Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Глебов Л.В. Установка и эксплуатация машин контактной сварки

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.75 Mб
Скачать

Основной механической характеристикой является минимальное и максимальное усилие сжатия электродов F3n для точечных, роли­ ковых и рельефных машин и усилие осадки и зажатия для стыковых машин. В соответствии с ГОСТ 297—61 диапазон регулирования F3Jl должен быть не менее 1 : 5. В ряде специальных машин, пред­

 

 

назначенных

для

сварки

большой

КГС /tЭЛ

 

номенклатуры марок металлов с раз­

 

личными свойствами,

этот

диапазон

1 6 0 0

Ц г

то

значительно

шире

и

доходит

до

 

1200

- Ч

1 :10иболее(МТК-6301, МШВ-6301).

1000

 

Трудности получения малых Гэл свя­

8 0 0

 

заны

со

значительной

массой

под­

 

вижных

частей

привода,

которая

6 0 0

 

 

может достигать

250

кг

и

более

т

 

 

(МІПШТ-1000).

Большой

диапазон

200

 

р

регулирования

Рэл

обычно обеспе­

 

0

О- кгс/смг

чивается

применением

многокамер­

Рис. 1-12. Зависимость усилий

ных

приводов

 

усилий.

На рис. 1-12

приведены зависимости

статических

электродов

от давления воздуха

усилий F3Jl от давления воздуха для

для машин МТК-75 и МТПТ-400

 

 

трехкамерного

 

диафрагменного при­

 

 

вода

усилия

 

машин

МТК-75

и

МТПТ-400. Масса подвижных частей привода и сила упругости рези­ новых диафрагм учтены в величине усилия F0 и определяют мини­ мальное значение ,ГЭЛ (при р0 — 0).

Фактическое (динамическое) усилие F3Jl, действующее в про­ цессе сварки, отличается от статического усилия, развиваемого

Рис. 1-13. Осциллограмма Ръл машины МТК-75

приводом, и зависит также от величины / св, теплового расширения и осадки металла в зоне сварки и сил трения. Значения динамичееких усилий в отдельные моменты времени цикла сварки могут быть определены из осциллограмм F3Jl. В качестве примера на рис. 1-13 приведена осциллограмма F3л при работе машины МТК-75.

Под действием F3„ электроды машины смещаются в направлении оси усилия и перпендикулярно к ней. В точечных и роликовых машинах смещение электродов происходит по вертикали и горизон­ тали относительно друг друга. Смещение определяется жесткостью механического контура и из технологических соображений должно

20

быть минимальным. При данной настройке машины (неизменны Рэл, Іс кі ^с.к и жесткость контура) величины упругих деформаций (прогибов) консолей и горизонтального смещения электродов явля­ ются вполне определенными механическими характеристиками ма­ шин. Прогиб консолей и смещение электродов определяются при номинальном F3n (табл. 1-2) и жестко регламентированы ГОСТ 297—61, так как влияют на качество сварных соединений. Вели­ чины прогибов и смещений электродов могут, например,-измениться при установке новых, специальных электродов, электрододержателей и нижней консоли, необходимых для сварки деталей сложной формы.

 

 

 

 

Таблица 1-2

 

Усилие

Прогиб консоли, мм

Относитель­

Тип машины

электро­

 

 

ное

дов,

нижней

верхней

смещение,

 

кгс

мм

МТ-1607

630

0,97

0,35

0,05

МТП-200-7

1260

1

0,21

0,09

МТ-2507

1560

0,67*

0,83

0,51

МТП-150/1200-Ім

1350

0,37 *

1,45

0,45

МТП-200/1200-3

2340

0,16*

1,18

0,46

МТПУ-300

1400

0,74*

0,7

0,42

МТК-6301

2180

0,7

0,4

0,33

МТК-75

2800

1,1

0,5

0,25

МТПТ-600

5500

1,11

0,73

0,25

МШШИ-400

800

2,55

0,75

МШВ-6301

2000

0,8

0,24

0,17

МШШТ-600

2500

1,26

0,32

0,18

МШШТ-1000

3650

1,2

0,73

0,25

* Прогиб при наличии подпорки.

Механическими характеристиками роликовых машин также явля­ ются скорость вращения роликов и диапазон ее регулирования. Для машин, имеющих прерывистое вращение роликов, должен быть известен диапазон возможных шагов. У машин, в приводе роликов которых используется мальтийский крест (МІПІНИ-400) или пневмо­ механическое устройство (МШШТ-600, 1000), шаг регулируется ступенчато. Применяя электромагнитную муфту, можно получить плавное регулирование.

Рассмотренные выше электрические и механические характери­ стики далеко не исчерпывают всех технических данных машин раз­ личных типов, однако являются наиболее важными с точки зрения их наладки и эксплуатации.

1-4. Технологические возможности машин

Технологические возможности машин по маркам и толщине сва­ риваемого металла определяются значениями и диапазоном регули­ рования основных параметров, а иногда и родом сварочного тока

21

!0£-

S' s

'O

с

е:-< В^н

и st

а ®

мм

& S

л ^

металлов,

R °

ö S

 

 

CD

свариваемых

ко

о

Толщина

Ен

Л 05

 

 

<

 

sg

 

и о

 

Е- оо

 

QO

 

и

 

с

 

А

Максимальные раз­ меры рабочего про-

странства, мм

в

в

EH

 

O O N O O

CM

I О

 

1-0 іО іLO LO

 

LO

 

 

f ТТТТТТ

CM CM

^ CM v f t ' ' - ч?

CM

 

 

«С О С О —НСМЮЮСО

 

со oo со со oc oo LO

 

 

о ö о о о о о

 

 

о о

 

со

 

o '

 

СО СМ ОС

м ю LO 00 00

 

Ю Ю LO LO Ю

 

UOL.O

I I 1 II I I ! I I И I I і II I I і !

 

C O LO C O CO LO LO C O LO C O ^ O O C O C O C O LO C O —«С О

 

о о о о о с о с d o о о -о о

 

 

 

о

 

LO LO

LO

ІО

00 CM LO

 

со

 

 

 

 

 

o' o' —« —« —«

 

СМ СМ О ТН СМ СО СМ —^ СО LO с

 

 

 

I II M

II I I и I I I I I

 

« со

 

О sf1О О О

LO^LO LO LO iO_st< со СО СО 00 LO_*

 

о о о" о о о о o ' о " о* о о " о о о ^

 

 

о

 

LO Ч^ ІО

іо іо

 

 

 

 

см см

 

о

см

 

о о о

см o ' o ' см см см см со

 

 

1

I

1

I

 

 

 

 

 

 

 

1

 

со см COCO CO

со со СО СО СО

 

 

1

1

1

1

1

 

 

 

СО LO

 

СО LO

 

о " о о о о

о о о о о "

 

 

о о

 

о cd

СМ

00

 

 

l O

 

L O

L O

 

 

 

 

—н СМ гн <

CM^-^^COLOCMCMCM-^CO^

 

0 0 со

 

 

I I I I I I I I II I I II I

со ю со LO lO LO L.O Ю L O С О 1-0 X L O Ю С О С О L.O L O

 

« H L O

О О О О О О о o' o' о" о"о"о" о" сГo 'о" тн

 

О

0 0

см см Ю

L-0 L

 

 

LO LO LO CM

LO

 

 

LO

© —« —« —Н го -н •

 

CO CO ч? — « — Ч ГН Ч-Н СО СО

 

О

CM

I I I

 

 

I I I I I I и I и I

Ю Ю СМLO Ю Ю

LO LO COLOCOLOLOLOCOLO LO

00 CO

см о о o d d

d o O O O O O Ö O O O o o

CO CO LO

 

LO LO

 

 

 

 

 

 

 

ОCM CM СО со чс

I I I

 

 

I I I I I I I I I

 

LO LOCO LO LO LO L ' Ю LO со ю

ос

 

CM

T --Г

d ö o ^ Г о ö о о о

 

о г. о

о

 

о

 

 

LO

LO

L : ю см

 

CM-^CMCMCOCMCM^v*4jHcMvt<* 1 СМ —- —Н со со

СОСО

 

 

 

 

 

I I II I ’

■ •

CO LO LO С О —H LO LO G O O C LO O C ' - СО LO СО Ю 00 — «

н L O

о o'o' о

о о о о о о

о о о о о”

 

 

 

 

 

 

 

,С9

O O O O L O O O O O O O O O O O O O O O O O

^ М ^ С М - М > С і О 5 О І > О О О С 0 О Ю Ю С С СМ СМ СМ СМ см CM CM CM CM CM 0-1 СМ СО LO LO CM LO О О О LO

ю о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

- Н О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О

СО LO vT1LO LO LO LO LO LO LO CM CM CM LO CM LO LO LO LO Ю CM

 

*

*

 

 

о

о

* *

 

*

о о

 

*

CMCM

* * О

LO #

C— t— H"1—*

О О о

о

 

 

 

п О О О ^ о

-.^2^^£rLOoSocpioocoLO О'Т rf 7 o ^

^ LLс- он00 ,

“ V TV 7G C 3K G C C C K SbSC eSfia

 

В —выпрямленный.

 

И —низкочастотный;

Сварка алюминиевых сплавов (неответственные соединения). При сварке черных металлов необходимо снижение тока.

і и м е ч а н и е . II—переменный ток; К — разрядом конденсаторов;

22

*4

e S' a «s VD c Ьч

 

 

«<!

 

 

“ t-

 

 

0 5

 

 

СЗ<{

 

 

BS

свариваемыхТолщина металлов, мм ---------------------------------- -----------

jj-----------------j j

ao

 

 

о

 

 

с*

 

 

Л Ci

 

 

зя

 

 

fOOO

 

 

И!

 

 

£ ü

-----------------

j

U о

 

-----------------

Й В

 

 

со ^

 

 

Е-, со

 

Род тока

 

Максимальные раз­ меры рабочего пространства, мм ----------------- -----------------

1

 

 

Тип машины

 

to 'M C3 CG іЛ

I

I I

I I II I

 

CO

 

I I

 

іПіл«ОілсОіЛіо

іл

 

ооооо^-^ о

I

I

Mco<f

 

 

l i n n

 

I

 

 

to n UO

 

 

M i n

n

oo

I

O -H -HT^O^PJOO^'

II

M I I

 

 

 

іП ЛСО О іЛіО М іЛ Ю

oooooo oo

CD 00іЛСО іПЛ

О - ^ - ^ С ч З - г ч С О ^ С О С О

! I I I I I I I I I

сосососоілілсосоео

OOOOOOOOO

ЮіЛ

 

Л Л іЛ

 

'^KJCOCO<J,C'3-^-^COCO

 

I

I I I I i

I I I I

 

соіоooin icл cm cc со

 

000000-^-^0 o'

 

- Ч

С-3 tN СО с з

uO с о СО

 

I

I I I

I I

I I I I

 

союллюю-нмсосо

 

тч-г-стоасосі^^сосо

 

I

I I I

I I

M I I

 

СОиОООіЛіПіЛ^-іОЗСОСО

 

oooooo -—о о

 

uO СОіЛ iCJ

ю

 

5 .

«■^'ПЗ-нсоіМѵгк^еооо

s СС

М М

I I

! I М

я ен

ІО Ю СО Ю іП ІО ^ П иС іП

О

OOOOOO -^ОО

О S

Е* :

 

 

 

 

 

 

 

а о

 

 

 

 

ч И

 

TiMPJCOOCO

 

ОПМООіЛЛЛСОО-

 

оооооооооо

оооооооооо

-4< 00 ОО ОС ОЗ СО L.O чО О ОЗ

 

 

= &

 

 

я ä

 

 

S у

 

 

В К

 

 

я а

 

СЧІ-Н * *

сЗ »

^^-<T-.0 SС*-^<D^* о-0 0

к о

ос 5

4 * *

0 0 о о

 

_ Оо о^

o o o °? J - 11®^ ссо^Уй^Е-Н^ш

уууркВ Э Э йп

а а э э э э в Е а з

;йй S S ро "5

(табл.

1-3,

1-4). Габариты и

форма

свариваемых деталей за­

висят

от

размеров рабочего

пространства

машины

(Zc к,

/іс к); а также

от конфигура­

ции нижней консоли.

 

Наибольшее

число

типов

машин предназначено для свар­ ки низкоуглеродистых сталей (типы МТП, МТ, МШП, МТ). Эти машины позволяют выпол­ нять сварку и других метал­ лов: нержавеющих, жаропроч­ ных сталей и сплавов, титано­ вых и медных сплавов; при этом они должны быть уком­ плектованы синхронными пре­ рывателями (ПИТ, ПИШ, ПІУ-123 и т. п.). Указанные ма­ шины могут быть использованы для сварки неответственных соединений из алюминиевых и магниевых сплавов. Хотя ма­ шины имеют запас по / св, сварка нержавеющих, жаропрочных сталей и сплавов большой тол­ щины в большинстве случаев ограничена недостаточной ве­ личиной F3n. Сварка алюми­ ниевых и медных сплавов обычно лимитируется максимальной величиной / м.

Точечная сварка низколе­ гированных закаливающихся сталей и жаропрочных сплавов не может быть выполнена на конденсаторных машинах из-за малой длительности ісв.

Низкочастотные машины предназначены для сварки лег­ ких и медных сплавов. Однако они могут быть применены для сварки металлов с высоким R3 э при условии снижения вели­ чины / св. Снижение обычно производится путем включения дополнительного сопротивле­ ния в первичную цепь транс­ форматора машины.

23

В последнее время в связи с расширением применения в сварных изделиях различных металлов при разработке машин контактной сварки наблюдается тенденция к их большой технологической уни­ версальности. Это в основном относится к машинам постоянного тока типа МТВ и МШВ, которые могут осуществлять сварку практически всех сваривающихся металлов.

Возможность сварки деталей малой толщины зависит от мини­ мального Fэл. Поэтому, например, сварка алюминиевых сплавов толщиной менее 0,8 мм- на машинах МТК-75 и МТПТ-400 может производиться при использовании специальной дополнительной головки усилия, обеспечивающей малые Рэл.

Технологические возможности стыковых машин при сварке

стали приведены

в табл. 1-5.

 

 

Таблица 1-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сечение

 

 

 

 

Способ

свариваемой

 

 

 

Тип машины

низкоугле­

[Привод осадки

Привод зажатия

сварки

родистой

 

 

 

стали,

 

 

 

 

 

 

мм2

 

 

 

МС-0,75-2

Сопро­

1

Пружинный

Ручной

МС-3

тивлением

8

 

 

 

То же

 

»

 

МС-301

»

»

50

Ручной рычажный

»

МС-501

»

»

78

»

»

»

МСР-25

»

»

300

Ручной рычажно­

»

МС-1202

Оплавлением

900

пружинный

 

 

То же

»

МСР-100

 

»

1000

Ручной рычажный

»

МС-1602

 

»

1400

»

»

»

МС-1604

 

»

1500

Пневматический

Пневматический

МСМУ-150

 

»

2000

Электромехани­

»

МСГУ-500

 

 

8000

 

ческий

Пневмогидравли­

 

»

Гидравлический

 

 

 

 

 

 

ческий

ГЛАВА ВТОРАЯ

СВЕДЕНИЯ 0 ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ

2-1. Конструкция сварных соединений и узлов

Для эффективного использования преимуществ сварки необходимо еще на стадии проектирования узлов учитывать особенности процессов контактной сварки таким образом, чтобы конструкция была технологичной. Например, при точечной и роликовой сварке можно соединять детали и узлы сложной формы, применяя специальные фигурные электроды и приспособления; однако изгото­ вление электродов и приспособлений очень трудоемко и связано с большим расходом металла. Поэтому во всех случаях, когда возможно, сварку следует выполнять на прямых электродах с использованием несложных приспособлений.

Точечной и роликовой сваркой соединяют детали, изготовленные из листа, профиля, а также путем механической обработки. Удобный подход электродов

24

к месту сварки имеется в узлах открытого типа (рис. 2-1, а). Достаточно техно­

логичны узлы полуоткрытого типа (рис. 2-1, б), и очень сложны для сварки, особенно при их малых размерах, узлы закрытого типа (рис. 2-1, в). Большое

разнообразие конструкций узлов с герметичными сварными соединениями часто требует выполнения различных приемов роликовой сварки (рис. 2-2).

Для обеспечения высокого качества сварные соединения должны иметь вполне определенные размеры. К размерам точечных и роликовых соединений относятся диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны d, ширина на­ хлестки N , расстояние между точками в ряду (шаг) t и расстояние между рядами в многорядных соединениях (рис. 2-3). Нахлестка N — длина плоской части

сопрягаемых деталей без учета радиусов изгиба. Наряду с однорядными швами применяются двухрядные с піахматным расположением сварных точек и увели-

Рис. 2-1. Соединение деталей при точечной и роликовой сварке: а — с удобным подходом электродов; б — с затруднен­ ным; в — с трудным

ченной нахлесткой N ' (рис. 2-3, б), а также двухрядные роликовые швы с пере­ крытием 30—50% (рис. 2-3, в). Рекомендуемые размеры точечных и роликовых соединений приведены в табл. 2-1. Значения d, N и t устанавливаются исходя

из толщины тонкой детали, входящей в соединение. Уменьшение нахлестки или увеличение d против рекомендованных размеров вызывает внутренний выплеск

металла или разрывы кромки нахлестки, что резко снижает прочность и надеж­ ность сварных соединений. Уменьшение d ведет также к снижению прочности

соединений.

Минимальный шаг точек в табл. 2-1 установлен из условия, что при его дальнейшем уменьшении требуется в целях сохранения d повышать / св для

компенсации шунтирования тока в соседние точки. Шаг точек в конструкциях сварных узлов устанавливают исходя из требуемой прочности соединений.

Роликовую сварку применяют чаще для получения герметичных соединений, а также для повышения производительности сварки отдельными точками (то­ чечно-роликовая сварка). При сварке трех и более деталей нахлестку увеличи­ вают на 20—30%. Желательно, чтобы отношение толщин деталей во всех слу­ чаях было не более 3 : 1 . Шаг точек герметичного роликового шва рекомендуется устанавливать равным половине минимальной ширины литой зоны.

Прочность отдельной сварной точки зависит от толщины свариваемых дета­ лей и диаметра ядра d. Диаметр наружного отпечатка (вмятины) от электрода, принимаемый иногда за размер сварной точки, не связан однозначно с d ядра

и не характеризует прочности соединения. Диаметр наружного отпечатка может

быть равен d или превышать его и очень редко быть меньше d (при рельефной

сварке).

Другими факторами, влияющими на прочность сварной точки, являются механические свойства металла в зоне сварки (металла литого ядра и околошов-

Рис. 2-2. Приемы выполнения роликовой сварки

ной зоны). Средние разрушающие усилия сварных точек на срез при средних значениях d (табл. 2-1) для некоторых металлов толщиной 0,3— 2 мм приведены

на рис. 2-4.

В ряде случаев соединение деталей эффективно выполнять с помощью рель­ ефной сварки (рис. 2-5). Основными достоинствами этого вида сварки являются:

26

 

Минимальная

 

нахлестка

 

при однорядном шве,

 

 

мм

Толщина тонной детали, мм

Нержавеющие, жаропроч­ ные стали и сплавы тита­ на, низкоуглеродистые и низколегированные стали

Алюминиевые, магниевые и медные сплавы

литого ядра точки, мм

литой зоны роликового шва,

 

Диаметр

Ширина

мм

Таблица 2-1

Минимальный шаг при точеч­ ной сварке, мм

Низкоуглеродистые и низ­ колегированные стали

Нержавеющие, жаропроч­ ные стали и сплавы титана

Алюминиевые, магниевые и медные сплавы

0,3

6

8

2 ,5-3,5

2 ,0-3,0

7

5

8

0,5

8

10

3 ,0 -4 ,0

2 ,5-3,5

10

7

11

0,8

10

12

3,5 -4 ,5

3 ,0 -4 ,0

11

9

13

1,0

12

14

4.0—5,0

3 ,5-4,5

12

10

15

1.2

13

16

5 ,0-6,0

4 ,5 -5 ,5

13

И

16

1,5

14

18

6 ,0 -7 ,0

5,5—6,5

14

12

18

2,0

16

20

7,0-8,5

6 ,5-8,0

18

14

22

2,5

18

22

8 ,0 -9 ,5

7 ,5-9,0

20

16

26

3,0

20

26

9,0—10,5

8 ,0-9,5

24

18

30

3,5

23

28

10,5—12,0

9,0-10,5

28

22

35

4,0

26

30

12,0-13,5

10,0-11,5

34

24

40

4,5

30

32

13,5—15,0

44

34

47

5,0

32

36

14,0—16,0

50

44

55

5,5

36

40

15,0—17,0

55

50

60

6,0

40

44

16,0—18,0

60

55

65

6,5

44

46

17,0—19,0

65

60

70

7.0

48

50

18,0-20,0

 

70

65

75

Таблица 2-2

Толщина

Размеры рельефа,

Мини­

 

мм

мальная

детали,

 

 

нахлестка,

мм

 

 

dp

hP

мм

 

0,5

2,1

0,50

5

0 ,6

2,3

0,55

5,5

0,8

2,5

0,65

6

1,0

2,7

0,70

8

1,2

3,2

0,80

10

1,5

4,2

0,90

11

1,8

4,5

1,00

12

2,0

5,0

1,2

13

2,5

5,6

1,4

15

3,0

6.3

1,5

18

Толщина тонкой детали, мм

Минимальная на­ хлестка, мм

1,0

6 ,0

1,2

7,5

1,5

7,5

1,8

8,5

2 ,0

8,5

2,5

9,0

Таблица 2-3

Размеры кольцевого рельефа, ЛІЛі

h

ъ

0,5

2 ,0

0 ,6

2,5

0 ,6

 

0,7

2 ,8

0,7

2 ,8

0,8

3,0

27

Рис/ 2-3. Соединения точечной и роликовой сварки: а — однорядные; б, в — двухрядные;"г — соединения деталей из листа; д — соединение листа с прессо­

ванным (фрезерованным) профилем

0,3 0,5 0,8 1 1,2 1,5 2мм

Рис. 2-4. Средние разрушающие усилия на срез точек металлов толщиной 0,3—2 мм

1 — алюмшшевыйХсплав Д16АТ; 2 — латунь Л 62; з — низкоуглероди­

стая

сталь

08 кп; 4 — нержавеющая

сталь

Х18Н9Т; 5 — титановый

сплав

ОТ4;

6 — жаропрочный сплав

ЭИ437Б;

7 — высокопрочная не­

 

 

ржавеющая сталь ВНС-2

 

повышение производительности за счет получения за один ход машины несколь­ ких точечных соединений (до 15—20) или герметичного соединения достаточной

длины (до 100 мм),

уменьшение на­

 

 

 

 

хлестки и вмятины

от

электродов,

 

 

 

 

а также

увеличение

стойкости элек­

 

 

 

тродов. Рельефы могут

быть выпол­

 

 

 

нены в виде отдельных выступов (то­

 

 

 

 

чек) или сплошного кольцевого вы­

 

 

 

 

ступа (рис. 2-6).

Размеры

рельефов

 

 

 

 

и нахлестка

соединяемых

деталей

 

 

 

 

зависят

от

 

толщины

выступа

 

 

 

 

(табл. 2-2, 2-3).

Рельефные точечные

 

 

 

 

соединения имеют прочность, равную

 

 

 

 

прочности

соединений

точечной

 

 

 

сварки (при одинаковых d).

 

 

 

 

 

 

Основным видом стыковой свар­

 

 

 

 

ки является

сварка

оплавлением.

 

 

 

 

Сварка сопротивлением используется

 

 

 

 

для соединения деталей небольшого

 

 

 

 

компактного

сечения — до

300 мм2

 

 

 

(прутки

и толстостенные трубы ма­

 

 

 

 

лого диаметра). Сваркой оплавлением

Рис.

2-5.

Соединения

при рельефной

успешно

соединяются

детали

как

 

 

сварке

компактного

сечения (круг,

квад­

 

 

 

 

рат), так и детали с развитым сече­

 

трубы,

тонкие и широкие листы)

нием (различные профили,

тонкостенные

(рис. 2-7). При

стыковой

сварке

соединение происходит

по всему сечению

а)

Рис. 2-6. Формы и размеры точечных штампованных (я) и кольцевых

(б) рельефов

Рис. 2-7. Соединения деталей при стыковой сварке

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ