях потребуется применить определенное чередование наложения сварного шва по всей его длине.

Если спешить при прохождении стыка, можно оставить не проваренные участки, что снижает герметичность и делает изделие непригодным для наполнения жидкостями. Не прожечь при сварке поверхность и создать действительно долговечный шов позволит правильный подбор силы тока и скорости перемещения электрода.

Если не знать, каким электродом стоит варить металл, можно испортить изделие. Ведь от правильности подбора сварной проволоки во многом зависит будущие эксплуатационные параметры металлической конструкции.

Оптимальный вариант для сварки тонкостенных металлических изделий является электрод с диаметром 2-3 мм и качественным покрытием.

На заметку! Сварочные работы выполняются на пониженных токах, поэтому электроды с диаметром 4-5 мм будут подавлять электрическую дугу и не дадут ей гореть в нормальном режиме.

https://youtu.be/Z8s_-2IDn0s

Общие принципы сваривания тонких листов металла инвертором

Способ сварки внахлест.

Сварка тонкого листового металла будет успешной, если заранее выставить точные настройки на сварном аппарате:

  • при толщине металла 0,5 мм сила тока должна равняться 10А, а диаметр электрода ‒ 1 мм;
  • при толщине металла 1 мм сила тока должна равняться 25-35, а диаметр электрода ‒ 1,6 мм;
  • при толщине металла 1,5 мм сила тока должна равняться 45-55, а диаметр электрода ‒ 2 мм;
  • при толщине металла 2 мм сила тока должна равняться 65, а диаметр электрода ‒ 2 мм;
  • при толщине металла 2,5 мм сила тока должна равняться 75, а диаметр электрода ‒ 3 мм.
с маленькой толщиной тонким электродом выполняется током, сила которого ниже, чем при работе с толстыми листами металла. Это позволяет свести риск появления прожогов и подтеков к нулю.

Прекрасно зарекомендовали себя в данной сфере инверторные агрегаты, позволяющие сваривать металл переменным напряжением и с высокой частотой.

Если настройки сварочного аппарата позволяют, нужно выставить уровень стартового напряжения меньшего значения, нежели рабочий ток приблизительно на 20%. Это позволит устранить пропаленные участки при розжиге электродуги и поможет начинать сварку непосредственно в месте соединения.

Если нет возможности отрегулировать стартовый ток вручную при дуговой сварке, можно зажечь электрод на толстой поверхности, а потом перенести его на стык.

Особенностью сварки тонкого металла инвертором считают необходимость работы на малых токах, для чего настройки агрегата поддерживают рабочие значения амперметра на уровне 10-30 А.

Когда минимальное значение регулируемой величины превышает эти параметры, понизить силу тока можно с помощью дополнительного сопротивления в цепи. Для этого пружину из высокоуглеродистой стали помещают между изделием и кабелем массы.

Также в такой ситуации может помочь установка балластника для понижения тока до актуального уровня.

Если в настройках агрегата присутствует импульсный режим, можно воспользоваться этой функции. Чрезмерно тонкие листы стали нужно сваривать прерывистой дугой. Точечная сварка выполняется следующим образом: импульсный ток автоматически разрывает дугу, предоставляя металлической поверхности время, чтобы остыть.

https://youtu.be/P2CzIuF_VhQ

Техники и методики сваривания

Для сварки тонких листов из металла подойдет полуавтоматические модели сварочных аппаратов, а также ручные дуговые агрегаты. Работать полуавтоматом гораздо легче, так как часть сварочных процессов автоматизировано. Это позволяет преодолеть некоторые трудности при работе с тонколистовым металлом.

Преимуществом полуавтоматов также является отсутствие необходимости менять электроды в процессе работы, ведь проволока подается стабильно. Это ускоряет рабочий процесс, что крайне важно в условиях выполнения объемных проектов.

На заметку! В бытовых целях для необъемных операций мастера чаще используют именно ручную дуговую сварку ввиду ее дешевизны и возможности смастерить агрегат своими руками.

В процессе сваривание тонких листов металла важно не только располагать хорошим оборудованием, но и понимать, как сварить такой материал.

Схема сварки тонкого листа металла.

Существует разные техники и методы сварки, актуальные для данного случая:

  1. При выполнении непрерывной сварки всего шва важно правильно подобрать ток.
    Оптимальный диапазона ‒ 40-60 А. Не менее важно не ошибиться со скоростью ведения электрода для варки тонкого металла. Если двигаться слишком быстро, корень сварного шва может не проварить. А при слишком медленном движении металлическая поверхность может покрыться дырами.
  2. Прерывистую сварку также называют сваркой точками.
    Ее чаще остальных технологий используют в случае тонколистового металла. Для реализации такой технологии необходимы тонкие , одним концом которых на металле ставятся точки или проводятся короткие линии с равным шагом.

На заметку! Особенность прерывистой сварки заключается в том, что так можно варить даже очень тонкие металлические листы. Главное выставить чуть более высокий, нежели обычно, сварной ток, и добиться быстрых движений, дабы не дать остыть свариваемому материалу.

Опытные сварщики при работе с ручными агрегатами и тонкими листами металла рекомендуют придерживаться следующих правил:

  1. Получить высококачественные сварные соединения можно при условии постоянного контроля параметров сварочного шва со всех сторон в процессе электродуговой сварки инвертором.
  2. При работе важно держать электропроводник максимально близко к металлической поверхности до того момента, пока на ней не появится красное пятнышко.
    Она является прямым доказательством того, что под электропроводником находится металлическая капля, за счет которой происходит соединение металлических листов.

Подведем итоги

Сваривание тонкостенных металлических конструкций обладает рядом особенностей, что важно понимать неопытному сварщику: нужно знать, какими электродами стоит работать, а также понимать, как правильно варить металл инвертором.

Электроды, применяемые для сварки тонкого металла, нужно перемещать вдоль сварного шва довольно быстро, дабы не давать поверхности остыть. Но в то же время движения не должны быть чрезмерно оперативными, иначе не избежать не проваров, снижающих прочность соединения.

как варить тонколистовой металл 1, 2 и 3 мм? Какие электроды лучше? Технология сварки листов, полярность

Сварка тонкого металла — очень важная и актуальная область деятельности в наши дни. Обязательно важно знать, как варить тонколистовой металл 1, 2 и 3 мм, какие электроды лучше. Технология сварки листов включает не только определение необходимой полярности, но и ряд других тонкостей.

Особенности

Разговор про сварку тонкого металла стоит начать с того, что это очень сложная процедура. Даже опытные специалисты сталкиваются с серьезными трудностями. Что уж говорить про тех, кто только начинает свою профессиональную карьеру. Сварочные работы с изделиями из тонколистового металла отличаются в корне от работ с более толстыми предметами. Нюансы касаются и режимов, и применяемого оборудования, и электродных инструментов.

Чаще всего на практике применяются инверторные системы. Сильный разогрев в любом случае противопоказан — из-за него материал будет прогорать, начнут возникать дырки.

Чем быстрее работает сварщик, тем лучше достигаемый результат. Времени на вождение электродами в разных плоскостях нет вообще. Их надо двигать строго по той линии, по которой формируют шов.

Важно также и то, что сварка тонкостенного металла должна вестись на слабом токе. Это позволяет сократить выделение тепла и исключить перегрев. Однако побочным эффектом оказывается необходимость делать укороченную дугу. В результате она будет затухать даже при небольшом отрыве от поверхности. Проблемы вызывает и розжиг электрической дуги, что вынуждает применять оборудование с приличной вольт-амперной характеристикой и с плавно регулируемым сварочным током.

Проблемы может доставить искажение геометрии при повышенном нагреве. Со стороны смотрится, как будто изделие начало выгибать волнами. Избежать подобной проблемы или устранить ее достаточно трудно. Придется тщательно бороться с перегревом или же заботиться об усиленном отводе тепла. Это можно сделать только путем применения подкладок с повышенной теплопроводностью.

Особенно сложно сварить максимально тонкий (менее 1 мм или примерно того же уровня) металл. Но при умелом подходе эта задача вполне решаема (даже с зазором). Обязательно необходимо применять держатели. Оптимально в таком случае применять 3-миллиметровый электрод, имеющий рутиловое покрытие.

Для изделий толщиной 2 мм целесообразно также ограничиться сравнительно «слабыми» решениями.

Если толщина металла составляет до 1,5 мм, то лучше брать 2-миллиметровый электродный инструмент без покрытия. Похожим образом поступают и при работе по металлу толщиной до 3 мм. Рекомендуется ток силой от 40 до 60 А. Важнейший момент, о котором надо заботиться обязательно, это профилактика прожига. Другие отклонения случаются редко, особенно при строгом соблюдении режимов.

Способы

Максимальные трудности, конечно, вызывает работа не с обычной сталью, а с особо тонкой жестью (толщиной от 0,01 до 0,03 см). Ее стараются варить «с проводником». Эта методика, несмотря на трудности, весьма востребована. Действовать придется максимально аккуратно, иначе велик риск прожечь обрабатываемый слой. Если же слишком неплотно окажется прижатие электрода, соединение будет низкого качества.

Сократить опасность прожига помогает работа «внахлест». Но иногда приходится соединять фрагменты листового металла встык. В этом случае до обработки требуется фиксировать заготовки, исключая их сдвиг в ходе манипуляций. Немного иначе обстоит дело при работе с легированными сталями. Для их сварки лучше пользоваться фторированным электродом с добавкой кальция.

Но некоторые специалисты рекомендуют для тонких легированных листов применять газовый сварочный аппарат. Да, пользоваться им сложнее, но зато можно сформировать более качественное соединение.

Для неопытных сварщиков, несмотря на это достоинство, правильнее будет пользоваться все же традиционной электрической техникой. И все-таки постепенно можно будет начать экспериментировать, как только хоть немного «набита рука».

Варить жесть ручной дуговой сваркой или полуавтоматическим аппаратом — дело личного вкуса. Однако второй вариант позволяет эффективнее работать на слабом токе, сокращая деформацию. Стальной лист сваривают прерывисто (точечно), при использовании инвертора. На обрабатываемом изделии формируют сварочные точки, соединяя часто. Главное — перемещать проводник максимально быстро, упреждая остывание металла.

Жесть можно иногда варить и непрерывно. В этом варианте аппарат должен иметь ограничение по силе тока до 60 А. Кроме того, не все могут правильно подобрать темп прохода электрода, обеспечивающий общее сплавление без возникновения дыр. Если выбирают плавкий электрод, то его наибольший диаметр составляет 2 мм, при этом лучше всего ориентироваться на показатель 1,6 мм.

Максимальное внимание сварщик должен уделять профилактике чрезмерного нагрева, что достигается только тщательной тренировкой.

Инверторная сварка тонкого металла подразумевает применение неплавкого электродного инструмента. Она делится на два ключевых подтипа: в одном плавятся (и в жидком виде стыкуются) кромки, а в другом применяется присадочная проволока. Первый вариант пригоден для особо «утонченных» конструкций, когда добавление даже небольшого количества постороннего металла не допускается. Что касается сварки рессорных сталей, то она требует термической обработки как до начала процедуры, так и после ее окончания.

Инструменты и материалы

В случае с газовой сваркой наиболее оправданным решением будет выбор ацетиленовой технологии. Из дополнительных компонентов в таком случае понадобятся лишь проволока и флюс. Чтобы влиять на интенсивность огня, применяют специальный редуктор. Газосварщики используют:

  • специальные сварочные столы;
  • баллоны с полученным на заводе газом и/или газогенераторные установки;
  • шланги для подачи газообразных компонентов;
  • принадлежности для сборки свариваемых изделий;
  • прочий инструментарий, который сочтут необходимым для себя.

При ручной дуговой сварке требуются:

  • аппарат;
  • электроды;
  • питающие провода;
  • специальные трансформаторы;
  • защитные маски, перчатки и щитки;
  • шлакоотбойный молоток;
  • магнитный угольник;
  • тележки для аппаратов;
  • стандартизированные образцы для ультразвуковой дефектоскопии;
  • сварочные массы;
  • цангодержатели.

Технология

Чтобы правильно варить тонкий металл электрической дугой, требуется верно выбирать полярность тока. Этот параметр прямо влияет на степень разогрева обрабатываемого участка. Прямая полярность показана в тех случаях, когда желательно углубить шовный корень. Но для тонкого слоя это едва ли подходит, гораздо правильнее выбирать обратную поляризацию. Придется, правда, мириться с повышенным расходованием электродов — и тут уже ничего не сделаешь.

В первую очередь требуется очищать связываемый участок, там не должно оставаться даже следов краски и коррозионных очагов. Дальнейшее обезжиривание производится произвольно выбранным растворителем. Максимально тщательно очищают места, где монтируют «массу» сварочного агрегата. Если они будут испачканы, вероятно нарушение контакта.

Наконечники электродов желательно очищать от флюса на 0,5-0,6 см, чтобы дуга проще разжигалась.

Вдоль создаваемого шва формируют заранее точечные прихватки с шагом 10-12 см. В противном случае элементы конструкции будут двигаться. Разжигать дугу можно, ведя стержнем по поверхности, как будто чиркают спичкой. Если предстоит работать на труднодоступном участке, придется стучать стержнем по поверхности. Темп движения электрода должен соответствовать условиям выполняемой работы, при этом тщательно контролируется глубина прогреваемого участка.

Критически важно контролировать плавность хода дуги и предотвращать резкие движения. Даже компенсационные способности современной техники не всегда позволяют исключить деформирование шва из-за колебаний дуги. Сварочная ванна должна подвергаться непрерывному визуальному контролю, электрод можно наклонять минимум на 60 и максимум на 90 градусов. Зигзагообразное поступление присадочного материала гарантирует оптимальные результаты.

Когда соединение кристаллизовано, его очищают от шлака и осматривают, чтобы не было дефектов. Тонкий металл иногда варят шахматным способом, чтобы равномернее распределять тепло. Важно: в качестве подложки под шов использовать металлическую деталь нельзя — она приварится. Если надо увеличивать силу тока ненадолго, то придется использовать прерывистую дугу.

Как делается сварка тонкого металла, смотрите далее.

Сварка тонкого листового металла электродом при помощи инвертора

Ремонт тонкостенных деталей и конструкций сложен даже для квалифицированных сварщиков, которые знают, как сваривать листовой металл большой толщины. Этот опыт бесполезен при работе с тонкостенными заготовками, которая выполняется по иным правилам. Без знания специфики сваривания тонкого металла электродом невозможно создать качественное соединение.

Особенности сварки тонколистового металла электродом

Проблемы, возникающие в ходе сваривания тонкого металла, похожи на брак при работе с толстостенными заготовками. Соединение листов толщиной меньше 2 мм затруднено несколькими факторами:

  1. Из-за малой толщины часто прожигается металл при неверной установке тока или медленном ведении электрода.
  2. Если, опасаясь прожога, сварку тонколистового металла проводить слишком быстро, останутся несоединенные места. Не проваренные участки также остаются при увеличении длины дуги, из-за чего кромки прогреваются слабо, а расплав растекается по поверхности. После очистки шов не будет герметичным, уменьшится его стойкость к излому и разрыву.
  3. При сварке по тонкому металлу с обратной стороны стыка образуется выпуклый валик. Проблему наплыва решают подкладыванием подложек, снижением силы тока, изменением способа наложения шва.
  4. Из-за сильного нагрева возможна деформация заготовок в виде волн и изгибов. Их после остывания выправляют резиновым молоточком, если нет особых требований по внешнему виду. В противном случае перед свариванием тонкого металла принимают меры для предотвращения перегрева.
  5. Из-за неумения держать короткую дугу или при установке малого тока, у новичков нередко залипают электроды при сокращении промежутка между ними и стыком. Шов становится не равномерным и не качественным.

Выбор электродов и настройка режимов сварки

Для сварки тонкого 3 мм металла нужны марки с рутиловой обмазкой, замедляющие плавление сердечника, иначе они будут быстро сгорать. На концах электродов с тугоплавким покрытием образуется козырек, препятствующий повторному розжигу дуги. Сердечник должен быть сделан из того же материала, что и заготовки или близкого по составу. Работа выполняется аппаратом переменного или постоянного тока, поэтому предпочтительны универсальные электроды. Перед сваркой тонкого металла их необходимо прогреть при температуре 170⁰C. После предварительного прокаливания легче зажигается и удерживается дуга без образования брызг.

В зависимости от толщины заготовок, диаметр электрода и сила тока определяются по таблице:

Толщина заготовки, мм

Ток

Диаметр электрода, мм

0,5

10

1

1

25 — 35

1,6

1,5

45 — 55

2

2

65

2

2,5

75

3

Если у аппарата есть настройка начального напряжения, необходимо установить начальный ток на 20% ниже рабочего. Это избавит от прожога при зажигании дуги. Если такая опция отсутствует, сварку по тонкому металлу начинают с разжигания дуги на графитовой пластине с последующим переносом на стык.

Поскольку для сварки на тонком металле нужен малый ток, диапазон регулировки должен начинаться с 10 А. Если у аппарата минимальное значение выше, массу подключают через стальную пружину или балластное устройство, которые снижают ток до требуемого значения. При наличии импульсного режима можно сваривать сталь толщиной менее 0,5 мм. В промежутках между импульсами заготовки будут остывать.

Технология сварки

Перед свариванием тонкого металла заготовки возле стыка и в месте подключения массы очищают от грязи. Работу выполняют в следующем порядке:

  1. Для лучшего зажигания дуги с кончика электрода удаляют 5 мм покрытия.
  2. Чтобы при сварке на тонком металле уменьшить вероятность деформирования, заготовки прихватывают между собой точками или отрезками длиной 1 см по всей длине соединения.
  3. Электрод держат на расстоянии 2 — 3 мм от поверхности стыка. Для качественной сварки тонкого металла длина дуги не должна быть больше диаметра сердечника электрода.
  4. Наложение шва начинают после образования сварочной ванны. При движении дуги она должна сохранять овальную форму, перемещающуюся вдоль стыка.
  5. Чтобы расходник не залипал, нельзя им тыкать по стыку во время наложения шва. Новичкам лучше пользоваться аппаратом с опциями антиприлипания и форсирования дуги.
  6. При сваривании листового металла держатель держат под углом 45 — 60⁰. При большем наклоне шов будет всплывать, образуя выпуклый валик, не проваривая кромки заготовок.
  7. Шов накладывается слева направо или к себе, вертикальное соединение выполняется снизу вверх.
  8. Сварку на тонком металле проводят без рывков и остановок с равномерной скоростью без поперечных движений.
  9. При работе постоянным током соблюдается обратная полярность, когда держатель подключен к плюсу. Это снижает вероятность прожога, так как уменьшается нагрев его кончика.
  10. После остывания соединения сбивают шлак, проводят проверку на отсутствие не проваренных участков и прожогов.

Способы сварки тонких листов металла

Когда листы необходимо соединить под углом, сварку тонкого металла выполняют методом отбортовки. Для этого края заготовок загибают под нужным углом и прихватывают между собой с шагом 5 — 10 см. Затем стык проваривают сплошным швом, не прерывая дуги.

Для соединения внахлест листы накладывают один на другой с перекрытием 1 — 3 см. Таким образом создается основание для наложения шва. Чтобы не было зазора, сверху кладут что-нибудь тяжелое. Дугу ведут в основном по нижнему листу, чтобы не допустить подрезов верхнего.

Для соединения встык листы кладут вплотную один к другому без зазора и разделки кромок, прихватывают в нескольких местах. В зависимости от требований и условий соединение выполняется:

  1. Точечным швом, если нет требований по герметичности. По всей длине стыка делают прихватки с промежутками, равными трем диаметрам электрода.
  2. Сваркой тонкого металла в шахматном порядке отрезками по 10 см. При таком способе тепло равномерно распределяется по стыку без его деформации.
  3. Прерывистым способом. Начав сварку по тонкому металлу, электрод кратковременно отводят от шва, а затем продолжают накладывать с той же точки. В моменты прерывания дуги температура заготовок понижается. Чтобы не допустить чрезмерного остывания, работу выполняют инвертором, настроенным на ток немного больше требуемого.
  4. Теплоотводящей проволокой диаметром 2 — 3 мм уложенной заподлицо вдоль стыка. Для сварки на тонком металле лучше использовать расходник, очищенный от покрытия. Дугу ведут по проволоке, на которую приходится большая часть тепловой нагрузки. Кромки нагреваются периферийными токами. После удаления проволоки не остается заметных следов. Этим же способом заваривают места прожогов.
  5. На металлических пластинах из меди, отводящих излишки тепла, которые подкладывают снизу.

Сварка оцинкованных листов

Перед свариванием тонкостенного металла, покрытого цинком, места возле стыка зачищают до стали шлифовальной машинкой, наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной. Для быстрого удаления покрытия его можно выжечь, дважды пройдясь дугой по стыку. Однако пары цинка очень ядовиты, поэтому работа проводится в помещении с эффективной вытяжной вентиляцией или на открытом воздухе. После очистки выбирается один из способов сваривания тонкого металла электросваркой.

Начинающим сварщикам не стоит сразу браться за освоение сваривания встык, так как для его проведения нужен опыт и твердая рука. Лучше сначала потренироваться на соединении внахлест, где ниже вероятность прожога. После обретения навыков будет проще освоить более сложные способы.

соединения встык и внахлест, технология процесса

Сварка тонких металлов при помощи электродов осложняется тем, что в процессе работы возникает опасность прожога листов. Это происходит из-за быстрого расплавления кромок материалов. При нарушении технологии шов получается некрасивым со множеством сквозных отверстий.

Как варить тонкие металлы электродом

Тонким принято считать лист с толщиной менее 2 мм. Есть три варианта, которые встречаются при сварке тонких металлов:

  1. Лист или тонкую заготовку необходимо соединить с более толстой деталью. Это самый простой вариант. Если есть возможность, следует выбирать именно его.
  2. Требуется сварить два тонких листа между собой внахлест. За счет наложения листов друг на друга процесс облегчается.
  3. Нужно соединить два листа встык. Самый сложный случай. Вероятность прожога без опыта работы очень высока.

Существует несколько хитростей, к которым прибегают сварщики при соединении тонких металлов.

Как правильно выбрать инвертор

При выборе аппарата нужно руководствоваться правилами:

  • инвертор должен выдавать стабильный сварочный ток, не бояться перепадов в сети, которые часто случаются за городом;
  • не рекомендуется использовать старые аппараты («переменники»): они потребляют больше энергии, а работать с ними сложнее. Современное сварочное оборудование на выходе дает постоянный ток;
  • регулировка должна производиться плавно, точный подбор параметров облегчит процесс.
Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

Инверторы часто имеют опцию «Форсирование дуги». При включении соответствующего тумблера сварка облегчается за счет автоматического повышения и понижения значения силы тока, что важно при работе на минимальных его значениях. В результате электрод будет меньше «залипать».

«Горячий старт» облегчает поджиг дуги: кратковременно повышается сила тока в момент касания электрода заготовки. После этого параметр автоматически возвращается к исходному значению.

Какие электроды следует использовать

На постоянном токе можно варить любыми электродами, важно подобрать диаметр. Рекомендуется использовать 2 мм, а если соединяются металлы разной толщины, то допускается сварка электродами 2,5-3 мм.

Выбор марки зависит от предпочтений сварщика. Большинство применяет электроды типа АНО-4, которые легче зажигаются, но часто используют и УОНИ 13/55 или аналогичные.

Примерная стоимость электродов УОНИ 13/55 на Яндекс.маркет

Также можно использовать сварочные материалы фирмы Кобелко. Это электроды Lb-52U, их диаметр отличается от российских стандартов – 2,6 и 3,2 мм. Они стоят значительно дороже отечественных, но за счет применения производителем качественной обмазки варить ими легче, чем аналогичными УОНИ.

Примерная стоимость электродов фирмы Кобелко на Яндекс.маркет

Лучше выбирать электроды с графитовыми кончиками. Такая технология облегчает первоначальный поджиг дуги.

Как сварить тонкую заготовку с более толстой

Рекомендуется выполнить следующую последовательность действий:

  1. Зачистить заготовки от краски и ржавчины, это поможет быстро зажигать дугу.
  2. Надежно зафиксировать детали друг относительно друга. Зазор между ними должен быть минимальным.
  3. Зажигать дугу нужно на толстой заготовке.
  4. После образования сварочной ванны следует поочередно переводить электрод с толстой детали на более тонкую и обратно, долго держать дугу на листе не нужно.
  5. Сварку лучше производить с отрывом электрода: зажигание дуги, перевод на тонкую заготовку, отрыв, снова поджиг на толстой детали. Важно не давать деталям остыть, иначе образующийся шлак затвердеет и осложнит процесс.
  6. Угол наклона электрода должен быть направлен так, чтобы как можно меньше воздействовать на тонкую заготовку, а больше – на толстую. Выбирается опытным путем и зависит от реальной толщины деталей.

Если сварка производится в горизонтальном положении, то отрывать электрод необязательно.

Сварка внахлест

Если нужно соединить два тонких листа, то рекомендуется (по возможности) накладывать один на другой. Такое соединение позволит избежать прожогов и добиться получения красивого шва.

Процесс выглядит так:


  1. Очистка деталей.
  2. Монтаж с минимальными зазорами – рекомендуется использовать струбцины или специальные зажимы.
  3. Поджиг дуги на одном из листов.
  4. Электрод следует вести вдоль кромок с минимальными поперечными колебаниями.
  5. Угол удержания электрода – 45 градусов или меньше.

В процессе можно производить продольные колебания, это снизит риск прожогов. Если сварка проводится в вертикальном положении, то рекомендуется метод «с отрывом» электрода.

Стыковые соединения тонких металлов

Самый сложный случай, потребует внимательности и аккуратности. Общие принципы:

  1. При нарезании заготовок следует обеспечить максимальную точность, иначе во время монтажа получатся зазоры.
  2. Предварительная обработка кромок от грязи и краски.
  3. Соединение листов при помощи струбцин или зажимов.
  4. Поджиг дуги на одном из листов.
  5. Сварка ведется поперечными движениями электрода на максимальной скорости.

Допускается работа «с отрывом» – как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Хитрости, используемые при сварке тонких металлов

По возможности сварщики используют следующие приемы, облегчающие процесс:

  • сварка на подкладке. Под кромки кладется толстый лист меди или алюминия. Температура плавления этих сплавов выше, чем стали. Во время работы подкладка помогает не допустить прожогов листов и отводит тепло от заготовок. Такой способ используется при сварке в нижнем положении;
  • сварка сверху вниз. Метод, применяемый для получения вертикальных швов. Дуга зажигается в самой верхней точке конструкции, а шов варится быстрыми поперечными движениями – нужно добиться того, чтобы металл не стекал вниз: удерживать его электродом и не допускать залипаний. Такой способ требует навыка, а также подбора электродов – на пачке должна быть отметка о возможности сварки сверху вниз;
  • сварка на длинной дуге. После появления сварочной ванны электрод отодвигается от кромок на максимальное расстояние, при котором дуга не обрывается. Силу тока нужно увеличить. Способ позволяет снизить риск появления прожогов, но удерживать длинную дугу сложно, потребуется тренировка.

При сборке тонколистовых конструкций следует учитывать, что листы может покоробить во время или после сварки. Избежать этого можно, если при монтаже ставить больше прихваток или приварить дополнительные элементы, придающие плоскостям жесткость.

Оцинкованные детали и листы нужно обязательно очищать от защитного слоя в зоне сварки. Для этого кромки обрабатывают при помощи болгарки. Рекомендуется работать на улице, так как цинк, попавший в организм, может вызывать отравление.

Если не требуется герметичное соединение, то лучше собирать конструкцию на прихватках и не обваривать сплошным швом, в этом случае металл покоробит намного меньше.

Проверку швов на протечки (сваренные емкости) проводят с помощью керосина и мелового водного раствора. Густой состав наносят на внешнюю поверхность кромок, а керосином смачивается внутренняя сторона. В тех местах, в которых присутствуют дефекты, мел очень быстро потемнеет – появятся пятна.

Режимы сварки

При настройке аппарата следует руководствоваться практическими советами:

  • настройку сварочного тока производить опытным путем, пробуя варить на ненужных обрезках. Универсальных значений нет, каждый сварщик устанавливает те параметры, которые ему привычнее;
  • функция «Форсаж дуги» – включить. Если есть колесико регулировки, следует подобрать оптимальное его положение;
  • сварка производится на обратной полярности: к разъему «+» подключается держатель электродов, а к «-» – кабель массы.

Приблизительные значения силы тока.

Толщина заготовки, ммЗначение силы тока, А
0,510-25
130-40
1,540-45
250-60

Держатель должен надежно фиксировать электрод, иначе во время работы зажигание дуги будет выполнить сложно.

Итоги

Сварка тонких металлов при помощи электродов возможна при соблюдении технологии и повышенной аккуратности. До начала работы рекомендуется потренироваться на обрезках металла, научиться подбирать сварочный ток под свою руку.

Осаждение тонкостенного металла с использованием аддитивного процесса на основе сварки GTAW

  • 1.

    Уильямс С.В., Мартина Ф., Аддисон А.С. и др. (2016) Аддитивное производство проволоки и дуги. Mater Sci Technol 32: 641–647. https://doi.org/10.1179/1743284715Y.0000000073

    Артикул Google Scholar

  • 2.

    Williams JM, Adewunmi A, Schek RM et al (2005) Инженерия костной ткани с использованием поликапролактоновых каркасов, изготовленных с помощью селективного лазерного спекания.Биоматериалы 26: 4817–4827. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2004.11.057

    Артикул Google Scholar

  • 3.

    Das S, Bourell DL, Babu SS (2016) Металлические материалы для 3D-печати. МИССИС Булл 41: 729–741. https://doi.org/10.1557/mrs.2016.217

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Storch S, Nellessen D, Schaefer G, Reiter R (2003) Селективное лазерное спекание: квалификационный анализ порошковых систем на основе металлов для автомобильной промышленности.Rapid Prototyp J 9: 240–251. https://doi.org/10.1108/13552540310489622

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Лю Кью, Ван И, Чжэн Х и др. (2016) Титановый сплав TC17 на основе лазерного аддитивного производства на основе подачи проволоки. Mater Technol 31: 108–114. https://doi.org/10.1179/1753555715Y.0000000075

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Пинкертон А.Дж., Ван В., Ли Л. (2008) Ремонт компонентов с использованием прямого лазерного осаждения металла.Proc Inst Mech Eng Часть B J Eng Manuf 222: 827–836. https://doi.org/10.1243/09544054JEM1008

    Артикул Google Scholar

  • 7.

    Mohammad A, Al-Ahmari AM, AlFaify A, Mohammed MK (2017) Влияние параметров расплава на плотность и шероховатость поверхности при электронно-лучевом плавлении сплава гамма-алюминида титана. Быстрый прототип J 23: 474–485. https://doi.org/10.1108/RPJ-12-2014-0187

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Казанас П., Дехеркар П., Алмейда П. и др. (2012) Изготовление геометрических элементов с использованием аддитивного производства проволоки и дуги. Proc Inst Mech Eng Часть B J Eng Manuf 226: 1042–1051. https://doi.org/10.1177/0954405412437126

    Артикул Google Scholar

  • 9.

    Xiong J, Mao Y, Zhao H (2019) Аддитивное производство деталей из высокопрочной атмосферостойкой стали, изготовленных с помощью газовой вольфрамовой дуги: микроструктура и механические свойства. Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf.https://doi.org/10.1177/0954405419828590

    Артикул Google Scholar

  • 10.

    Найлс Р.У., Джексон К.Э. (1975) Термический КПД сварки в процессе GTAW. Сварка J 54: 25–32

    Google Scholar

  • 11.

    Olivares EAG, Díaz VMV (2018) Исследование процесса TIG горячей проволоки с присадочным материалом AISI-316L, анализ влияния дуги магнитной дуги на разбавление сварного шва.Weld Int 32: 139–148. https://doi.org/10.1080/09507116.2017.1347327

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    Васудеван М., Бхадури А.К., Радж Б., Рао К.П. (2007) Вычислительные модели на основе генетического алгоритма для оптимизации параметров процесса сварки A-TIG для достижения заданной геометрии валика сварного шва типа 304 L (N) и Нержавеющая сталь 316 L (N). Mater Manuf Process 22: 641–649. https://doi.org/10.1080/10426910701323342

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Shen C, Pan Z, Cuiuri D et al (2017) Влияние тока осаждения и температуры между проходами на Fe 3 Алюминид железа на основе Al, изготовленный с использованием аддитивного процесса производства проволочной дуги. Int J Adv Manuf Technol 88: 2009–2018. https://doi.org/10.1007/s00170-016-8935-3

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Капил С., Легесс Ф., Кулкарни П. и др. (2016) Гибридно-слоистое производство с использованием вольфрамовой оболочки из инертного газа.Prog Addit Manuf 1: 79–91. https://doi.org/10.1007/s40964-016-0005-8

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    Li Y, Sun Y, Han Q et al (2018) Улучшенная модель перекрытия бусинок для аддитивного производства проволоки и дуги многослойных многослойных металлических деталей. J Mater Process Technol 252: 838–848. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.10.017

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    Дадбахш С., Хао Л., Сьюэлл Н. (2012) Влияние схемы селективной лазерной плавки на качество деталей из нержавеющей стали. Быстрый прототип J 18: 241–249. https://doi.org/10.1108/13552541211218216

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Маногаран Г., Виск Р.А., Гарриссон ОЛА (2016) Аддитивное производство – интегрированное гибридное производство и субтрактивные процессы: экономическая модель и анализ. Int J Comput Integr Manuf 29: 473–488. https: // doi.org / 10.1080 / 0951192X.2015.1067920

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Kundra TK (2018) Многоцелевая оптимизация параметров процесса моделирования наплавленного осаждения с использованием RSM и нечеткой логики для определения времени сборки и вспомогательного материала. Int J Rapid Manuf 7: 25–42. https://doi.org/10.1504/IJRAPIDM.2018.089727

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Youheng F, Guilan W., Haiou Z, Liye L (2017) Оптимизация внешнего вида поверхности для аддитивного производства бейнитной стали с помощью проволоки и дуги.Int J Adv Manuf Technol 91: 301–313. https://doi.org/10.1007/s00170-016-9621-1

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Хагквист П., Кристианссон А.К., Гералич А. (2015) Автоматизация системы лазерной сварки для аддитивного производства. В: Международная конференция IEEE по науке и технике автоматизации (CASE), 2015 г., стр. 900–905. https://doi.org/10.1109/coase.2015.7294213

  • 21.

    Geng H, Li J, Xiong J et al (2017) Оптимизация подачи проволоки для аддитивного производства на основе GTAW.J Mater Process Technol 243: 40–47. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.11.027

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    Wu Q, Lu J, Liu C et al (2017) Получение равномерного наплавки с переменным направлением подачи проволоки во время аддитивного производства с подачей проволоки. Mater Manuf Process 32: 1881–1886. https://doi.org/10.1080/10426914.2017.1364860

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Li Y, Xiong J, Yin Z (2019) Стабильность ванны расплава тонкостенных деталей в роботизированном аддитивном производстве на основе GMA с различными позициями осаждения. Robot Comput Integr Manuf 56: 1–11. https://doi.org/10.1016/j.rcim.2018.08.002

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Bonaccorso F, Cantelli L, Muscato G (2011) Управление дуговой сваркой для процесса осаждения профилированного металла. IFAC Proc 18: 11636–11641. https://doi.org/10.3182/20110828-6-IT-1002.01575

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    Xiong J, Yin Z, Zhang W (2016) Регулирование переменной ширины слоя с обратной связью для тонкостенных деталей при аддитивном производстве проволоки и дуги. J Mater Process Technol 233: 100–106. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.02.021

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    Сомашекара М.А., Сурьякумар С. (2017) Исследования наплавки разнородных двухпроволочных швов для аддитивного производства.Trans Indian Inst Met 70: 2123–2135. https://doi.org/10.1007/s12666-016-1032-3

    Артикул Google Scholar

  • Расчет и расчет спирально сварных тонкостенных стальных конических цилиндрических кожухов при изгибе применительно к опорам ветряных турбин

    Абстрактные

    Важным препятствием, ограничивающим рост энергии ветра, является производство более высоких башен для ветряных турбин, которые могут собирать энергию от более устойчивых и сильных ветров на больших высотах.В настоящее время необходимость транспортировки секций башни ветряных турбин на строительную площадку ограничивает диаметр секции, что в свою очередь ограничивает высоту башни. Этого ограничения можно избежать, если секции градирни изготавливаются на месте, и одним из возможных методов производства на месте является автоматическая спиральная сварка. Эта диссертация, в которой основное внимание уделяется вычислительному моделированию для проектирования, является частью более масштабных исследований по продвижению применения спирально сваренных труб (SWT) в конструкциях ветряных башен.Благодаря новой технологии производства можно использовать более широкий диапазон диаметров и толщин опор и потенциально более оптимальные тонкостенные секции. Тонкостенные оболочки – одна из самых совершенных и эффективных форм больших конструкций; однако их поведение может быть нестабильным и чрезвычайно чувствительным к недостаткам. На протяжении десятилетий конструктивное проектирование таких оболочек основывалось на «факторах разрушения» упругого изгиба, полученных на основе экспериментальных результатов, но с расширением возможностей вычислительного моделирования сегодня проектирование работает над тем, чтобы максимально использовать возможности конечно-элементных моделей оболочки, которые являются геометрически и материально нелинейный с включенными несовершенствами (т.е. Модели анализа «GMNIA»). Эта диссертация исследует анализ и проектирование спирально сварных конических цилиндрических стальных оболочек и дополняет экспериментальные результаты, проведенные в дополнение к этим усилиям в рамках более крупных усилий SWT. Диссертация включает введение и историческую справку о развитии исследований тонких оболочек; резюме соответствующей экспериментальной работы, выполненной в литературе и в проекте SWT; тщательное изучение геометрических дефектов в мире оболочек в целом и спирально сваренных оболочек в частности; предоставляет практический протокол моделирования методом конечных элементов для прогнозирования прочности на изгиб и характеристик сжатия тонкостенных спирально сварных стальных труб с конусом; проверяет предложенные протоколы моделирования для моделей GMNIA с результатами теста SWT; расширяет результаты, чтобы обеспечить стандартные кривые «эталонного сопротивления», которые могут быть использованы проектировщиками конструкций для будущего анализа GMNIA; и освещается применение в башне ветряной турбины архетипа 3 МВт с использованием как классических, так и новых аналитических методов.

    Техническая сварка | National K Works, Inc.


    • Инструментальный класс
    • Разнородные металлы / экзотические сплавы
    • Сварка с ЧПУ
    • Микро-ТИГ
    • Авто-TIG
    • Орбитальная сварка
    • Разработка процессов
    • Внешние консультационные услуги
    • Сварочное пространство в соответствии с требованиями заказчика
    • WPS
    • Смелый совместный дизайн

    Запатентованные сварочные процессы NKW обширны и во многих случаях уникальны.Наша способность соединять разнородные металлы (часто экзотические сплавы) делает ремонт практически незаметным. Мы можем соединять очень тонкостенные трубы с толстыми стенками и другими твердыми металлическими объектами – наши профессиональные знания в этом вопросе редко встречаются. Мы периодически внедряем инновации в новые сварочные и связанные с ними процессы, чтобы удовлетворить растущий диапазон требований наших клиентов.

    В основном мы свариваем все нержавеющие стали, инконель, высокотемпературные никелевые сплавы, титан, сплавы на медной основе, а также некоторые углеродистые стали и алюминий.

    Мы также освоили сварку тонких стенок: например, сварку труб с очень тонким поперечным сечением (толщиной до 0,005 дюйма) и соединение разнородных материалов. С другой стороны, мы можем сваривать поперечные сечения толщиной от 1/2 дюйма с многопроходные присадочные швы с высоким током.

    Для сборочных операций мы используем сварку с ЧПУ, токарные станки Auto-TIG и источники питания Micro-TIG, а также микроскопы, которые работают вместе, чтобы точно контролировать все характеристики сварки, необходимые для различных материалов и конфигураций соединений.В этих специализированных источниках питания для сварки используется новейшая технология инвертора переменного тока, которая позволяет нам производить гибридные прямоугольные импульсы переменного и постоянного тока для медных и алюминиевых сплавов.

    NKW также предоставляет консультационные услуги, помогая клиентам определять параметры сварки, разрабатывать новые процессы и давать советы по проектированию сварных соединений. Эти консультационные услуги доступны на временной и материальной основе.

    «О характеристиках тонкостенных аварийных боксов, соединенных формованием материалов

    » (Базель).2018 июл; 11 (7): 1118.

    Иво М. Ф. Браганса

    2 Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Rua Conselheiro Emídio Navarro, 1959-007 Лиссабон, Португалия; [email protected]

    Крис В. Нильсен

    3 Кафедра машиностроения, Технический университет Дании, 2800 кг. Люнгби, Дания; [email protected]

    2 Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Rua Conselheiro Emídio Navarro, 1959-007 Лиссабон, Португалия; тп[email protected] 3 Кафедра машиностроения, Технический университет Дании, 2800 кг. Люнгби, Дания; [email protected]

    Поступило 07.06.2018; Принято 28 июня 2018 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

    Abstract

    Новый процесс соединения путем формования, который сочетает в себе прорезание и разрезание с объемным сжатием листа, используется для сборки тонкостенных противоударных коробок, используемых в качестве поглотителей энергии.Технологический процесс и изготовление новых аварийных боксов анализируются с помощью конечных элементов и экспериментов. Испытания на осевое разрушение были проведены для сравнения общих характеристик ударопрочности новых аварийных боксов с характеристиками обычных аварийных боксов, собранных методом контактной точечной сварки. Результаты показывают, что процесс соединения является хорошей альтернативой контактной точечной сварке, потому что новые противоударные боксы могут поглощать ту же энергию дробления, и потому что новый процесс помогает преодолеть типичные производственные проблемы сварки.

    Ключевые слова: аварийные боксы, соединение путем формовки, контактная точечная сварка, ударопрочность

    1. Введение

    Поглотитель энергии является важным элементом транспортного средства, поскольку он защищает жизнь пассажиров, управляя поглощением энергии и обрушение его конструкции во время аварии. Одна из стратегий, используемых в настоящее время производителями транспортных средств для удовлетворения растущих требований к безопасности и снижения веса, – это использование поглотителей энергии из высокопрочных материалов в легких конструкциях кузова.Однако поиск более эффективных поглотителей энергии шире и включает в себя новые геометрические формы и материалы, которые могут улучшить характеристики ударопрочности конструкций при различных типах нагрузки. Эти тенденции подробно обсуждаются в двух недавно опубликованных современных обзорах по поглотителям энергии [1,2].

    Поискам новых процессов производства поглотителей энергии пока уделяется мало внимания. В большинстве публикаций в данной области используются поглотители энергии, произведенные традиционной экструзией [3,4] или комбинацией формования и сварки [5,6] (или склеивания) с гидроформовкой или без нее [7].Однако конструкция поглотителей энергии с более высокими характеристиками и более широкой применимостью, чем существующие, требует разработки новых процессов производства, которые позволяют комбинировать разнородные материалы с разной толщиной и типами поверхностных покрытий, а также комбинацию клеев.

    Соединение формованием [8] также может быть успешно использовано для изготовления эффективных и недорогих поглотителей энергии. Ли и др. [9], например, использовали самопробивающую клепку для сборки тонкостенных аварийных боксов с двойными шляпообразными профилями, изготовленными из стальных и алюминиевых формованных панелей.Они проанализировали общие характеристики ударопрочности и пришли к выводу, что энергия, поглощаемая самопробивающими клепаными противоударными коробками, выше, чем у клееных. Гроностайски и Полак [10] использовали два разных процесса клинчинга для сборки тонкостенных коробок с двойными шляпообразными секциями из стальных профилированных панелей и пришли к выводу, что клинч можно успешно применять для изготовления поглотителей энергии.

    суммирует основные преимущества и недостатки процессов изготовления, которые обычно используются для сборки аварийных боксов с секциями в форме цилиндра и двойной шляпки, изготовленных из отдельных формованных панелей.

    Таблица 1

    Основные характеристики процессов изготовления, которые обычно используются для сборки тонкостенных аварийных боксов с секциями в форме цилиндра или двойной шляпки.

    Процесс Точечная сварка сопротивлением Клейкое соединение Самопробивающая клепка Зажим
    Материалы В основном из стали. Металлургическая совместимость, необходимая для разнородных металлов Технические материалы Технические материалы с разумной пластичностью и вязкостью разрушения Технические материалы с разумной пластичностью и вязкостью разрушения
    Покрытия Подготовка поверхности Нет Подготовка к мерам предосторожности Нет Нет
    Расходные материалы Электроды Клеи Заклепки
    (покрытия, необходимые для стальных заклепок)
    Нет
    Воздействие на окружающую среду Искры, пары и шум Химические вещества Шум Шум
    Эстетика и геометрия Вмятины с обеих сторон.Повреждение покрытий.
    Деформация и остаточные напряжения из-за теплового цикла
    Нет Заподлицо с одной стороны и выступ с другой стороны Отверстие с одной стороны и большой выступ с другой стороны
    Производительность Высокая прочность на сдвиг и средняя прочность на отслаивание Низкая прочность на сдвиг и отслаивание Высокая прочность на сдвиг и средняя прочность на отслаивание Средняя прочность на сдвиг и низкая прочность на отслаивание
    Производительность Высокий Низкий
    (длительное время отверждения)
    Промежуточный Высокий
    (предварительная обработка не требуется)

    Эта статья посвящена сборке тонкостенных аварийных боксов с секциями в форме двойной шляпки изготавливается из панелей индивидуальной формовки.Целью и задачей является представить новый процесс изготовления, который сочетает в себе прорезание шипов, при котором определенные области панелей срезаются и сгибаются за одну операцию прессования (а), срезание пазов, в которых вырезаются отверстия. противоположные панели (b), и сжатие шипов в объеме листа, во время которого две панели собираются с помощью шиповых соединений, размещенных вдоль фланцев (c, d).

    Новый процесс изготовления для сборки отдельных формованных панелей тонкостенных аварийных боксов с секциями в форме двойной шляпки: ( a ) надрезание (срезание и изгиб) шипа; ( b ) срезание паза; ( c ) объемно-листовое сжатие шипа коническим пуансоном; ( d ) механическое запирание за счет объемного сжатия шипа с помощью плоского пуансона; ( e ) поперечное сечение шва «врезной».Примечание: прорезь ( a ) перевернута, чтобы имитировать движение пресса.

    Новый процесс изготовления основан на двух предыдущих исследованиях соединения путем формовки, в которых соединения «врезание и шип» были успешно использованы для фиксации двух листов в продольном направлении путем сжатия объема листа. Два листа были соединены либо перпендикулярно [11], либо параллельно [12] друг другу. Причина использования «врезных» соединений в качестве альтернативы соединениям, выполненным контактной точечной сваркой или клеевым соединением, заключается в том, что они предлагают те же преимущества, что и самопроклепывающиеся заклепочные и обжимные соединения (см.) Без связанных ограничений. к органическим покрытиям и смазкам.Кроме того, «врезные» шипы легко комбинируются с клеями для увеличения жесткости, а также способны обеспечивать более высокую прочность на отслаивание, чем самопроклепывающиеся заклепочные и клинчатые соединения из-за выступа плоской поверхности. -образная поверхность головок шипов над соседними листовыми панелями после сжатия.

    Основная проблема применения концепции «врезного шипа» при сборке аварийных боксов (e) связана с необходимостью сжатия тонкостенных формованных панелей в направлении, перпендикулярном толщине.Однако авторы решили эту проблему, представив новый двухэтапный вариант процесса объемно-листового прессования, в котором используется пуансон с конической головкой на первом этапе (c) и пуансон для плоского заголовка на втором этапе (d). . Пуансон с конической головкой обеспечивает лучший баланс смещения материала и снижает риск коробления при первоначальном сжатии панелей. Пуансон для плоского заголовка обеспечивает механическую фиксацию двух отдельных панелей.

    Отбойные коробки, собранные с использованием новой предлагаемой концепции соединения «врезной и шипованный», подвергаются статическому и динамическому осевому разрушению, и его общие характеристики ударопрочности сравниваются с характеристиками точечной сварки сопротивлением.Результаты показывают, что новые краш-боксы являются хорошей альтернативой тем, которые собираются точечной контактной сваркой.

    2. Материалы и методы

    2.1. Механические характеристики

    Новый предлагаемый процесс соединения посредством формования позволяет легко собирать тонкостенные краш-боксы с отдельными панелями, изготовленными из разнородных материалов разной толщины. Однако было решено выбрать одну высокопрочную низколегированную сталь (HSLA 340) с толщиной гальванического покрытия 1 мм и толщиной 7 мкм, чтобы обеспечить справедливое сравнение характеристик стойкости к ударам новых аварийных боксов и боксов, собранных на месте сопротивления. сварка.

    Механическая характеристика стали HSLA 340 была проведена с помощью испытаний на сжатие пакета [13] из-за ее способности охарактеризовать реакцию материала на напряжение вплоть до больших деформаций, которые были обнаружены при сжатии плоских поверхностей головок шипы. Испытания на сжатие штабеля проводились при комнатной температуре в гидравлической испытательной машине (Instron SATEC 1200 кН, Норвуд, Массачусетс, США) со скоростью поперечной головки 10 мм / мин с использованием испытательных образцов многослойного цилиндра, которые были подвергнуты испытанию. Собирается путем наложения 10 круговых дисков диаметром 10 мм, вырезанных из поставляемых листов методом электроэрозионной обработки проволокой (проволочно-электроэрозионная обработка).

    2.2. Изготовление аварийных боксов

    Тонкостенные краш-боксы с двойными шляпообразными секциями были изготовлены из двух отдельных формованных панелей, которые были собраны прессованием листового материала с шипами и шипами, размещенными через каждые 40 мм вдоль их фланцев. . предоставляет геометрию аварийных боксов и схематические детали нового предлагаемого процесса соединения посредством формования.

    Таблица 2

    Геометрия и параметры тонкостенных противоосколочных коробов, собранных методом сжатия листа с объемным швом с шипами и традиционной контактной точечной сваркой.

    Обычные тонкостенные краш-боксы, собранные контактной точечной сваркой, были включены в план экспериментальных работ для справки. Параметры сварки были выбраны с помощью моделирования методом конечных элементов (см. Раздел 3.2), а соединения состояли из точек диаметром около 5,4 мм, расположенных вдоль фланца аналогично шипованным соединениям.

    2.3. Испытания на осевое раздавливание

    Противоударные боксы были испытаны на квазистатическое и динамическое осевое раздавливание при комнатной температуре.Квазистатические испытания на раздавливание проводились на гидравлической испытательной машине (Instron SATEC 1200 кН), которая использовалась для определения механических характеристик материала. Была использована скорость поперечины v = 10 мм / мин, и испытания были остановлены после достижения заданного расстояния раздавливания 55 мм (примерно 1/3 начальной длины аварийных боксов).

    Испытания на динамическое раздавливание проводились на машине для испытаний падающим грузом, которая была спроектирована и изготовлена ​​авторами.Станок и его основные компоненты схематически показаны на рисунке. Масса M и высота падения H падающего гидроцилиндра могут быть отрегулированы до максимальных значений 250 кг и 5 м соответственно.

    Машина для испытания падающим грузом: ( a ) схематическое изображение и идентификация его основных компонентов; ( b ) фотография инструмента, использованного в испытаниях на раздавливание.

    Инструмент, использованный в квазистатических и динамических испытаниях на раздавливание, показан на b.Крэш-боксы были размещены в центре инструмента без какой-либо дополнительной поддержки и впоследствии сжаты между верхней и нижней плоскими плитами. Инструмент был оснащен датчиком нагрузки на основе традиционной технологии тензодатчиков в полном мосту Уитстона с нагрузкой 500 кН, номинальной чувствительностью 1 мВ / В и классом точности 0,7. Датчик нагрузки был подключен к блоку усилителя сигнала (Vishay 2310B) и системе регистрации данных персонального компьютера, основанной на карте DAQ (National Instruments, PCI-6115, Остин, Техас, США).Датчик перемещения представляет собой промышленный линейный переменный дифференциальный трансформатор (Solartron LVDT AC15, Фарнборо, Великобритания). Специальное программное обеспечение на основе LabView было разработано для сбора и хранения экспериментальных данных как от тензодатчика, так и от датчика смещения.

    дает сводку основных рабочих условий, использованных в квазистатических и динамических испытаниях на осевое раздавливание.

    Таблица 3

    Краткое описание квазистатических и динамических условий испытаний на осевое сжатие.

    Испытания на квазистатическое осевое разрушение
    Оборудование Гидравлическая испытательная машина
    Скорость v 10 мм / мин (1,7 × 10 −4 м / с)
    Испытания на динамическое осевое разрушение
    Оборудование Испытательная машина падающим грузом
    Масса поршня M 82 кг
    Подвижная масса верхнего инструмента M т 45 кг
    Высота падения H 4 м
    КПД η ~ 60%
    Скорость v i 9.5 м / с

    2.4. Конечно-элементное моделирование

    С помощью компьютерной программы конечных элементов I-form была смоделирована сборка отдельных панелей тонкостенных противоударных коробок посредством сжатия лист-массив с шип-шипом. Компьютерная программа была разработана авторами и основана на формулировке неприводимых конечных элементов,

    Π = Vσ¯ε¯˙dV + 12K∫Vε˙V2dV − ∫STTiuidS + ∫Sf (∫0 | ur | τfdur) dS,

    (1)

    где символ σ¯ – эффективное напряжение, ε¯˙ – эффективная скорость деформации, ε˙V – объемная скорость деформации, K – большая положительная константа, определяющая несжимаемость объема V , S is рассматриваемой поверхности, T i и u i – поверхностные силы и скорости на поверхности S T , τ f и u r – напряжение сдвига при трении и относительная скорость на границе контакта S f между материалом и инструментом.Дополнительные сведения о компьютерной программе с особым акцентом на контакт и трение между жесткими и деформируемыми объектами доступны в ссылке [14].

    При численном моделировании использовались двумерные модели деформации плоской деформации, а поперечное сечение шипов и пазов дискретизировалось с помощью примерно 1000 четырехугольных элементов. Инструменты моделировались как жесткие объекты, а их геометрия дискретизировалась с помощью линейных контактно-фрикционных элементов.

    Сборка отдельных панелей тонкостенных аварийных боксов с помощью контактной точечной сварки была смоделирована с помощью коммерческой компьютерной программы конечных элементов SORPAS [15], которая основана на электротермомеханической формуле, описанной в подробности в [14]. Механическая формула соответствует уравнению (1). Решение электрического потенциала Φ основано на интегрировании уравнения Лапласа, которое в вариационной форме может быть записано как

    где нижние индексы указывают пространственные производные.Плотность тока, рассчитанная на основе производной потенциала и удельного электрического сопротивления, используется при расчете джоулева нагрева во время процесса сварки. Следующее вариационное уравнение управляет тепловым решением для температурного поля T ,

    ∫VkT, iδT, idV + ∫VρcT˙δTdV − ∫Vq˙δTdV − ∫SkT, ndS = 0

    (3)

    Первый член связан с теплопроводностью через проводимость k , а второй член связана со скоростью T˙ со свойствами материала: массовая плотность ρ и теплоемкость c .Джоулевое нагревание и нагревание от пластических работ включены в показатель тепловыделения на объем q˙ в третьем члене. Наконец, последний термин включает тепловыделение и потери вдоль поверхностей в результате нагрева трением, конвекции и излучения. Нижний индекс в последнем члене относится к пространственной производной по нормали к поверхности. Дополнительные подробности, такие как обработка условий контакта, доступны в ссылке [14].

    3. Результаты

    3.1. Механические характеристики

    Кривая напряжения-деформации стали HSLA 340, полученная в результате испытаний на сжатие пакета, показана на.На прилагаемой фотографии показаны испытательные образцы многослойного цилиндра, которые были собраны путем наложения 10 круглых дисков до и после сжатия. Кривая “напряжение-деформация” используется в моделировании методом конечных элементов сборки тонкостенных противоударных коробок путем сжатия объемного листа с шипами-пазами.

    Кривая напряжения-деформации высокопрочной низколегированной (HSLA) стали 340, полученная в результате испытаний пакета на сжатие.

    3.2. Конечно-элементное моделирование и экспериментирование процесса изготовления

    Эталонный процесс соединения был смоделирован с помощью коммерческого программного обеспечения SORPAS [15].Результат моделирования показан в виде пиковой температуры процесса и идентификации сварного шва. Моделирование было основано на параметрах, приведенных в. Моделирование выявляет сварной шов диаметром 5,4 мм на границе раздела и правильное проникновение в оба из двух листов HSLA 340.

    Распределение смоделированной пиковой температуры при контактной точечной сварке вместе с идентификацией сварного шва.

    Сборка тонкостенных коробок для краш-бокса с помощью нового процесса сжатия листа и объема с соединением «врезка и шип» потребовала вырезания шипов и их загибания из панелей путем прорезания (а) и последующего сжатия в направление, перпендикулярное толщине (c, d).a, b показывают рассчитанное методом конечных элементов распределение эффективной деформации в шипах в конце первой стадии объемного сжатия листа. Показаны два различных рабочих режима процесса (): шип со свободной длиной х = 4,5 мм, который успешно сжимается коническим высечным пуансоном (а), и шип со свободной длиной х = 6 мм, который выходит из строя на коробление (б).

    Сборка отдельных формованных панелей тонкостенных крашбоксов: ( a ) эффективное распределение деформации в конце первого этапа объемно-листового сжатия шипа со свободной длиной h = 4.5 мм; ( b ) эффективное распределение деформации в конце первого этапа листо-объемного сжатия шипа со свободной длиной h = 6 мм.

    Успешно сжатые шипы необходимы для второго этапа сжатия листа, во время которого пуансон для плоской заготовки собирает краш-боксы, механически сцепляя отдельные формованные панели друг с другом.

    показаны деформированные сетки конечных элементов в различные моменты сборки противоударного бокса за счет объемного сжатия листа с шипом-шипом.Корпус, представленный на рисунке, состоит из изогнутого шипа со свободной длиной х = 4,5 мм и соответствует условиям работы, в которых были изготовлены все краш-боксы с «врезным шипом», которые подвергались нагрузкам. осевые испытания на раздавливание.

    Изготовление краш-боксов методом листового прессования с шип-шипом ( х = 4,5 мм): ( a ) конечно-элементная сетка в начале первого этапа; ( b ) вычисленная сетка конечных элементов в конце первого этапа; (c ) вычисленная сетка конечных элементов в начале второго этапа; ( d ) вычисленная сетка конечных элементов в конце второго этапа; ( e ) аварийный ящик с деталью, показывающей плоскую поверхность головки сжатого шипа.

    Как видно на a, b, пуансон с конической головкой предотвращает обрушение за счет коробления на ранних стадиях деформации. Пуансон для плоского заголовка (c, d) производит головки с плоской поверхностью (e), которые соединяют панели друг с другом и собирают аварийный бокс.

    показывает экспериментальную и рассчитанную методом конечных элементов эволюцию силы со смещением для первой и второй стадий сжатия объемного листа с шипами-пазами. Согласие хорошее и позволяет оценить энергию, необходимую для выполнения первого и второго этапов предлагаемого нового соединения путем формования.

    Экспериментальная и численная эволюция силы со смещением для первой и второй ступеней объемно-листового сжатия шипов с h = 4,5 мм.

    3.3. Испытания на осевое раздавливание

    a показаны кривые «сила-смещение» для квазистатических испытаний на осевое раздавливание тонкостенных краш-боксов с двойной шляпкой, собранных сжатием листа с объемным сжатием с соединениями «паз и шип» и сопротивлением. точечная сварка. Как видно, сила резко возрастает до пикового значения, когда образуется первая складка (начало схлопывания).Затем сила уменьшается, и последующие складки, соответствующие колебаниям кривой сила-смещение, запускаются для меньших локальных пиков силы.

    Экспериментальная эволюция силы со смещением для испытаний на осевое раздавливание тонкостенных противоударных коробок с двояковыпуклой секцией, собранных сжатием листового материала с шип-шиповыми соединениями и контактной точечной сваркой: ( a ) квазистатические испытания; ( b ) динамические испытания.

    b показывает кривые «сила-смещение» для динамических испытаний на осевое раздавливание двух типов противоударных боксов.Испытания проводились на машине для испытания падающим грузом (), которая преобразует потенциальную энергию E p в начале падения,

    в осевую скорость разрушения v i при ударе за счет сохранения количества движения между массой M падающего ползуна и массой M t верхней части инструмента, содержащей сжатие плита

    В приведенном выше уравнении g, – это ускорение свободного падения, а η – это КПД, который учитывает сопротивление воздуха, трение, скользящее по колоннам, и тип столкновения между падающим цилиндром и верхней частью инструмента (а) .Масса M и высота падения H падающего гидроцилиндра были отрегулированы таким образом, чтобы деформировать противоударные боксы примерно на 1/3 их начальной длины со скоростью удара v i ≃ 16 м / с. Наконец, стоит отметить, что скорость удара v i постепенно уменьшается до нуля за счет поглощения энергии.

    Как видно, общая тенденция динамических кривых «сила-смещение» аналогична тенденции квазистатических испытаний (а), но пиковая сила, вызывающая обрушение, увеличивается с 89 кН до 115 кН в случае собранных аварийных боксов. с «врезным» швом.Аналогичное увеличение пикового усилия достигается для соединений точечной сварки сопротивлением.

    3.4. Выравнивание шарниров «врезной и шипованный»

    Характеристики ударопрочности новых противоударных боксов с шип-шипом поднимают вопрос о совмещении выступов плоских поверхностей шипов, указанных выше. прилегающая листовая панель после сжатия. Должны ли плоские поверхности головок быть коллинеарны или перпендикулярны продольной оси противоударного бокса?

    Эксперименты, проведенные авторами, показали, что плоские поверхности головок должны быть перпендикулярны продольной оси противоударных ящиков, потому что, если они коллинеарны, они легко вытягиваются во время осевого дробления, что снижает общие характеристики отбойного ящика. ().

    Тонкостенные краш-боксы с двойной шляпкой, собранные прессованием в объеме листа с шипами и шипами после осевого дробления: плоские поверхности шипов ( a ) коллинеарны (вид спереди ), ( b ) коллинеарно (вид сбоку), ( c ) перпендикулярно (вид спереди) и ( d ) перпендикулярно (вид сбоку) продольной оси отбойного бокса.

    4. Обсуждение

    Эволюция силы со смещением для квазистатических и динамических испытаний на осевое сжатие, выполненных с двумя различными типами краш-боксов, позволяет сделать вывод о том, что предлагаемые новые “врезные” соединения могут успешно заменить точечная сварка сопротивлением.Фактически, показывает, что общая тенденция кривых «сила-смещение» аналогична пиковым усилиям, вызывающим обрушение, выше в динамических испытаниях на раздавливание. Например, в случае противоударных коробок, собранных с использованием «врезных» соединений, пиковые значения увеличиваются с 89 кН до 115 кН при применении динамических условий.

    Энергия E , поглощенная краш-боксами во время испытаний на осевое раздавливание, получается из областей под экспериментальными кривыми силы-смещения,

    где δ max = 55 мм – максимальное указанное испытательное расстояние (см.).

    Результаты представлены и позволяют сделать вывод о том, что новый тип противоосколочного бокса может поглощать общий уровень энергии, аналогичный тому, который имеет противоударный бокс, сваренный точечной сваркой сопротивлением.

    Экспериментальная эволюция поглощенной энергии при смещении для испытаний на осевое раздавливание тонкостенных противоударных коробок с двухсекционным профилем, собранных сжатием листа с объемным сжатием с шипами и шипами и контактной точечной сваркой: ( a ) квазистатические испытания; ( b ) динамические испытания.

    Максимальная поглощенная энергия при динамических испытаниях примерно на 30% выше, чем при квазистатических испытаниях. Такое повышение ударопрочности с увеличением скорости объясняется чувствительностью стали HSLA 340 к скорости деформации [16]. Однако стоит отметить, что максимальная поглощенная энергия в динамических испытаниях примерно на 25% меньше, чем полная энергия, обеспечиваемая машиной падающего груза (3,2 кДж), поскольку часть этой энергии теряется при преобразовании количества движения между массами M падающего толкателя и масса M t инструмента, упругая деформация инструмента и испытательной машины падающим грузом, а также вибрация его различных компонентов.

    Еще один результат, который важен с производственной точки зрения, – это общая энергия, необходимая для изготовления шипового соединения и соединения точечной сварки сопротивлением. Из экспериментального и численного изменения силы со смещением для первой и второй стадий объемного сжатия шипов между листами можно сделать вывод, что для выполнения обеих стадий потребуется приблизительно 7 Дж и 10 Дж. Таким образом, при рассмотрении этих значений энергии, а также энергии, необходимой для выполнения операции прокалывания, можно сделать вывод, что общее количество энергии для изготовления шип-пазового соединения составляет очень небольшую долю от энергии, необходимой для сопротивления. точечная сварка ().Это важное преимущество нового предлагаемого типа крэшбоксов с точки зрения экологичности.

    Энергия, необходимая для изготовления швов врезной и контактной точечной сварки. Энергия, необходимая для пазово-шипового соединения, отнесена к вертикальной левой оси, тогда как энергия, потребляемая контактной сваркой точечной сваркой, отнесена к вертикальной правой оси.

    5. Выводы

    Изготовление противоударных коробок путем сжатия листа и объема с шипом-врезанием может успешно заменить традиционные производственные процессы, основанные на контактной точечной сварке.В квазистатических и динамических испытаниях на осевое раздавливание краш-боксы с соединениями типа «врезка и шип» могут поглощать такое же количество энергии, что и соединения с точечной сваркой сопротивлением. Они также могут избежать проблем, вызванных остаточными напряжениями при контактной точечной сварке панелей, изготовленных из разнородных материалов разной толщины.

    Большая применимость новых аварийных боксов имеет недостаток в отношении производительности из-за многоступенчатых характеристик предлагаемого процесса соединения посредством формования.Тем не менее, этот недостаток может быть компенсирован экологической чистотой, обусловленной общей потребляемой энергией для сборки противоударного бокса за счет объемного сжатия листа, при этом «врезные и шипованные» соединения составляют очень небольшую часть (1,3%) от того, что требуется для обеспечения сопротивления. точечная сварка.

    Благодарности

    Авторы хотели бы получить техническую поддержку Mahsa Seyyedian Choobi в экспериментах по контактной точечной сварке.

    Вклад авторов

    D.F.M.S., C.M.A.S., и I.M.F.B. спроектированы и изготовлены крэшбоксы с шипорезным соединением. C.V.N. и C.M.A.S. спроектированы и изготовлены аварийные боксы с точечной сваркой сопротивлением. D.F.M.S., C.M.A.S. и I.M.F.B. выполнили квазистатические и динамические испытания на осевое раздавливание. D.F.M.S. и C.V.N. выполнили моделирование методом конечных элементов. C.M.A.S. и I.M.F.B. проанализировал результаты. L.M.A. и П.А.Ф.М. участвовал в качестве советников и предлагал тему. P.A.F.M. руководил общей исследовательской работой и написал статью в сотрудничестве со всеми другими авторами.

    Финансирование

    Это исследование финансировалось Fundação para a Ciência e a Tecnologia of Portugal в рамках LAETA — UID / EMS / 50022/2013 и PDTC / EMS-TEC / 0626/2014.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирующие организации не играли никакой роли в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; в написании рукописи и в решении опубликовать результаты.

    Список литературы

    1. Барутаджи А., Саджия М., Олаби А.-Г. О характеристиках ударопрочности тонкостенных поглотителей энергии: последние достижения и будущие разработки. Тонкостенная конструкция. 2017; 118: 137–163. DOI: 10.1016 / j.tws.2017.05.018. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Юсоф Н.С.Б., Сапуан С.М., Султан М.Т.Х., Джавайд М., Малеке М.А.Разработка конструкции и материалов автомобильной аварийной коробки: обзор. Ciência Tecnol. Матер. 2017; 29: 129–144. DOI: 10.1016 / j.ctmat.2017.09.003. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Рейес А., Лангсет М., Хопперстад О.С. Ударопрочность алюминиевых профилей при наклонной нагрузке: эксперименты и численный анализ.Int. J. Mech. Sci. 2002; 44: 1965–1984. DOI: 10.1016 / S0020-7403 (02) 00050-4. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Джин С.Ю., Альтенхоф В., Капур Т. Экспериментальное исследование режима деформации резания круглых профилей AA6061-T6. Тонкостенная конструкция. 2006; 44: 773–786. DOI: 10.1016 / j.tws.2006.05.009. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Шнайдер Ф., Джонс Н. Влияние разрушения точечной сварки на раздавливание тонкостенных конструктивных элементов. Int. J. Mech. Sci. 2003; 45: 2061–2081. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2003.11.004. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Пан Ч.-Л., Ю.В.-В. Прочность на изгиб гибридных холодногнутых стальных балок. Тонкостенная конструкция. 2002; 40: 399–414. DOI: 10.1016 / S0263-8231 (02) 00004-6. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Абедраббо Н., Майер Р., Томпсон А., Солсбери К., Уорсвик М., Римсдейк И. Реакция на столкновение современных труб из высокопрочной стали: эксперимент и модель. Int. J. Impact Eng. 2009; 36: 1044–1057. DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2009.02.006. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Мори К., Бэй Н., Фратини Л., Микари Ф., Теккая А.Е. Соединение пластической деформацией. CIRP Ann. Manuf. Technol. 2013; 62: 673–694. DOI: 10.1016 / j.cirp.2013.05.004. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Ли М.-Х., Ким Х.-Й., О С.-И. Испытание на раздавливание двойных шляпообразных элементов из разнородных материалов методами клеевого соединения и самопробивного соединения. Тонкостенная конструкция. 2006; 44: 381–386. DOI: 10.1016 / j.tws.2006.04.012. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Гроностайский З., Полак С. Квазистатическое и динамическое деформирование двустенных тонкостенных элементов контролируемых кузовов автомобилей зон дробления, соединенных клинчингом.Arch. Civ. Мех. Англ. 2008; VIII: 57–65. DOI: 10.1016 / S1644-9665 (12) 60193-9. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Bragança I.M.F., Silva C.M.A., Alves L.M., Martins P.A.F. Соединение листов перпендикулярно друг другу методом объемной штамповки листового металла. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2017; 89: 77–86. DOI: 10.1007 / s00170-016-9083-5. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Pragana J.P.M., Silva C.M.A., Bragança I.M.F., Alves L.M., Martins P.A.F. Новый процесс соединения путем формования для создания соединений внахлест металлических листов. CIRP Ann. Manuf.Technol. 2018 doi: 10.1016 / j.cirp.2018.04.121. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Алвес Л.М., Нильсен К.В., Мартинс П.А.Ф. Возвращение к основам и возможностям теста сжатия стека. Exp. Мех. 2011; 51: 1565–1572. DOI: 10.1007 / s11340-011-9480-5. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Нильсен К.В., Чжан В., Алвес Л.М., Бэй Н., Мартинс П.А.Ф. Моделирование процессов термо-электромеханического производства с применением в обработке металлов давлением и контактной сварке. Springer; Лондон, Великобритания: 2013. [Google Scholar] 15.Программное обеспечение SWANTEC и инженерное обеспечение ApS SORPAS ® 2D Hybrid – версия 12.92. [(доступ 25 мая 2018 г.)]; Доступно в Интернете: www.swantec.com.

    Проверка сварных швов на тонкостенных трубах

    Законодательные требования, вынуждающие производителей автомобилей повышать топливную экономичность своего автопарка, оказали давление на снижение общего веса транспортного средства и ряда задействованных компонентов. За последние пару десятилетий трубы и гнутые профили стали использоваться в автомобилях как экономически эффективные заменители различных компонентов автомобиля.Один из способов удовлетворить потребность в большем снижении веса – использовать более тонкие материалы с более прочными сварными швами. Это было реализовано в различных трубных приложениях, где все больше клиентов разрабатывают тонкостенные приложения, требующие более точных технологий производства, чтобы соответствовать ожидаемым стандартам качества. Типичный пример – узел выхлопной трубы, который включает в себя сегмент каталитического нейтрализатора, сегмент выхлопной трубы и декоративную часть. Разработчики выхлопных систем испытывают большее давление, чтобы уменьшить вес, поэтому они постоянно обращаются к трубам с более тонкими стенками, чтобы удовлетворить свои потребности.

    Выявление дефектов сварных швов на сварных трубах важно на большинстве трубных заводов. Однако чем тоньше толщина стенки, тем важнее проверить сварной шов как можно скорее после сварки. Тонкостенные трубы обычно изготавливаются из низкоуглеродистой стали, которая наиболее эффективно сваривается процессами TIG или лазерной сварки. Из всех дефектов, которые могут возникнуть при изготовлении тонкостенной трубы, несоответствие (неравномерное совмещение двух сторон материала при их соединении) является наиболее критичным.Любое небольшое несоответствие становится значительным по отношению к толщине стенки и представляет собой критическую проблему, когда на трубе выполняется дополнительное формование. Технологии формования, такие как гидроформование или профилирование, требуют точной подгонки материала для получения гладкой формованной трубы, чтобы процесс был эффективным.

    Несоответствие

    Кроме того, любые утопленные или вогнутые сварные швы также могут вызывать проблемы, подобные несоответствию, за счет увеличения толщины сквозной стенки трубы, так что общая толщина области сварного шва становится значительно больше, чем у основного материала, что может вызвать посадки с натягом, когда две тонкостенные трубки соединены рукавами.

    Толщина сквозной стенки

    Чтобы обнаружить эти дефекты и другие важные дефекты во время процессов сварки и формовки на трубном стане, прогрессивные производители обращаются к системе контроля сварных швов WI2000p . Используя точную технологию лазерной камеры, WI2000p может обнаруживать несоответствие, высоту сварного шва и другие дефекты сварки и формования размером до 7 мкм. Размещая систему WI2000p после сварочной коробки, производители могут обнаруживать очень небольшие изменения в характеристиках формовки, которые могут вызвать отказы в полевых условиях.

    Для получения дополнительной информации об осмотре труб и множества полезных видеороликов посетите нашу новую библиотеку труб и труб на нашем веб-сайте

    Тонкостенные трубы для сварки трением | Американская сварка трением

    Опубликовано: 18 мая, 2015

    Производственные задачи для производителей металлических деталей

    Несколько лет назад промышленный производитель компонентов для электросетей столкнулся с проблемами, связанными с производством цилиндров. Пять сотрудников производили герметичные цилиндры на заводе, вручную приваривая тонкостенные трубы к сплошным крышкам.Различия в качестве приводили к постоянным ошибкам при испытаниях под давлением. Объем заказов увеличивался, что привело к увеличению количества отказов, что коррелировало с увеличением рабочего времени для удовлетворения спроса.

    Баллоны из тонкостенных труб

    Производитель запустил план по исследованию альтернативных методов изготовления цилиндров с использованием двух материалов, представленных в дизайне продукции компании. Один тип был изготовлен из 1026 D.O.M. стальная труба, соединенная с основанием 1018.Другой тип был изготовлен из трубы из нержавеющей стали 304L, соединенной с основанием из нержавеющей стали 304L. Варианты включали модернизацию существующей операции по сравнению с различными методами, переданными на аутсорсинг.

    Требования к проекту

    Цилиндры должны были пройти испытание на внутреннее давление воздуха, чтобы соответствовать требованиям патентованной конструкции. Если при изготовлении будут использоваться сварные соединения, потребуется соединение с полной прочностью и проплавлением. Вырезать цилиндры из твердого материала было бы непомерно дорого, поэтому требовался метод соединения трубок с крышками.

    Поперечный разрез стенки трубы и прототипа торцевой крышки

    Исследования показали, что сварка трением может обеспечить полную прочность и проплавление с дополнительным преимуществом контролируемой повторяемости. Правильное оборудование для сварки трением должно включать компьютерные элементы управления с записью графического воспроизведения, чтобы гарантировать применение идентичных параметров сварки от одной сборки к другой. Это позволило бы создать детали с полной мерой прочности при сварке трением.

    Этот производитель оценил капитальные затраты на внедрение собственной ячейки для сварки трением, но обнаружил, что, хотя объемы росли, объемы не поддерживали капитальные затраты и образовательные мероприятия. Команда поставщиков решила найти поставщика субподряда с опытом и надлежащим оборудованием для оказания услуг по изготовлению. На тестирование результатов и внедрение решения по поиску поставщиков был дан шестимесячный срок.

    Поставляется производственное решение

    Это испытание на изгиб «лепестка» показывает прочность соединения цилиндра, сваренного трением.

    Наша производственная группа предложила решение для сварки трением с компьютерным управлением, чтобы обеспечить повторяемость параметров сварки и устранить проблему выпадения осадков на заводе производителя. Это убрало операторные переменные из интерфейса сварки. План разработки продукта предусматривал образцы прототипов полнопрочных сварных цилиндров с проплавлением для утверждения в течение шести месяцев. Это позволило произвести изменения в производстве по графику.

    Цилиндры, сваренные трением, стали стандартной процедурой на предприятии.Эталоны качества соблюдаются уже несколько лет подряд. Кроме того, производственные площади и сотрудники были перераспределены для более ценных внутренних приложений.

    Промышленное производство тонкостенных труб методом высокочастотной индукционной сварки

    С 20 по 21 декабря компания Wuhan Bojin New Material Technology Co., Ltd. провела собрание по техническому отчету. После нескольких лет исследований компания завершила собственное проектирование и разработку линии по производству тонкостенных и ультратонких прецизионных металлических высокочастотных индукционных сварных труб. Она может реализовать крупномасштабное промышленное производство, а Китай стал еще одной страной, которая может освоить основную технологию производства тонкостенных ультратонких труб для высокочастотной индукционной сварки после США, Японии и Германии.

    Цзоу Юнган, генеральный директор компании, представил, что для изменения обратной ситуации с производством тонкостенных и ультратонких прецизионных труб из цветных металлов в Китае и содействия модернизации продукции и оборудования, Компания собрала профессиональные технические группы для решения технических проблем, таких как процесс формовки, технология сварки и онлайн-контроль качества сварки тонкостенных и ультратонких металлических прецизионных высокочастотных сварных труб после нескольких лет решения ключевых проблем. Мы завершили Самостоятельная разработка и разработка линии по производству прецизионных тонкостенных и ультратонких металлических труб с высокочастотной индукционной сваркой, а также инвестиции в создание полной серии прецизионных тонкостенных и ультратонких металлических труб с высокочастотной сваркой из цветных металлов. линия по производству труб с полными независимыми правами интеллектуальной собственности и коммерческим значением.

    Производственная линия управляется центральной главной системой управления собственной разработки, которая может быть промышленно внедрена в больших количествах, реализовывать непрерывную автоматическую сварку и 100% определение качества тонкостенных и ультратонких прецизионных металлических труб в режиме онлайн, с минимальная толщина стенки 0,13 мм, скорость сварки более 150 м / мин и выход в автономном режиме более 96%. Ширина, высота, толщина, точность сдвига, плоскостность, перпендикулярность и другие показатели точности продукта соответствуют со стандартами ЕС.Относительное стандартное отклонение измеренного давления разрыва любого образца сварной трубы не более 10%. Приняв технологию быстрой смены штампа вспомогательной пластины, можно реализовать производство множества разновидностей и спецификаций. По сравнению с традиционным процессом производства труб эффективность производства повышается более чем в десять раз, а качество продукции значительно улучшается. Помимо удовлетворения спроса на прецизионные трубы в различных отраслях промышленности, он может полностью заменить импорт и значительно повысить международную конкурентоспособность отечественных тонкостенных прецизионных металлических сварных труб с ультратонкими стенками.

    В ноябре этого года проект «Высокочастотная индукционная сварка тонких и ультратонких прецизионных труб» из Ухань Боджин принял участие в национальном финале конкурса передовых технологий «Восьмой национальный конкурс инноваций и предпринимательства», который проводился центром развития индустрии высоких технологий. Министерства науки и технологий, и стал единственным выдающимся предприятием-победителем в провинции Хубэй. Понятно, что в настоящее время основными странами, которые могут производить линии по производству высокочастотных индукционных сварных труб, являются США, Германия и Япония, но импортные производственные линии дороги и не могут предоставлять полные технические услуги (включая все виды материалов и спецификации формовочной сварки), что затрудняет достижение нормального производства и выпуска производственных мощностей на импортных линиях по производству высокочастотных индукционных сварных труб.

    Цзоу Юнган сказал, что из-за относительного отставания процесса высокочастотной индукционной сварки в Китае соответствующие национальные стандарты и патенты все еще не заполнены, и Ухань Боджинь планирует подать заявку на получение почти 100 патентов. Поскольку национального стандарта не существует, Ухань Боджин планирует сначала производить и обрабатывать гражданские высокоточные трубы, и в то же время готов подать заявку в соответствующие национальные департаменты для разработки и формулирования национального стандарта, чтобы Технология прецизионной высокочастотной индукционной сварки может найти широкое применение, поэтому изделия можно использовать в других промышленных областях.

    Пресс-форма для высокочастотной индукционной сварки требует высокой точности с допуском не более плюс-минус 0,01 мм. Wuhan Bojin потребовалось менее 9 месяцев, чтобы завершить проектирование, настройку, установку, интеграцию и первоначальную настройку первого производственного конвейера. Ожидается, что точная наладка оборудования может быть завершена в течение одного месяца для достижения нормальной производительности. После того, как первый трубопровод (диаметром менее 20 мм) будет запущен в нормальное производство, также планируется начать разработку оборудования для второго трубопровода среднего размера (диаметром 20–76 мм), и будет завершен полный набор чертежей.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *