Стыковая сварка — сцособ контактной сварки, при котором детали соединяют по всей площади касания торцов хотя бы одной детали. Детали при этом із начале зажимают в электродах-колод­ках, а затем сжимают, подводят ток и выдавливают окисленный и расплавленный металл е: грат этими же электродами. По харак­
теру нагрева торцов деталей различают стык тивлением и оплавлением.

Стыковая сварка сопротивлением характериз сжатых осевой силой деталей нагреваются пр пластичности или до расплавления только за лоты, а затем в конце сварки осаживаются с сидов из стыка (табл. 7.7).

Интенсивность деформации, необходимая чественного соединения, зависит от свойств оф пример, оксиды легированных сталей, алюм не расплавляются и не разлагаются при с в ар с) и потому необходима или значительная осадк в стыке, или применение защитных и восстану: зов, вакуума). Удовлетворительное качество ется при температуре в стыке не менее 0,85 т ния и величине осадки, примерно равной свариваемых деталей. Прочность соединения 0,8 —0,9 прочности исходного металла в ото» На прочность при этом способе сварки влияет фект, который без специальной подготовки ТО) 3x3 мм) приводит к непровару центральной ч с этими недостатками стыковая сварка сопр плавления применяется в основном при сварці сечением до 300 мм2, малогабаритных цепей фурнитуры.

При стыковой сварке сопротивлением с j соединение образуется за счет взаимной крис) прослойки металла в стыке, которая, как и чечной сварке, образуется только за счет джоу гое достоинство стыковой сварки с расплавле что для выдавливания из стыка оксидов вмесі копластичном состоянии необходимо давлен: шее, чем для осадки стыка в пластичном сос процесс деформации при осадке вовлекаете металла. Поэтому стыковая сварка сопротивл нием соединения через жидкую прослойку распространен ие.

Основными параметрами режима всех вит сопротивлением являются сварочный ток (пра пряжение вторичного контура U2, так как на только вторичное напряжение, связанное с то ление сварочного вторичного контура ZCB соотг расстояние выступания деталей из токов еду щ г дых деталей примерно равно диаметру), вели1

К машинам для сварки сопротивлением от: щего назначения — это МСС-901 (передвижн;

Циклограммы стыковой сварки

сой 63 кг, мощность 1кВ-А, усилие сжатия 0,05...! кН, предЦ начена для сварки проволок из стали, меди, алюминия ром 0,5...6 мм); МСС-1902 (массой 190 кг, мощность 4,5 усилие сжатия 0,05... 1 кН, предназначена для сварки п из стали, меди, алюминия диаметром 4... 12 мм) и машинь|г алъного назначения — это КСЛ для сварки ленточных пил ной 10...25 мм и толщиной 0,3...0,8 мм из углеродистой расплавлением стыка, на машине имеются приспособления для л ной обрезки концов лент перед сваркой и для зачистки гра-а, г ри вод сжатия пружинный, усилие осадки до 0,1 кН, мощность при ПВ = 5%, U2 = 3 В, масса 24 кг); машина К-802 (МСС-Ц1 стыковой сварки проволок диаметром 3... 10 мм из зак щихся сталей с автоматической термообработкой зоны сва| управлении по температуре фотопирометром (усилие ос 0,4 кН, мощность 4 кВ - А при ПВ = 10 %, U2 = 3 В, масса охлаждение воздушное); машины МСС-2503 и МСС-4001 назначенные для стыковой сварки с расплавлением, ocj снятием грата шин из меди и алюминия шириной до толщиной до 20 мм (усилие осадки до 10 кН, мощность 25 кВ при ПВ = 10%, U2 = 5 В, масса 480 кг, охлаждение воздушное)

Стыковая сварка оплавлением отличается от классической кон­тактной точечной сварки, стыковой сопротивлением и дуговой сварки плавлением тем, что для локального нагрева свариваемых торцов одновременно используют два мощных источника на рев і - дуговой разряд (электрическая дуга) и джоулеву теплоту. Опд; ление торцов происходит в основном за счет короткой э. ческой дуги. При этом глубина нагрева сужается, происходи! поверхностный локальный нагрев.

В отличие от стыковой сварки с расплавлением для оплавления стыковых поверхностей требуется меньшая МОЩНОСТЬ уст£носки, а процесс сварки оканчивается полным выдавливанием расплав­ленного металла и вместе с ним оксидов.

Процесс стыковой сварки оплавлением заключается в с(лсдаю­щем. При сближении и касании торцов деталей при вклку напряжении в стыке возникают электродуговые разряды рые мгновенно расплавляют металл в точках касания, ствием электродинамических сил жидкий металл выбрасывается из стыка, образуя по пути жидкие перемычки, которые, перегре­ваясь под действием джоулевой теплоты, взрываются, ионизируя все пространство в стыке (рис. 7,19). Это приводит к мощному дугообразованию по всему стыку, выплеску расплавленного ме­талла из стыка и, как следствие, к потере вместе с выппеском жидкого металла большей части тепловой энергии в стыке. Таким образом, электродуговые процессы, являясь мощными г ров од­ни ка ми тока, обеспечивающими интенсификацию процесса по­верхностного оплавления металла в стыке, потребовали (специ-

Рис. 7.19. Схема процесса контактной стыко­вой сварки с непрерывным оплавлением:

I — выплеск; 2 — жидкая перемычка; 3 — иони­зированный промежуток; 4 — дуговой разряд; 5— направление действия электродинамических сил при взаимодействии разнонаправленных токов 6 — направление действия сжимающих

сил на жидкую перемычку при взаимодействии равно направленных линий тока в перемычке альных приемов для предотвращения выброса теплоты из стыка. Эти приемы вытекают из рассмотрения главного па­раметра режима стыковой сварки оплав­лением — скорости оплавления von, ко­торая оказывает решающее влияние на производительность и качество сварки,

kl^R,, - 2kSt Sp(cAT + т0)

где к — коэффициент, учитывающий неполнофазн > ного тока при дуговых разрядах в стыке (к я 0,75); напряжения в дуговом промежутке стыка; Z ление сварочного вторичного контура; /са — ток опл омическое сопротивление в стыке; S — площадь ст пературный градиент по длине припуска на оплав к т0 — плотность, теплопроводность, удельная тєплоєа|іі тая теплота плавления свариваемого металла; ДТ - перегрева расплава на поверхности торцов в стыке где Tq — температура жидкого металла на поверхності|і температура торцов).

Из этого выражения следует, что выброс тепло» стыка уменьшится, а мгновенная скорость оплавле^ если будут выполняться следующие условия:

• запас мощности машины при коротком замьиіс; 3—5 раз превышать тепловую мощность U2Z~l, разе говом промежутке и тепловую мощность к1}йкК н сопротивлении ЖИДКИХ перемычек, ЧТО ВОЗМОЖН' тельном уменьшении сопротивления вторичного к

ны Z и программном изменении напряжения хол эстого необходимом для возбуждения и поддержания пррцесса ния в процессе всей сварки; • температурный градиент по толщине припуФ НИЄ Одолжен быть минимально ВОЗМОЖНЫМ, ЧТО Д(I' варительным подогревом припуска в режиме конт методом сопротивления (для деталей сечением д4 • масса перегретого жидкого металла на торцах быть минимально возможной, не превышающей О ных деталей малого сечения и 1,5 мм для деталей ния, что достигается дозированным вложением э пулъсном оплавлении, когда на основное постулате, подвижной плиты сварочной машины накладывав ное колебание с частотой 3... 30 Гц с амплитудой деталей сечением свыше 10 000 мм1). При импульс ном оплавлении по сравнению с непрерывным с 30 %, в 4 раза сокращается время оплавления, в 2 расход электроэнергии и в 3 раза — припуск на с: Типовые процессы стыковой сварки оплавлен: ны на циклограммах 2—4 (см. табл. 7.7), объединя анта: сварку с непрерывным оплавлением, свар ным оплавлением при программированном напр: с непрерывным оплавлением и импульсным подф Параметры режима стыковой сварки, показаны Численные значения параметров режима дор представлены в учебнике Н. С. Кабанова [3]. Машины для стыковой сварки оплавлением составляют Основну группу стыковых машин и классифицируются след дощі їм образо^ по способу оплавления — непрерывное, с подогревом ил импульсное;

U2о = 2...4 В, усилие зажатия 20 кН, усилие осадки 10 кН, сть оплавления 0,2...4 мм/с, скорость осадки 20 мм/с, масса кг); МСО-201 (максимальная мощность при оплавлении А и подогреве или осадке под током 140 кВ • A, = 3,4... 6,8 В,

:е зажатия 50 кН, усилие осадки 25 кН, скорость оплавления 4 мм/с, скорость осадки 40 мм/с, масса 720 кг); МС-2008 имальная мощность при оплавлении 70 кВ ■ А и подогреве с|садке подтоком 210 кВ - А, К0 = 4... 8 В, усилие зажатия 60 кН, е осадки 20 кН, скорость оплавления 1,7...3,4 мм/с, скорость 30 мм/с, масса 2 160 кг), е современные универсальные машины типа МСО-0804 име- невматические приводы зажатия и пневмомеханические — :и. Кинематическая схема привода подачи и осадки МС-2008 ;дена на рис. 5.36. Двигателями привода подачи подвижного иа являются пневмоцилиндры 1 и электродвигатель 11. Ци - ы сообщают плите 2 возвратно-поступательное перемеще­но время предварительного подогрева и силового поджима 2 к кулачку 6 привода оплавления. Вращение эксцентрику 7 ается от двигателя 11 с помощью клиноременной передачи 14 иатора скоростей 12, через редуктор 9 и червячный редуктор 8. лачка 6давление через ролик 5, толкатель 4и винт 3 переда­ла подвижную плиту 2. Для обеспечения натяжения шкива 14 изменении передаточного отношения с помощью вариатора остей 12 и пружины 13 электродвигатель 11 перемещается в ках-направляющих ходовым винтом 10. Поскольку на маши - С-2008 (М СМ У-150) управление предварительным подогре - переводом подогрева в режим оплавления выполняет свар- зручную, то стабильно высокое качество сварки может быть чено только сварщиком высокой квалификации, с большим эм работы на подобных машинах.

ссмотрим пример выбора стыковой контактной машины. Не - ,имо произвести стыковую сварку стержней d= 15 мм из ста - Основные параметры сварки определим по табл. 7.4 данного

ИЯ.

стыковой сварки вместо сварочного тока принято указы-

табл. 7.4 видим, что вне зависимости от типа контактной ны сварка обеспечивается при U2 = 4 В. Дополнительными фетрами являются Рж = 2РЖ и Рк - qFd при удельной нагрузке МПа и Fd= nd2/4 = 3,14 • 152/4 = 200 мм2; Рж = 5 • 200 = 10 кН; 2-10 = 20 кН.

ем этим параметрам режима отвечает машина МСО-0804 имальная мощность 27 кВ-A, U2 = 2...4 В, усилие зажатия, усилие осадки 12 кН).

машинам стыковой сварки специального назначения относятся для сварки рельсов, лент, колец, ободов, труб и цепей.

распространение получили усо - Института электросварки имени 1) — для сварки в полевых усло - гационарных условиях. В отличие от нения, например К-255 (рис. 7.22), зающими устройствами по всему ъю сварки непрерывным импульс - ...24 Гц и амплитудой до 1 мм. ные К-355А следующие: сечение стыка 130 с, мощность двух транс - = 50%, U2o = 1 В, усилие зажатия скорость оплавления 0,22... 1 мм/с, машины 2 500 кг, насосной стан - 628 кг. Для сварки рельсов в пути юсварочная установка П PC М-3, южной платформе. Мощность ге- внешней электросети. При отсут - ica питания применяют передвиж-

Для сварки рельсов широко^ вершенствованные разработки Е. О. Патона: К-355А (МСО виях и К-І90ПА — для сварки в с подобных машин прежнего исп эти машины снабжены гратосріе периметру рельса и возможное-]}] ным оплавлением с частотой Основные технические дан рельсов 10000 мм1, время сварк^ форматоров 150 кВ-А при ГТВ 1250 кН, усилие осадки 450 кН, скорость осадки 20 мм/с, массг ции — 685 кг, электрошкафа применяется самоходная рельЬ смонтированная на железнодор нератора 200 кВт при наличии ствии сети в качестве источни ные дизель-электростанции. Машины для сварки концов или стыковки концов рулонов прерывности работы технологи ном и трубосварочном безотході готовлению кабелей, покрытых ревообрабатывающих комбинат; точных пил. Машины имеют семь ти nob; толщиной 1...6 мм и шириной черных и цветных металлов и всех машинах одна — непреры^ МСО-302, МСПЛ-100, мсо - томатическом режимах. Машин: ются машинами-комплексами, операции автоматизированы. Технологическая поел едоват наковая: центрирование и обр ние и зажатие концов в свароч термообработка зоны сварки; да 1 мин. Машины выпускают Машины для сварки ободов npf; для изготовления ободов колес ванием стыковой сварки с непр); ющим снятием грата в горячем осадки машин аналогична схеме Кулачковый механизм привода жесткую программу непрерывн

гент с целью укрупнения рулонов применяют для обеспечения не - ческих поточных линий в прокат­ном производстве; линиях по из - металлической оболочкой; на де - ах для изготовления и ремонта лен-

азмеров, могут сваривать ленты от 30... 120 до 1 000...2350 мм из сплавов. Циклограмма сварки на ным оплавлением. Машины типа 501 работают в ручном и полуав - :ы КСО-3201, -8001 и -17001 явля - в которых все вспомогательные

гльность работы всех машин оди - езка обоих концов, центрирова - ных губках; сварка; снятие грата; зжатие губок. Длительность цик - малыми партиями и на заказ, именяют в массовом производстве транспортных средств с использо - ерывным оплавлением с последу - состоянии. Кинематическая схема осадки МСО-2008 (см. рис. 5.36). осадки этой схемы обеспечивает эго оплавления, что и определяет

высокую надежность работы машин, проед ремонта. Для сравнения рассмотрим. таран МСО-1203 и AUSK-400 автоматической лин освоенной на АВТОВАЗе. Характеристик следующая: диаметр/ширина обода 300/2

а 800 мм2, загрузка и ая производительность скорость оплавления оплавления и осадки кВ - А, масса 5400 кг, ы для изготовления и литных и аустенитных Котлов тепловых элект - ірубопроводов диамет- проводов диаметром олегированных сталей, фій используют стыко - азмеров: МСО-604 — — для труб диаметром йнаковые энергетичес - рд зажатия и осадки и могут работать как в предварительным по - 1 наружного грата сра- {чческих трубопроводов К-813, -584М, -805 — ых подобна рельсосва - т)ать в полевых и стаци - убы 3 300... 22 000 мм1, рдением с коррекцией. о току оплавления для.1 >£ торцов. Конструкция типа К-830, -775, -800 изированные стыковые читанные на стыковую дарительным подогре - пей калибром 22 мм) в час: АСГЦ-150-3,

1 000 мм2, загрузка и выгрузка ручная, ма тельность 360 шт./ч, усилие осадки 125 кК давления 3 мм/с, скорость осадки 60 мм/с осадки электромеханический, £720 = 8 В; мо 15 400 кг. Характеристика машины AUSK - ширина обода 240/180 мм, сечение обоі; выгрузка автоматизированная, максимально 720 шт./ч, усилие осадки 150 кН, средняя

2 мм/с, скорость осадки 40 мм/с, привод гидравлический, £/м = 6,8 В, мощность 401

Машины для сварки труб предназначен ремонта труб диаметром 25...85 мм из пер. сталей, образующих поверхности нагрева ростанций, и для стыковки промысловых ром 57...377 мм и магистральных трубЬ

720.. . 1 420 мм из низкоуглеродистых и низк<

Для сварки труб тепловых электро стансі:

вые машины нового поколения двух тип для труб диаметром 25... 42 мм и МСО-1204

42.. . 83 мм. Машины имеют практически од: кие характеристики, пневматический прив< элекгромеханический привод оплавления режиме непрерывного оплавления, так и догревом. На машинах предусмотрена срез^с зу післе-сварки.

Для стыков™ промысловых и технолог: используют внешнетрубные машины ТИПЕ, машины клещевого типа, конструкция кото рочн'ой машине К-355. Машины могут рабо онарных (заводских) условиях при сечении Сварка выполняется непрерывным опла: скорости оплавления с обратной связью іі зашиты от короткого замыкания оплавляем^ и принцип работы внутритрубных машин и -700-1 рассмотрены в подразд. 6.5.

фашины для сварки цепей — узкоспециаД: автоматические контактные машины, расе сварку с непрерывным оплавлением и npejf: вом,'с производительностью от 160 (для до 340 (для калибра цепей 14 мм) сварс КСО-1601 и КСЦО-1201-1.

------------------------------ Рис. 7.22. Рельсосиарочгіая подвесная стыковая машина типа К-255:------------------------------------------------ общий вид; 6 — приводы зажатия и осадки: 1 — цилиндр зажатия рельса; 2 — сварочный трансформатор; 3, 5 — левый и правый корпуса; 4 — зажимные токовые губки; 6 — цилиндры осадки

Увеличение эффективности изготовления цепей, особенно су­довых якорных цепей с распорками внутри звена, достигается путем создания агрегатированных линий-комплексов, в которых объединены и автоматизированы наряду со сваркой стыков все другие операции, включая изготовление заготовок цепей и за­прессовку распорок. Наиболее прогрессивным способом изготов­ления цепей в массовом производстве, обеспечивающим мини­мальные трудозатраты, является сварка цепей из предварительно связанных С-образных заготовок. Цепные заготовки изготавлива­ются на специальных цепных автоматах, откуда они подаются в цепесварочные автоматы. Автоматы обеспечивают подачу звена в зону сварки, его зажатие, сварку, срезку грата и дальнейшее пе­ремещение сваренного звена.

Характеристика цепесварочного автомата АСГЦ-150-3 следую­щая: максимальная мощность при оплавлении 40 кВ • А и подогре­ве или осадке под током 130 кВ • A, U20 = 4,4...9 В, усилие зажатия 30 кН, усилие осадки 120 кН, скорость оплавления 0,5...4 мм/с, скорость осадки 30 мм/с, масса 4 850 кг.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные элементы типовой технологии контактной сварки?

2. Каковы конструкторско-технологические признаки контактной сварки?

3. Что относится к основным средствам производства при контактной сварке?

4. Каковы особенности сборки под контактную сварку?

5. Каковы методы определения параметров режима контактной сварки?

6. Какова свариваемость материалов при контактной сварке?

7. Какие разрушающие методы контроля контактной сварки вы знаете?

8. Какие нсразрушающис методы контроля контактной сварки вы знаете?

9. Какие методы контроля сварочного тока вы знаете?

10. Какие существуют приборы для контроля времени сварки?

11. Какие устройства для контроля усилия сжатия вы знаете?

12. Каковы особенности технологии точечной сварки?

13. Каковы особенности технологии рельефной сварки?

14. Какое специальное оборудование существует для точечной сварки?

15. Каковы разновидности шовной сварки?

16. Каковы разновидности шовных машин?

17. Каковы разновидности стыковой сварки?

18. Каковы особенности стыковой сварки сопротивлением?

19. Каковы особенности стыковой сварки оплавлением?

20. Что такое стыковая сварка сопротивлением с расплавлением стыка?