Pretestības metināšanas iekārtas un ierīces

Spiediena metināšana

Spiediena metināšana ietver dažādas metināšanas metodes, kurās savienojamās detaļas tiek saspiestas ar mehānisku spēku, kā rezultātā tiek panākta savienojuma nepārtrauktība un izturība.

Vairumā gadījumu spiedmetināšana tiek veikta, tā vai citādi karsējot metināmās detaļas, un tikai atsevišķos īpašos gadījumos metināšanu panāk bez karsēšanas (piemēram, aukstā metināšana, sprādzienbīstamā metināšana). No visām spiediena metināšanas metodēm visizplatītākā ir elektriskās pretestības metināšana.

Kontaktmetināšana jeb pretestības metināšana tiek saukta par elektriskās metināšanas metodi, kurā uzkarsēšana notiek tāpēc, ka metināmo detaļu saskares vietās pārsvarā izdalās siltums, kad caur tām plūst elektriskā strāva (1. att.).

Rīsi. 1. Galvenie pretestības metināšanas veidi: a — frontālais, 6 — punktveida, b — veltnis, I — metināšanas strāvas virziens.

Metināšanas pretestību raksturo lokāla siltuma jaudas koncentrācija un līdz ar to augsta temperatūra metināmo detaļu savienojuma zonā, kas ir saistīta ar ievērojamo savienojuma kontakta pretestību salīdzinājumā ar pašu detaļu pretestību. . Šajā sakarā pretestības metināšana ir ļoti ekonomisks un lietderīgs metināšanas veids.

Pretestības metināšanu var veikt gan ar līdzstrāvu, gan ar maiņstrāvu, taču praksē tiek izmantota gandrīz tikai maiņstrāva, jo metināšanai nepieciešamās strāvas no tūkstošiem un pat desmitiem tūkstošu ampēru pie dažu voltu sprieguma var būt vislielākās. viegli iegūstams ar transformatoru palīdzību. šim nolūkam paredzētie līdzstrāvas avoti būtu pārāk dārgi, grūti izgatavojami un mazāk uzticami darbībā.

Sadurmetināšana

Sadurmetināšanā savienojamo detaļu gali pieskaras, pēc tam caur detaļām iziet ievērojama strāva, uzsildot savienojumu līdz metināšanai nepieciešamajai temperatūrai. Gareniskais spiedes spēks pēc tam panāk tiešu savienojuma nepārtrauktību.

Ir divi sadurmetināšanas veidi: neatstarojošā metināšana (pretestības metināšana) un atkārtotā metināšana.

Pretestības metināšanā detaļas ar mehāniski apstrādātiem galiem saskaras un saspiež ar ievērojamu spēku, tad caur detaļām iet strāva un savienojuma kontakta pretestības dēļ notiek koncentrēta siltuma izdalīšanās.

Pēc metināšanai nepieciešamās temperatūras sasniegšanas frontālajā zonā presēšanas spēka ietekmē tiek veikta savienojamo detaļu plastiskā metināšana.Metināšanas cikla beigās strāva tiek izslēgta un pēc tam tiek atbrīvots spiedes spēks.

Pretestības metināšanu parasti veic ar strāvas blīvumu 5-10 kA un īpatnējo jaudu 10-15 kVA uz 1 cm2 metināto detaļu šķērsgriezuma. Šo metināšanas veidu parasti izmanto, lai savienotu detaļas ar mazu šķērsgriezumu (līdz aptuveni 300 mm2).

Sadurmetināšanā ar atkārtotu uzsildīšanu detaļu sildīšana tiek veikta trīs vai divos secīgos posmos - priekšsildīšana, mirgošana un galīgā sajukšana vai tikai pēdējos divos posmos.

Sākotnējā metināšanas brīdī metināmās detaļas saskaras ar saspiešanas spēku 5 — 20 MPa Pēc tam tiek ieslēgta strāva, kas uzsilda savienojumus līdz 600 — 800 °C (tēraudam), tāpat kā sadurmetināšana bez kausēšanas. Pēc tam spiediena spēks tiek samazināts līdz 2 — 5 MPa, kā rezultātā palielinās kontakta pretestība un attiecīgi samazinās metināšanas strāva.

Atbrīvojoties no kompresijas, detaļu galu faktiskais saskares laukums samazinās, strāva plūst uz ierobežotu skaitu kontaktpunktu un sasilda tos līdz kušanas temperatūrai, un, turpmāk karsējot šādos apstākļos, metāls pārkarst līdz. iztvaikošanas temperatūra atsevišķos punktos.

Pārmērīga spiediena ietekmē metāla tvaiki tiek izvadīti no metināšanas kontakta zonas un izspiež šķidrās metāla daļiņas gaisā dzirksteļu ventilatora veidā, un daļa izkausētā metāla plūst ar pilieniem. Aiz iznīcinātajiem izvirzījumiem secīgi kontaktu izvirzījumi saskaras viens ar otru, radot jaunus ceļus metināšanas strāvai, lai atkārtotu iestatīto efektu.

Šis detaļu galu secīgas sapludināšanas process pa elementārajām izciļņiem turpinās līdz metināto detaļu galus pārklāj ar nepārtrauktu pusšķidra metāla plēvi, pēc kā tiek izveidota metinātā savienojuma metāliska nepārtrauktība ar relatīvi mazu traucējošo spēku. . Šajā gadījumā liekais izkausētā metāla daudzums tiek izspiests no kontakta cauruma (loka) veidā.

Metināto detaļu izvirzīto galu sildīšana tiek veikta galvenokārt ar siltuma vadīšanu no metināšanas kontakta, kur temperatūrai ir vislielākā nozīme. Detaļu sasilšana starp savienojošo un barošanas elektrodu pārkausēšanas procesā plūstošās strāvas dēļ ir ļoti neliela.

Padotās enerģijas daudzumu pie noteiktas kontakta pretestības, ko nosaka metināšanas procesa apstākļi, var veikt, mainot metināšanas strāvu vai mainot strāvas plūsmas ilgumu.

Kā darbojas sadurmetināšanas iekārta, ir parādīts attēlā. 2.

Rīsi. 2. Sadurmetināšanas iekārtas diagramma: 1 — gulta, 2 — vadotnes, 3 — fiksēta plāksne, 4 — kustīga plāksne, 5 — padeves ierīce, 6 — iespīlēšanas ierīce, 7 — ierobežotāji, 8 — transformators, 9 — elastīgs strāvas vadītājs , Pzazh — produktu savilkšanas spēks, Ros — produktu traucējošais spēks.

Sadurmetināšanas iekārtas tiek klasificētas šādi.

1. Ar metināšanas metodi — pretestības metināšanai un zibspuldzei (nepārtraukta zibspuldze vai sildošā zibspuldze).

2. Ar iepriekšēju reģistrāciju — universāla un specializēta.

3. Pēc spēka mehānisma konstrukcijas — ar atsperi, sviru, skrūvi (no stūres), pneimatisko, hidraulisko vai elektromehānisko piedziņu.

4.Pēc skavu izvietojuma - ar ekscentrisku, sviru un skrūvju skavām, un sviru un skrūvju skavas var veikt manuāli vai mehanizēti ar pneimatisko, hidraulisko vai elektromehānisko piedziņu.

5. Pēc montāžas un uzstādīšanas metodes — stacionāra un pārnēsājama.

Punkta metināšana

Punktmetināšanā savienojamās detaļas parasti atrodas starp diviem elektrodiem, kas fiksēti īpašos elektrodu turētājos. Spiediena mehānisma iedarbībā elektrodi cieši piespiež metināmās detaļas, pēc tam tiek ieslēgta strāva.

Pateicoties strāvas pārejai, metināmās detaļas ātri uzsilst līdz metināšanas temperatūrai un vislielākā siltuma izdalīšanās notiek pie savienojamajām virsmām, kur temperatūra var pārsniegt metināmo detaļu kušanas temperatūru.

attēlā. 3 parāda temperatūras sadalījumu pa metināto detaļu šķērsgriezumu, kas raksturīgs tērauda metināšanas beigu posmam.

Rīsi. 3. Temperatūras lauks punktmetināšanas pēdējā posmā

Visaugstākā temperatūra tiek novērota metināšanas vietas centrālajā ēnotajā daļā - serdē.Detaļas, kas tiks metināta ar elektrodu (parasti ar ūdens dzesēšanu), saskares virsma tiek uzkarsēta līdz salīdzinoši zemai temperatūrai, bet klātbūtnē šķidra vai pusšķidra serdeņa un blakus esošā plastmasas metāla serdeņa, elektrodu spiedes spēks rada iespiedumus uz metināmo sagatavju virsmas.

Serdes temperatūra metināšanas punktā parasti ir nedaudz augstāka par metāla kušanas temperatūru.Izkausētā serdeņa diametrs nosaka metinājuma vietas diametru, kas parasti ir vienāds ar elektroda saskares virsmas diametru.

Metināšanas laiks vienā vietā ir atkarīgs no metināto detaļu materiāla biezuma un fizikālajām īpašībām, metināšanas iekārtas jaudas un spiediena spēka. Šis laiks svārstās no sekundes tūkstošdaļām (ļoti plānām krāsu loksnēm) līdz vairākām sekundēm (biezām tērauda daļām). Aptuvenai aplēsei vienas mīksta tērauda vietas metināšanas laiku var uzskatīt par 1 s uz 1 mm metinātās loksnes biezuma. Metāla sildīšanas ātrums līdz metināšanas temperatūrai ir būtiski atkarīgs no siltuma izdalīšanās intensitātes.

Punkta metināšanas iekārta

Ruļļu metināšana

Šāda veida metināšanā detaļu savienošana ar nepārtrauktu vai pārtrauktu šuvi tiek veikta, izejot cauri metināmajām daļām, padodot ar rotējošu rullīšu palīdzību (4. att.).

Rīsi. 4. Rullu metināšanas princips: 1 — metināšanas transformators, 2 — rullīšu elektrodi, 3 — rullīšu piedziņa, 4 — metinātās detaļas

Pēc procesa būtības ruļļmetināšana ir līdzīga punktmetināšanai. Ruļļmetināšanu bieži dēvē par šuvju metināšanu, kas, stingri ņemot, ir nepareizi, jo šuvju metināšanas koncepciju var attiecināt uz gandrīz visiem metināšanas veidiem.

Rullīšu metināšanas iekārtas parasti ir aprīkotas ar divām barošanas strāvām, no kurām viena tiek piedzīta, bet otra rotē berzes dēļ, pārvietojot metināmās detaļas.

Rullmetināšanu visbiežāk izmanto plānsienu detaļu savienošanai, piemēram, degvielas tvertņu un mucu ražošanā dažādu materiālu transportēšanai.

Ir trīs rullīšu metināšanas režīmi.

1. Nepārtraukta metināto detaļu kustība attiecībā pret veltņiem ar nepārtrauktu strāvas padevi. Šo metodi izmanto, metinot detaļas, kuru kopējais biezums nepārsniedz 1,5 mm, jo ​​ar lielu biezumu savienojums, kas iziet no rullīšu apakšas, būdams plastmasas stāvoklī, var saplīst atslāņošanās dēļ. Turklāt ar nepārtrauktu strāvas padevi notiek ievērojami metināto detaļu kropļojumi.

2. Nepārtraukta metināto detaļu kustība attiecībā pret veltņiem ar neregulāru strāvas padevi. Šī visizplatītākā metode ražojumos ar mazāku enerģijas patēriņu rada šuves ar maziem kropļojumiem.

3. Metināto detaļu periodiska kustība attiecībā pret rullīšiem ar pārtrauktu strāvas padevi (pakāpju metināšana).

Rullmetināšana ir ļoti efektīva plānsienu trauku ražošanā, metinātu metāla cauruļu un vairāku citu izstrādājumu ražošanā.

Rullīšu mašīnu galvenie elementi ir gulta, augšējais un apakšējais sviras ar rullīšu elektrodiem, kompresijas mehānisms, rullīšu piedziņa un metināšanas transformators ar elastīgu strāvas vadu.

Rullīšu mašīnu transformatori strādā intensīvā režīmā ar PR = 50 — 60%, kam nepieciešama pastiprināta to tinumu dzesēšana.

Rullīšu metināšanas iekārtas tiek iedalītas: pēc uzstādīšanas veida - stacionārās un mobilās, pēc mērķa - universālās un specializētās, pēc rullīšu novietojuma attiecībā pret iekārtas priekšpusi - šķērsmetināšanai, garenmetināšanai un universāls ar rullīšu pārvietošanas iespēju.rullīšu novietojumam attiecībā pret izstrādājumu — ar divpusēju un vienpusēju izvietojumu, atbilstoši rullīšu griešanās metodei — ar piedziņu vienam rullītim, ar piedziņu abiem rullīšiem, ar vienu augšējo rullīti, kas pārvietojas pa fiksētu kronšteinu, un ar vienu rullīti un pārvietojamu apakšējo serdi, atbilstoši kompresijas mehānisma ierīcei — sviras-atspere, ko darbina elektromotors, pneimatisko un hidraulisko, saskaņā ar rullīšu skaits — vienrullīšos, divrullīšos un daudzrullīšos.

Visbiežāk sastopamo rullīšu iekārtu jauda parasti ir 100 — 200 kVA.Līdzīgi kā tievo detaļu punktmetināšana, to var veikt ar kondensatora izlādes strāvas impulsiem, kam tiek ražotas dažāda veida rullīšu mašīnas.

Rīsi. 5. Pretestības metināšanas iekārta