4.12. Оборудование для холодной сварки

Холодная сварка выполняется без нагрева, сдавливанием соединяемых частей встык и внахлестку. При этом возникает значительная совместная пластическая деформация и растекание материала в месте соединения, сопровождающиеся разрушением и выносом оксидных пленок из зоны контакта, сглаживанием неровностей и образованием активных центров схватывания за счет выдвижения в зону контакта свежих, чистых слоев. В результате атомы металла сближаются на расстояние, при котором начинают действовать межатомные силы. Схемы холодной и контактной сварки идентичны. Холодная сварка позволяет сваривать однородные и разнородные материалы, обладающие высокой пластичностью, и применяется для стыковой сварки алюминиевых и медных проводов и шин, шовной сварки тонкостенных труб и оболочек, получения многослойного проката из лент, армирования алюминиевых проводов медными наконечниками. Листовые детали можно соединять точечной холодной сваркой.

Для стыковой холодной сварки проводов применяют клещи КС-6, приспособление ПС-7, машины и полуавтоматы серии МСХС; для точечной сварки — серии МТХС; для шовной — серии МХС и машину К609М. Имеется также ряд других машин.

4.13. Оборудование для сварки трением

При сварке трением (рис. 4.7, а) теплота для нагрева стыков получается за счет быстрого вращения одной из свариваемых деталей, прижимаемой к другой. В процессе трения пластичный металл стыка вместе с разрушенными оксидными пленками и инородными включениями выдавливается в радиальном направлении, образуя кольцевой грат. После нагрева до необходимой температуры (1100–1300°С — для черных металлов) вращение прекращают и стык сильно сжимают. Если свариваемые детали массивны, то их не вращают, а прижимают к вращающейся промежуточной, небольшой детали (рис. 4.7, б), которую можно быстро остановить. Для сварки трением существуют машины серии МАСТ-10…МАСТ-50.

Рис. 4.7. Сварка трением

Преимущества сварки трением обусловлены локализованным в поверхностных слоях тепловыделением. Этот способ отличается высокой производительностью, экономичностью (расход энергии в 5–10 раз меньше, чем при электрической стыковой сварке), хорошим качеством сварного соединения (металл стыка и прилегающих зон свободен от дефектов, мелкозернист, обладает прочностью и пластичностью не меньшими, чем основной металл), стабильностью качества соединения, независимостью качества от чистоты поверхности, гигиеничностью процесса (отсутствие ультрафиолетового излучения, газовых выделений и брызг металла). Процесс позволяет сваривать разнородные металлы и прост для автоматизации и механизации.

Недостатки рассмотренного способа: неуниверсальность (одна из деталей должна быть круглой, другая должна иметь плоскость, по которой и происходит сварка), громоздкость оборудования (отсутствие мобильности), искривление волокон металла, делающее стык потенциальным очагом усталостного разрушения или коррозии в агрессивных средах.

4.14. Механическое сварочное оборудование

Вращатели сварочные универсальные М11010А...M11100 (1 на рис. 4.8) предназначены для установки изделия в положение, удобное для сварки и вращения его со сварочной скоростью при автоматической сварке круговых швов. Вращатели сварочные вертикальные М21030А ... М21080 служат для вращения изделия относительно вертикальной оси, а вращатели горизонтальные М31040...М31070А — относительно горизонтальной.

Рис. 4.8. Механическое сварочное оборудование: 1 — вращатель сварочный; 2 — колонна для сварочного автомата

Вращатели роликовые М61051...М63100 позволяют вращать крупные цилиндрические изделия (последний до 200 т).

Колонны для сварочных автоматов Т31040, T11040...Т31080 (2 на рис. 4.8) предназначены для перемещения сварочных автоматов при дуговой сварке прямолинейных и кольцевых швов изделий, установленных на манипуляторах, вращателях и др. Модель Т11040 — стационарная, а Т31040 передвигается по рельсам. Их консоль перемещается горизонтально и вертикально.

Столы сварщика С10020...С11020 предназначены для установки свариваемых изделий при ручной и полуавтоматической электросварке, газовой сварке и резке. Имеют освещение, вентиляцию, колчан для электродов, ящик для инструмента и бункер для сбора окалины, шлака и огарков.

Манипуляторы Т396 и Т397 служат для перемещения сварочной головки по прямолинейной траектории в процессе сварки вдоль и поперек станины манипулятора.

Имеются устройства (например, Т408) для подвески механизма подачи шлангового полуавтомата и шланга с горелкой для комплексно-механизированного стационарного рабочего места. Аналогичное устройство Т407 создано на основе велосипедной тележки и двухплечей шарнирной консоли с большой зоной обслуживания (рис. 4.10). Созданы и другие устройства, облегчающие труд сварщика.

Рис. 4.9. Комплексное механизарованное рабочее место сварщика: 1 — рельсовый путь; 2 — кронштейн с катком; 3 — колонна; 4 — консольно-шарнирная подвеска; 5 — бухта с проволокой; 6 — полуавтомат; 7 — пульт управления; 8 — тележка

Известны гибкие производственные модули дуговой сварки — роботизированные комплексы на базе промышленных роботов, например, ПРДС-01 и др., а также гибкие модули плазменной резки на базе робота ПРПР-01. Разработан также РТК для дуговой сварки крупных конструкций на базе промышленного робота РМ-01 с системой управления "Сфера-56" и четырех однокоординатных вращателей грузоподъемностью 0,8 т.