Профессионально о сварке

Подогрев присадочной проволоки 1 осуществляется за счет джоулева тепла при пропускании тока через проволоку от дополнительного трансформатора 2. Механизм подачи присадочной проволоки и токоподвод 3 должны быть электрически изолированы от изделия.

К двум вольфрамовым электродам и свариваемому изделию подводится переменный ток от трехфазного источника питания. Одновременно горят три дуги — две между каждым из электродов и изделием и независимая дуга меньшей мощности между электродами. Сварочная ванна защищена струей инертного газа. Высокая проплавляющая способность трехфазной дуги открывает возможность сварки материалов больших толщин без разделки кромок (для алюминиевых сплавов до 20 мм) за один проход.

Технологические возможности дуговой сварки в защитных газах можно значительно расширить, если применять в качестве источника тепла импульсную (пульсирующую) дугу. Сущность способа сварки импульсной (пульсирующей) дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который в свою очередь устанавливается по определенной программе в зависимости от свойств свариваемого материала, его толщины, пространственного положения шва и т. п. При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса расплавления и переноса электродного металла.

При сварке плавящимся электродом в защитных газах (СПЭЗГ) дуговой разряд существует между кондом непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Проволока подается в зону дуги с помощью механизма со скоростью, разной средней скорости ее плавления; этим поддерживается постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и таким образом участвует в формировании шва.

Сварка неплавящимся электродом в защитных газах (СНЭЗГ) — это процесс, в котором в качестве источника теплоты применяют дуговой разряд, возбуждаемый между вольфрамовым или угольным (графитовым) электродом и изделием.

При рельефной сварке применяют электроды с плоской рабочей поверхностью, размеры которой обычно превышают размеры сварного соединения. Поэтому площадь соприкосновения электродов с деталями при рельефной сварке несколько больше, а плотность тока и давление в контакте — меньше, чем при точечной сварке. Это улучшает условия работы электродов и приводит к тому, что при одинаковой интенсивности охлаждения их стойкость при рельефной сварке выше, чем при точечной.

Рельефную сварку можно определить как вид контактной сварки, при которой детали соединяются но поверхности их касания, ограниченной искусственными или естественными выступами (рельефами). При рельефной сварке в отличие от точечной положение контакта между деталями определяется положением рельефов или формой самих участков деталей, подлежащих сварке, а не положением сварочных электродов. Форма и площадь контакта между деталями, распределение тока и тепловыделение в них также в значительной степени определяются формой и размерами рельефов или свариваемых поверхностей.

Вопросы контроля качества соединений при рельефной сварке разработаны в очень малой степени. Поэтому в производственной практике целесообразно использовать опыт контроля точечной и роликовой сварки. При этом одни рекомендации по контролю точечной и роликовой сварки могут быть применены без существенных поправок, в то время как другие нуждаются в уточнениях и изменениях. Ниже описываются некоторые особенности контроля качества соединений, характерные для рельефной сварки.

Сварочные машины для точечной и шовной сварки обеспечивают почти полную автоматизацию процесса. Для сокращения же длительности вспомогательных операций и повышения производительности всего технологического процесса широко применяют разные механизированные приспособления, машины-автоматы, автоматические линии и промышленные роботы.

Пластмассы — это материалы, полученные на основе синтетических или естественных полимеров (смол). Синтезируются полимеры путем полимеризации или поликонденсации мономеров в присутствии катализаторов при строго определенных температурных режимах и давлениях. В полимер с различной целью могут вводиться наполнители, стабилизаторы, пигменты, могут составляться композиции с добавкой органических и неорганических волокон, сеток и тканей. Таким образом, пластмассы в большинстве случаев являются многокомпонентными смесями и композиционными материалами, у которых технологические свойства, в том числе и свариваемость, в основном определяются свойствами полимера.

Рабочий процесс трансформатора основан на принципе электромагнитного взаимодействия двух взаимно неподвижных контуров. При прохождении тока по первичной обмотке создается магнитное поле, силовые линии которого пронизывают витки первичной и вторичной обмоток. Согласно основному закону электромагнитной индукции, в первичной обмотке будет индуктироваться э. д. с. самоиндукции, а во вторичной — в д. с. взаимоиндукции.

Во всех машинах контактной сварки разогрев металлических свариваемых деталей осуществляется теплотой, выделяемой электрическим (сварочным) током на участке между электродами. Кратковременный нагрев зоны соединения деталей обеспечивается большим сварочным током I_2н, достигающим нескольких десятков и даже сотен килоампер. Ввиду малого абсолютного значения сопротивления всех элементов сварочного контура машины и самого контакта большой ток I_2н обеспечивается низким вторичным напряжением U₂₀ величиною в несколько вольт.

В зависимости от формы сварного соединения контактная сварка подразделяется на точечную, рельефную, шовную и стыковую. В соответствии со способом сварки промышленностью выпускается большое количество разнообразных машин. Но поскольку основными операциями при контактной сварке являются сжатие и местный нагрев деталей электрическим током с последующей деформацией зоны контакта, в состав любой контактной машины входят две основные части: силовая электрическая с аппаратурой управления циклом сварки и механическая.

Эта операция имеет особо важное значение для точечной и шовной сварки в связи с быстротечностью процесса и скрытым от внешнего наблюдения характером формирования соединения (плавления металла). Возмущающие факторы: качество сборки, состояние поверхности деталей и электродов, колебания параметров режима, могут приводить к образованию дефектов—непроваров (отсутствие ядра или малые его размеры), выплесков, трещин, раковин и т. п.

Рассматриваемые способы соединения конструкционных материалов считаются одними из наиболее перспективных (в первую очередь, в массовом производстве из-за высокой производительности и качества соединений). По прогнозам доля контактной сварки достигнет к 2000 г. 40 %. В ФРГ ~80 % всех соединений выполняется точечной и шовной сваркой...

Одно из основных требований — удобство подхода электродов к зоне сварки (узлы «открытого» или «полуоткрытого» типа). Наиболее удобны для сварки открытые панели (рис. 20.8), наименее — узлы коробчатой формы, обечайки и трубы малого диаметра и т. п. Детали для точечной и шовной сварки обычно изготовляют из листов и профилей. Если к конструкции не предъявляются требования по герметичности, то применяют точечную сварку; шовная сварка обеспечивает получение прочных плотных швов.

В процессе сварки рекомендуется контролировать программу перемещения плиты, величину осадки, ток оплавления и величину усилий. В системах автоматического регулирования в качестве параметров обратной связи используют частоту пульсаций тока (взрывов перемычек) и температуру в стыке.

Машины по конструкции и назначению весьма разнообразны и их классификация производится по тем же признакам, которые приняты для точечных и шовных машин, например, по виду сварки: для сварки сопротивлением и оплавлением, роду тока, назначению и т. д.; аналогичны и электрические характеристики машин.

При правильном конструировании сварного узла температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) стекла, керамики и металла должны быть максимально согласованы. В противном случае напряжения, возникающие при изменении температуры, могут привести к разрушению сварного соединения. Наиболее широко для соединения со стеклом и керамикой используют железоникблевые сплавы, ковар, нержавеющую сталь, а из чистых металлов Сu, Ni, Ti, Al, Mo, Wi и некоторые другие. Основные свойства металлов, которые могут быть использованы при разработке металлокерамических и металлостеклянных узлов, приведены в табл. 36.6. Способы сварки плавлением, как правило, непригодны для соединения металлов с керамическими и стеклообразными материалами вследствие природной несовместимости соединяемых композиций. Наибольшую перспективу создания неразъемных соединений из стекла и керамики имеет диффузионная сварка (ДС).

Шовная сварка во многом подобна точечной и отличается тем, что в качестве электрода используют вращающиеся ролики, обеспечивающие возможность последовательной сварки точек без снятия давления с электродов. При вращении роликов и перемещении между ними деталей сваривается последовательно сплошной ряд точек, перекрывающих одна другую и образующих сплошной шов.