Параметри режиму стикового зварювання оплавленням, Зварювання

Основні параметри

Параметрами режиму стикового зварювання безперервним оплавленням є сила струмуl або потужністьN, швидкість оплавленняV опл (мм/сек), припуск на оплавленняl опл (мм), припуск на осадку під струмом і без струму Δl опл.м=Δl опл (мм), швидкість опадиv oe (мм/сек), загальний тиск опадиp (кг/мм2) або питомий тискр (кг/мм'3), установча довжинаl (мм ).

Для зварювання оплавленням з підігрівом регламентуються також кількість циклів підігріву та тривалість включення та пауз протягом кожного циклу. Іноді додатково встановлюються сила струму під час підігріву, температура підігріву, припуск на підігрів, тиск у момент замикань.

Ця величина приблизно прямо пропорційна перерізу. Тому на практиці прийнято користуватися щільністю струму. Сила та щільність струму відносяться до стадії оплавлення як до основної для теплових процесів. У зв'язку з великим і постійним опором контакту щільність струму при оплавленні невелика і становить 3—50 a/мм2. Для зварювання безперервним плавленням вона більша і знаходиться в межах 10÷50 а/мм2, для зварювання з підігрівом 3-т-15 об/мм². Питома потужність для зварювання з підігрівом знаходиться в межах 5-20 ква/см2, для зварювання безперервним оплавленням 15-60 ква/см2

Швидкість оплавлення

Спочатку вона, як це видно на рис, мала, потім у міру нагрівання металу вона за тієї ж потужності може і повинна підвищуватися. Якщо подача відставатиме від плавлення, це збільшить зазор і довжину перемичок, частота вибухів знизиться і з'явиться небезпека окислення. Закони переміщення рухомої плити машини та зміни швидкості оплавлення виражаються рівняннями.

Досвідченим шляхом знайдено значення коефіцієнтів вил для окремих металів та варіантів технологічного процесу. Так, при зварюванні безперервним оплавленням труб перерізом 400—600 мм² з низьковуглецевої сталі при невеликій потужності і малому припуску на оплавлення, вони дорівнюватимуть а=0,15 -г 0,3 мм/сек2, п — 2, тоді Δl опл - (0,15/0,2) t 3 і Vопл, - (0,3 * 0,4)t

Зварювання високолегованих і аустенітних сталей, зважаючи на їх малу електро- і теплопровідність і швидке прогрівання стику, вимагає відносно малих швидкостей оплавлення спочатку і дуже великих до кінця.

Прискорене переміщення плити перед осадом до кінця оплавлення бажано ще й тому, що хром, що міститься в цих сталях, швидко окислюється. Витримування рівності швидкостей подачі та плавлення як умови стійкого оплавлення забезпечує більш повний захист стику від окислення. Закон переміщення плити виражається рівнянням

Коли зварювання деталей того ж перерізу здійснюється з підігрівом, швидкість оплавлення збільшується, тривалість його скорочується. Для спрощення швидкість оплавлення часто приймають як середню за весь час оплавлення.

Середня швидкість оплавлення із збільшенням перерізу знижується.
Для зварювання безперервним оплавленням деталей невеликого перерізу маловуглецевої сталі середня швидкість оплавлення зазвичай знаходиться в межах I-3 мм/сек.
Зварювання деталей великого перерізу (з підігрівом) зазвичай здійснюється зі швидкістю оплавлення 0.5-1,5 мм/сек.

Високолеговані сталі, кольорові метали, легкі сплави зварюються із значно більшою швидкістю оплавлення. Так, при зварюванні аустенітних сталей швидкість оплавлення підвищується в 1,5-2 рази, при зварюванні алюмінію досягає 3-5-кратного значення в порівнянні ззварюванням 'простий сталі.

Особливості зварювання:

Швидкість оплавлення для сталей, що гартуються, з метою попередження занадто зосередженого нагріву і швидкого охолодження приймається дещо меншою, ніж для маловуглецевої сталі.
Швидкість оплавлення встановлюється та контролюється лише за умови використання машин з автоматизованим механізмом подачі.

Припуск на оплавлення вибирається так, щоб нерівності на торцях змогли вирівнятися, а нагрів деталей досяг такого стану, коли на торцях утворюється суцільний рідкий шар і деталь прогрівається на необхідну глибину по перерізу. При заданій швидкості оплавлення припуском визначається тривалість цієї стадії. Зі збільшенням діаметра або товщини деталей час, необхідний вирівнювання температури по перерізу і поширення нагріву на необхідну глибину, зростає. Відповідно має збільшитися величина припуску на оплавлення.

При зварюванні безперервним оплавленням круглих стрижнів загальний припуск для двох деталей орієнтовно становить 0,7 + 0,8 від діаметра, причому більш тонких стрижнів відношення береться великим. Для зварювання листів та труб відносно невеликої товщини припуск на оплавлення може бути визначений за співвідношенням:

де 8-товщина листа або стінки труби в мм.

При зварюванні з підігрівом припуск на оплавлення береться на 30-50% менше, тому що загальний нагрів частково здійснюється ще до оплавлення. Оплавление ведеться головним чином лише захисту від окислення і може бути істотно скорочено за тривалістю і величиною.

Припуск на осадку повинен бути достатнім для повного закривання лунок, що залишаються після перемичок і здійснення пластичної деформацій зростають. Разом зцим має збільшуватись припуск на осадку. Припуск на осаду залежить від перерізу. Для круглих стрижнів.

D і о - Діаметр стрижня або товщина листа в мм.

При зростанні швидкості оплавлення вибухи товстіших перемичок супроводжуються утворенням глибших лунок; їх закриття потрібно збільшення припуску на осадку. Від марки стали величина припуску мало залежить.

Стадія опади:

Цей крок має відбуватися частково під струмом, частково без струму. Передчасне вимикання струму може спричинити небажане охолодження зони стику до моменту завершення осадки, утруднити видалення рідкого розплаву та пластичне деформування. Запізнене вимкнення пов'язане з небезпекою перегріву металу. Зазвичай осад під струмом становить 30-60% до загальної осаді.

Питомий тиск для зварювання маловуглецевих сталей безперервним оплавленням застосовується в межах 5-8 кг/мм 2 для легованих сталей 6-10 кг/мм²; для аустенітних сталей воно досягає 20-35 кг/мм2.
З моменту початку опади оплавлення припиняється, що пов'язане з небезпекою утворення оксидів у стику. Тому цей небезпечний інтервал має бути по можливості скорочений, тобто швидкість опади має бути високою.
Для маловуглецевої сталі швидкість опади приблизно в 8-10 разів більша за швидкість оплавлення і повинна бути не менше 10-15 мм/сек для сталей, легованих хромом, кремнієм, алюмінієм, вона досягає 30-80 мм/сек. Стикове зварювання алюмінію проводиться зі швидкістю осідання 100 -г 200 мм

Довжина встановлення вибирається так само, як і для зварювання опором.

Кількість циклів підігріву (відповідно до необхідної глибини прогріву) збільшується з перерізом деталі, що зварюється. В діапазонізазвичай зварюваних перерізів кількість циклів підігріву знаходиться в межах 3-20. Температура підігріву також підвищується з 700-800 ° (для невеликих перерізів), до 900 - 1100 ° (для великих перерізів). При зварюванні маловуглецевих сталей тривалість кожного повного циклу становить 1-4 сек., Підвищуючись разом із перетином. При цьому час імпульсу та паузи приблизно однаковий. Інші, згадані раніше, параметри режиму підігріву регламентуються у випадках.

Підготовка під зварювання полягає в обробці торців, зачистці поверхонь деталей у місцях.

Мал. Вирівнювання перерізів при стиковому зварюванні: про для стрижнів неоднакового діаметра; б-для труби та стрижня; і « - для деталей різної форми.

контакту з електродами та вирівнюванні перерізів деталей, що зварюються.

Обробка торців

Торці, щоб уникнути їх нагрівання і для скорочення припусків, а також для запобігання окисленню (при зварюванні опором) повинні бути оброблені з достатньою точністю. Для зварювання опором початковий зазор у стику повинен перевищувати 0,15 припуску на осадку. Якщо зварювання ведеться на автоматичних машинах, зазор має бути ще меншим.

Для зварювання оплавленням вимоги до точності обробки торців не дуже строгі. При безперервному оплавленні зазор в 1-1,5 мм не впливає на якість зварювання, особливо коли задається дещо збільшений припуск на оплавлення.

Деталі в місцях затискання електродами повинні зачищатися для того, щоб забруднення (іржа тощо) не збільшили контактного опору і не викликали непотрібного тут і завжди шкідливого перегріву деталей та електродів. Зачищення здійснюється наждаком, піскоструминною обробкою, травленням.

Вирівнювання перерізів проводиться для отримання рівних умов нагрівання та деформацій приосаді і застосовується для деталей із різницею перерізів більш як 10—15%.