Поточные линии контактной сварки

В качестве одного из характерных примеров поточно-массового производства контактной сварки можно рассмотреть автоматиче­скую поточную линию изготовления плоских стальных отопитель­ных радиаторов, которая действует в течение уже многих лет.

Эта линия обладает гибкостью, позволяющей быстро перестраи­вать ее с одного типоразмера радиатора на другой. Конструкция одного из типоразмеров радиатора показана на рис. 6.12. Все радиа­торы изготавливаются из рулонов холоднокатаной стали марки 08кп или Юкп толщиной 1,5 мм, шириной 625 мм. Процесс изго­товления начинается с одновременной размотки двух рулонов (позиция А, рис. 6.13) и штамповки на каждом из них каналов для движения по ним горячей воды. В позиции Б обе штампованные, но не разрезанные половины совмещаются по длине и по кромкам и на выдавленные входные и выходные окна надеваются штуцера. В позиции В начинается контактная точечная сварка обеих поло­вин. Точки друг от друга ставятся на расстоянии 30—50 мм (ре­гулируется для разных типоразмеров) между всеми каналами (см. рис. 6.12). Здесь работает специализированная многоэлектрод­ная точечная машина типа МТМ-11, Машина двустороннего дей-

Поточные линии контактной сварки

Рис. 6.12. Общий вид плоского стального отопительного радиатора

Поточные линии контактной сварки

Рис. 6.13. Поточная линия сварки отопительных радиаторов

ствия, с качающимся вторичным контуром, поскольку она ставит точки на движущихся деталях. Сварка каждой точки происходит за 0,3—0,5 с. При скорости движения штампованных половин до 30 мм в секунду электродная система продвигается в процессе сварки точек на 9—15 мм. Это продвижение обеспечивается поворо­том всей электродной системы вместе с пневмоцилиндрами только на 1—2°. Сила сжатия электродов обеспечивается за счет пневмо­системы и регулируется в пределах 3,7—б кН.

В позиции Г производится шовная сварка продольных кро­мочных швов посредством двух специализированных шовных ма­шин (рис. 6.14). Эти машины характеризуются тем, что линейная скорость сварки задается и обеспечивается скоростью движения все еще целой ленты со штампованными радиаторами. Роликовый узел снабжен дополнительной моторной системой М (рис. 6.14). Она с микрометрической точностью обеспечивает зачистку и фор­мование рабочей части роликов по ходу движения радиаторов без остановки машин.

Следующей операцией является шовная сварка поперечных кро­мочных швов (позиция Д). Здесь действует еще одна специализиро­ванная шовная машина. Поскольку в следующей позиции Е не­прерывная лента плоских радиаторов должна быть разрезана на отдельные радиаторы, то линия разреза должна, как видно, проходить между двумя кромочными швами. Они выполняются одновременно от двух трансформаторов 1, расположенных также по обе стороны ленты, с помощью четырех роликов 2, близко рас­положенных друг к другу (рис. 6.15). На платформе 3, сцепленной с движущейся лентой, расположена вся система двухшовной ма­шины, которая и ведет сварку поперечных швов по ходу движения

Поточные линии контактной сварки

Рис. 6.14. Специализированная двухшовная машина для сварки радиаторов

пока еще целой ленты радиаторов. После окончания сварочного цикла платформа 3 с повышенной скоростью возвращает шовную машину против движения ленты для нового цикла поперечных швов.

В позиции Е расположены ножницы, которые рубят непрерыв­ную ленту сваренных радиаторов на отдельные. Дальше (пози­ция Ж) идут окончательные отделочные операции, не относящиеся к контактной сварке. Линия в настоящее время обеспечивает в год до 380 тыс. радиаторов нескольких типоразмеров. Перестройка линии на разные размеры занимает всего несколько часов. Обслу­живают линию два оператора. Стоимость всей линии 400тыс. руб., собственно сварочного оборудования —140 тыс. руб. Годовой экономический эффект линии — до 1 млн. руб. Установочная мощ­ность механического оборудования ПО кВт, сварочное оборудо­вание потребляет мощность до 1500 кВт. Предельная производи­тельность линии может быть доведена до 500 000 радиаторов в год пяти разных типоразмеров.

Как видно, она спроектирована как гибкое автоматизированное производство и действует более 10 лет, и за этот срок не только все иовостроящиеся ленинградские дома были обеспечены сталь­ными сварными радиаторами, но и другие города.

Опыт использования линии позволяет сделать некоторые по­лезные технологические выводы. Стальной рулон, из которого штампуются радиаторные заготовки, покрыт слоем масла. Встав­лять в сварочный поток промежуточную операцию обезжиривания оказывается весьма трудно. Проделали массовые измерения прочностных свойств одиночных точек, сваренных на протравлен­ном металле, и в состоянии поставки —на металле, покрытом слоем масла. При испытании на отрыв, т. е. при тех самых нагруз - 234
ках, на которніе и работает здесь сварная точка, получили следу­ющие результаты:

Диаметры точек, мм...................................... 5 7 8

Разрушающая сила для металла, кН:

замасленного......................................... 2,5—2,7 3,6—4 3,8—4,2

протравленного..................................... 1,6—2 3—3,7 3,4—3,7

Приведенные числа убедительно доказывают полную возмож­ность не прибегать при точечной сварке к операции обезжирива­ния. Объяснить заметно повышенную прочность точек, сваренных на замасленном металле, пока, к сожалению, не удается.

Рабочее давление в падиаторе 0,6 МПа, испытуемое — 0,9 МПа. Диаметр точек обеспечивается от 7 до 8 мм, что гарантирует целость радиатора при давлении до 1,2 МПа, какое в редких ава­рийных ситуациях может возникнуть при одиночном гидравличе­ском ударе.

Таким образом, в предложенных режимах сварки обеспечива­ется достаточно высокое качество сварных соединений без трудоем­ких операций очистки исходного металла от консервирующего масляного слоя.

Здесь собраны и оформлены в виде таблиц справочные материалы, относя­щиеся непосредственно к контактной сварке. Систематизированы проверенные прочностные показатели типовых сварных соединений. Для некоторых металлов собраны основные физические, электрические и механические характеристики, без которых нельзя производить технологические расчеты.

Таблица 1. Минимальные разрушающие усилия (кН) плоских одноточечных соединений деталей малой толщины при испытании на срез при нормальной температуре

Я

СП. га с

Временное сопротивление разрыву

основного металла, МПа

ло ш

130—

200—

500—

600 —

700—

800—

к н

га га

к к я

130

200

320

320

500

600

700

800

900

900

ff4

СВ я

* га сс

Алюминиевые

И

н й

d ста

магниевые сплавы

Стали

и титановые сплавы

0.3

15

0,10

0,15

0,30

0,35

0,80

1,00

1,15

1,30

1,45

1,60

0,5

15

0,35

0,45

0,55

0,70

1,40

1,75

2,00

2,30

2,60

2,80

0.8

20

0.75

0.95

1,05

1,35

2,75

3,45

3,95

4.55

5,20

5,90

1.0

20

1.00

1,30

1,40

1,60

3,85

4,85

5,55

6,35

7.30

8,25

1.2

25

1,30

1,70

1,80

2.20

5,25

6,55

7,50

8,55

9,90

11,5

1.5

25

1,65

2,30

2,50

3,30

7,60

9,50

11,00

12,60

14,50

16,00

2.0

25

2,35

3.45

3,85

4,80

11,00

13,70

15,50

17,70

20,00

22,50

2,5

30

3,15

4,30

5,40

6,70

14,00

18,00

20,00

23,00

25,50

28,50

3.0

30

3,60

4,70

6,50

8,90

17,00

21,50

24,00

27,50

31,00

34,50

Таблица 2. Минимальные разрушающие усилия (кН) плоских одноточечных соединений при толщине деталей более 3 мм при испытании на срез при нормальной температуре

Толщина

тонкой

детали,

мм

Минималь­ный диаметр ядра точки, мм

Ширина образца н нахлестки, мм

Временное сопротивление раз­рыву основного металла, МПа

130

130—200

200—320

320

240—300

Алюминиевые

сплавы

Магниевые

сплавы

3,0

9,0

30

3,60

4,90

6,50

8,9

5,5

3,5

10,5

40

4,85

6,70

8,80

12,0

7,1

4,0

12,0

40

6,5

8,50

11,00

15,0

8,5

5,0

14,0

50

11,0

13,50

18,75

26,0

12,5

6,0

16,0

50

18,25

25,50

34,5

17,0

7,0

18,0

60

22,00

30,50

41,5

20,0

Таблица 3. Средние разрушающие усилия (кН) одноточечных соединений при испытании на отрыв при нормальной температуре

Толщина

детали,

мы

Средний диаметр ядра* мм

Марка материала

МА2

АМгЗ

Д16АТ

В95АТ

ОТ4

12Х18Н9Т

0,3

3,0

______ _

110

0,38

1,25

0,5

3,5

0,18

0,23

0,20

0,60

1,90

0,8

4,0

0,25

0,35

0,40

0,45

1,35

3,85

1,0

4,5

0,40

0,48

0,65

0,60

2,00

5,75

1,2

5,5

0,75

0,80

1,05

1,00

2,90

7,80

1,5

6,5

1,00

1,00

1,45

1,40

4,75

11,50

2,0

7,5

2,00

1,70

2,40

2,30

7,65

16,60

3,0

9,5

3,55

4,50

5,20

4,85

12,10

25,50

4,0

13,0

8,90

7,70

33,40

5,0

15,0

12,70

11,40

6,0

17,0

18,60

17,70

Таблица 4. Физические характеристики металлов

Металл

Параметр решет­ин 6.10_to, м

Спорость звуко­вой волны в хо­лодном металле, м/с

«

8S

ь о о н га я t?

«3

га к 2 S га© Я 0) . «

ю £

в

_в»

о2 s.

ОС га. о я

о

F и

Средние значения энергии связи £.10’, Дж/ма

Я № в со ш ©

К -2 О £Го ►

Я

СГ о я S я U я £ и

fasS-S

IeSSn

Предел теку­чести холодно­го металла от

нор­

мальной

постав­

ки

предель­но на­клепан­ного

Титан

2,91

5100

1,75

0,575

56

940

4500

7500

Алюминий

2,86

5240

1,82

0,6

26

1028

600

1800

Медь

2,55

3840

1.5

0,85

42

1200

800

4000

Железо

2,48

5170

2,1

0,84

48,5

1836

2500

8500

Никель

2,49

4760

1.9

0,91

52,5

1632

1500

8000

Таблица 5. Параметры неровностей при различных способах обработки поверхности металла

Способа обработки поверхности

Расчетные

коэффициенты

Размеры пирамиды^ мкм

ь

V

высота А

основание а

Обдирка иаждачиым кругом

1—2

1,5—2

40—160

400—1200

Штамповка горячая

1—2

1,5—2

20—160

400—1200

» холодная

3—4

3

7—20

60—300

Строгание

2—3

2

10—80

100—500

Прокат холодный Шлифование:

6—8

3

3—10

400—1600

грубое

3—4

3

8—14

60—300

среднее

4—5

3

3—7

40—220

чистое

4—6

3

1,5-3

30—200

Зачистка наждачной бумагой

4—6

3

1,5—2

30—200

Полирование

5—10

3

0,3—1

12—100

Металл

Темпе­ратура плавле­ния, °С

Удельное элек­трическое сопро­тивление, мкОм-м

Средние значення от 0° до Т„„. °С

ус* 10*. ДжДы’.'С)

УС тпл. Ю‘. Дж/м*

Темпе­

ратура

кипения,

°С

р.

Р»

к

Вт/(м.”С)

а.

СМ*/с

Тпл VXvc. 10*. Дж/(м2* cl/2)

Титан ОТ-4

1725

0,50

1,65

20

0,072

1337

2.8

5114

3000

Дюралюминий Д1

650

0,035

0,10

206

0,8

1527

2,7

1750

2060

Латунь Л62

900

0,09

0,16

195

0,525

2340

3,5

3150

Сталь СтЗ

1450

0,20 -

1,40

41

0,08

2130

5,0

7850

2540

Медь MI

' 1083

0,018

оде

335

0,82

4082

4.1

4450

2600

1X18I0T

1450

0,70

1,30

24,4

0,953

1525

4,2

6100

Таблица 7. Физические характеристики металлов к их оксидов

Металл

Температура. °С

Энергия

Мн кротвердость.

Удельные электрические сопротивления. Он - к

нлн оксид

плавлення

кнпення

XI л ЙВЛСННЯз

кДж/моль

МПа

при 1Б °С

при температуре °С

А1

660

2060

8

_

3,5*10

плавления — 10* 10“8

А12Оа

2045

2980 у 7

113

20 000—24 000

10*

660° — 4* 10*

Си

1083

2600 У*

11,5

С

№10-8

плавления — 8*10~9

СиО

1336

У

37

--£000—2 5Q0 —

ю*

1000° —0,1*10-*

Си20

1242

—'5г

У

^—10*—10а

1000° — 0,7* 10-®

Fe

1540

2740

15 '

— L Схг^

6 ооо

15*10-8

плавления — 140* 10~8

FeO

1370—1427

2512—2623

29—34

с

600° — 0,15*10-» 1300° — 0,086* 10-»

Fea04

1580

2600

138

4600—7 800

1320° —8-Ю"’

Fe2Oa

1350

1566

2420

6 800

6 800—12 000

600° — 0,62* 10-» 1000°—7-101

[1] УnkycS

Комментарии закрыты.