В то же время процесс дуговой сварки кабельных оболочек в среде защитного газа не лишен ряда сущест­ венных недостатков. Основными из них являются малая производительность, необходимость применения ленты высокого качества, предварительной подготовки поверх­ ности этой ленты и обрезки ее кромок, различие микро­ структуры ленты и сварного соединения.

11.8.2. Высокочастотная сварка оболочек

Способ высокочастотной сварки кабельных оболочек лишен упомянутых недостатков. Принцип изготовления кабельных оболочек при нагреве свариваемых кромок токами высокой частоты показан на рис. 11.20.

Сформованная из ленты заготовка с кромками, имеющими щель V-образной формы, поступает в сва­ рочное устройство, где кромки разогреваются и в оп­ лавленном состоянии сжимаются валками. Энергия под­ водится к кромкам заготовки с помощью контактов (рис. 11.20,а) или кольцевидного индуктора (рис. 11.20,6).

Ток может проходить либо по периметру заготовки, либо по одной из кромок до места ее соприкосновения с другой и далее по второй кромке. Отношение токов, протекающих по этим путям, обратно пропорционально их электрическому сопротивлению.

При высокой частоте подводимой электрической энергии сопротивление пути по периметру оболочки в

Рис. 11.20. Способы подвода высокочастотной энергии к сваривае­ мой оболочке.

а — контактный; 6 — индукционный; 1 — свариваемая оболочка; 2 — обжимные сварочные валки; 3 — контакты; 4 — кольцевой индуктор; 5 — направляющий нож.

десятки и сотни раз больше, чем сопротивление пути по поверхности щели, образованной кромками. В резуль­ тате большая часть тока течет по кромкам заготовки, интенсивно их нагревает и оплавляет. При последую­ щем сжатии валка^ми оплавленные кромки свариваются. При этом часть оплавленного металла выдавливается на­ ружу и внутрь оболочки, образуя так называемый грат. При повышении частоты тока глубина проникновения тока в кромки и объем нагреваемого металла уменьша­ ются. Схема агрегата для высокочастотной сварки обо­ лочек приведена на рис. 11.21.

В отличие от других машин для наложения алюми­ ниевых и стальных оболочек агрегат для высокочастот­ ной сварки предназначен для эксплуатации в непрерыв­ ном режиме работы, что в сочетании с большой ско­ ростью сварки обеспечивает весьма высокую произво­ дительность процесса. Для непрерывного изготовления оболочки в агрегате предусмотрены сдвоенные отдаю­ щие устройства заготовки кабеля и ленты, два прием­ ных устройства для кабеля, накопитель для ленты и стыкосварочная машина.

Лента с разматывателя с помощью подающих роли­ ков поступает в накопитель. Следящая система обеспе­ чивает сначала заполнение, а затем автоматическое под­ держание полной емкости накопителя. По окончании рулона концы ленты свариваются на стыкосварочной машине. Процесс сварки оболочки кабеля при этом не прекращается, так как во время сварки рулонов из на­ копителя выбирается запас ленты, который после окон­ чания сварки автоматически восполняется. Отдельные длины заготовки кабеля соединяются также на ходу.

Летучие ножницы, расположенные перед приемны­ ми устройствами, разрезают сваренную оболочку в ме­ сте связки заготовки кабеля. Все перезаправочные опе­ рации (сварка рулонов ленты, связка концов кабеля, заправка на приемный барабан) осуществляются без остановок агрегата.

Механизм, формующий ленту в трубную заготовку, у агрегата высокочастотной сварки состоит из приспо­ собления для очистки поверхности полосовой заготовки войлочными протирами, рабочих клетей, вертикальных роликовых проводок, формующего конуса, редукторов, трансмиссионных валов и электродвигателя. Рабочие клети являются основным узлом формующего устройст­

Учитывая их малую толщину, следует обеспечить воз­ можность настройки сжимающих валков как по высоте, так и относительно оси сварки. Конструкция сварочно­ го узла предусматривает сжатие оплавленных кромок в сварочных валках за счет поворота рычагов, на кото­ рых они установлены, под действием пружины. Усилие пружины регулируется гайкой. Радиальное биение вал­ ков, колебания размеров заготовки и т. п. не оказывают существенного влияния на осадку металла в очаге свар­ ки, поскольку сварочное давление поддерживается на заданном уровне пружиной.

Необходимым условием для высокочастотной сварки тонкостенных оболочек, обладающих малой жесткостью поперечного сечения, является высокая точность уста­ новки валков сварочного устройства относительно оси прокатки. Несоосность калибра валков в горизонталь­ ной плоскости с цилиндрической заготовкой может явиться причиной изгиба и закручивания заготовки, что вредно влияет на процесс сварки, так как даже при не­ большом изгибе и закручивании тонкостенной заго­ товки на ее кромках образуются складки и стык кро­

мок уходит под один из валков, нарушая процесс сварки.

Сварочное устройство представляет собой шарнир­ ный четырехзвенник, в котором рычаги могут повора­ чиваться в подшипниках вокруг стоек, параллельно сме­ щая валки в горизонтальной плоскости в любую сторо­ ну. В вертикальной плоскости валки устанавливают от­ носительно друг друга и настраивают по высоте с по­ мощью регулировочных винтов, перемещающих рычаги с валками по стойкам. Валки связаны между собой син­ хронизирующими шестернями.

Металл, выдавливаемый .наружу и внутрь, оболочки при сжатии ее расплавленных кромок, образует наруж­ ный и внутренний грат. Наружный грат снимается с по­ мощью резца, внутренний, имеющий обычно высоту ме­ нее 0,5 мм, остается внутри оболочки.

В том случае, если оболочка должна иметь не глад­ кую, а гофрированную поверхность, вместо гладких ка­

либрующих валков устанавливают валки с зубчатой по* верхностью (см. § 11.9).

Индукционный подвод энергии к кромкам заготовки-, отличается простотой конструкции системы токоподводов, удобством обслуживания, надежностью в работе^ что важно для непрерывного изготовления кабельныхоболочек. При индукционном подводе энергии отпадает необходимость в применении контактов, срок службы, которых н,евелик. Благодаря отсутствию трения между индуктором и свариваемой оболочкой не возникает опасность появления царапин, прожога или деформации-,

оболочки, что особенно важно при сварке тонкостенных оболочек.

Высокочастотная сварка чувствительна к изменению напряжения на зажимах сварочного трансформатора, так как объем нагреваемого металла мал. Изменение напряжения приводит не только к неравномерному на­ греву металла во времени, но и к образованию нека­ чественного сварнрго соединения. Кроме того, измене­ ние толщины, ширины и механических свойств ленты,, биение формовочных и сварочных валков также приво­ дят к нестабильности процесса сварки.

Для улучшения качества и стабильности сварки^ увеличения производительности агрегата и облегчения обслуживания агрегат сцабжен системой автоматичес­ кого регулирования процесса сварки (САР). Для авто­ матического регулирования сварки на некотором рас­ стоянии от очага расплавления помещена головка фотопирометрического датчика. Мощность, подводимая к свариваемой оболочке, изменяется в зависимости от из­ менения суммарного потока излучения путем сравнения сигнала фотопирометрического датчика с эталоном и воздействия их разцости через канал усиления на мощ­ ность, отдаваемую генератором в оболочку. Автомати­ ческое регулирование значительно облегчает труд опе­ ратора» улучшает качество сварного соединения, позво­ ляет получить качественную сварку оболочек малого диаметра, Повысить скорость сварки.

Особенностями процесса высокочастотной сварки стальных оболочек по сравнению с алюминиевыми яв­ ляются необходимость: обеспечения повышенной точно­ сти с*°Да Громок (из-за уменьшения толщины формуе­ мой ленты от 1,0 до 0,4 мм) и в связи с этим изменения констрУк11Ии сварочного узла; изменения номинальной' частоты сварочного тока (1760 вместо 440 кГц); совме­ щения процессов сварки и скоростного гофрирования