3. Технология шовной сварки

Шовная контактная сварка – это сварка, при которой соединение элементов выполняется внахлестку в виде непрерывного или прерывистого шва вращающимися дисковыми электродами, к которым подведен ток и приложена сила сжатия.

На рис. 8.7 представлена принципиальная схема шовной сварки.

2

1

3

Рис. 8.7. Схема шовной сварки:

1 – ролики (дисковые электроды), 2 – свариваемые листы, 3 – трансформатор

Применяют три способа шовной сварки: непрерывную, прерывистую с непрерывным вращением роликов и прерывистую с периодическим вращением роликов.

Непрерывную шовную сварку выполняют сплошным швом при постоян­ном давлении роликов на свариваемые листы заготовки и при постоянно включенном сварочном токе в течение всего процесса сварки. При этом способе имеют большое значение тщательная зачистка свариваемых по­верхностей, равномерная толщина листов и однородность химического состава металла. Даже при небольших нарушениях подготовки свариваемых кромок сварной шов получается низкого качества с прожогами и непроварами. По указанным причинам этот метод сварки не получил широкого применения.

Прерывистую сварку с непрерывным вращением роликов также выпол­няют при постоянной силе сжатия, но сварочная цепь периодически за­мыкается и размыкается. При этом способе шов формируется в виде сварных точек, перекрывающих друг друга. Шов получатся более высокого качества.

Прерывистую сварку с периодическим вращением роликов выполняют при постоянной силе сжатия, но сварочная цепь замыкается в момент остановки роликов (шаговая сварка). Такой способ дает более качественный шов, так как обеспечивает хорошее формирование сварочной точки. Однако машины для такого способа отличаются сложностью конструкции и малой производительностью.

Большое применение получила прерывистая шовная сварка с непре­рывным вращением роликов при постоянной силе сжатия в течение процесса сварки. Этим способом сваривают швы различных резервуаров и емкостей, а также конструкций из листового металла. Наиболее часто применяют сварные соединения с отбортовкой и внахлестку. При соединении с отбортовкой листов толщиной до 1 мм ширина отбортовки берется до 12 мм, а при толщине листов до 2 мм – 20 мм. При нахлесточном соединении величину нахлеста берут 10–20 мм.

Низкоуглеродистая и тонкая нержавеющая стали (типа Х18Н9) хорошо свариваются шовной сваркой. Сварку листов из низкоуглеродистой стали при суммарной толщине до 2 мм (1 + 1) производят роликами с шириной контактной поверхности 6 мм. Продолжительность импульсов тока в сварочной цепи составляет 0,04–0,06 с, а перерывов между ними – 0,02–0,04 с. Сварочный ток – 8–16 кА. Скорость сварки достигает ~2 м/мин. При суммарной толщине листов до 4 мм (2 + 2) ширина контактной поверхности роликов составляет 8,5–10 мм, сила сжатия – 6,5–8,4 кН, продолжительность импульсов тока – 0,08–0,12 с, а перерывов – 0,06–0,10 с. Сварочный ток достигает 20 кА, скорость сварки – 1,4–1,6 м/мин. При сварке нержавеющих сталей сварочный ток берется меньше указанных норм на 35–40%. Сварка листов из алюминия и его сплавов выполняется при сварочных токах 22–40 кА. Скорость сварки не превышает 1 м/мин, сила сжатия – 2,5–5,4 кН, продолжительность импульсов сварочного тока составляет только 15–30% времени одного цикла.

Разновидностью шовной сварки является шовно-стыковая сварка труб с продольным сварным швом (рис. 8.8). Из стальной ленты необходимой ширины формующими роликами подготавливают трубную заготовку 3 с верхним расположением стыка 4 кромок заготовки. Заготовка пода­ется стыком под сварочные ролики 2, к которым подводится сварочный ток от трансформатора 1; сила сжатия передается заготовке через нажимные ролики 5. После заварки шва труба поступает на калибрующие валки, где срезается грат сварного шва и правятся размер и форма сечения, затем разрезается на трубы заданной длины.

Рис. 8.8. Шовно-стыковая сварка

Этим способом изготовляют трубы диаметром 14–400 мм при толщине стенок 0,5–12,5 мм. Скорость сварки достигает 10–15 м/мин.