Принципы выбора машин для контактной сварки

Для получения неразъемных соединений деталей и узлов толщиной 0,8…3 мм из различных металлов применяют универсальные машины для точечной сварки. Основные характеристики некоторых сварочных машин по контактной сварке можно увидеть на http://kronde.ru/svarka/.

В соответствии с ГОСТ 297-85 первая и вторая буквы в обозначении марок технологического оборудования обозначают название оборудования (например, «МТ» - машина для точечной сварки), третья буква определяет род сварочного тока, кроме переменного тока («В» - машина постоянного тока, «Н» - низкочастотная, «К» - конденсаторная), четвертая буква - тип сварочной машины («Р» - радиальная); две первые цифры указывают на наибольший вторичный ток машины в режиме короткого замыкания, а две последние — вариант модели или исполнения.

Сварочную машину выбирают путем сопоставления конструкторско- технологических характеристик деталей и технико-экономических условий выполнения сварки с параметрами машины.

 

Конструкционно-технологическая характеристика деталей

От марки материала и толщины деталей зависят основные процессы точечной сварки. По удельному электрическому сопротивлению  определяют величину сварочного тока ; по теплопроводности  - длительность протекания сварочного тока ; по сопротивлению деформации  при температуре  - сварочное усилие - .

Дополнительная характеристика свариваемого металла - среднее электрическое сопротивление зоны сварки  (сопротивление участка «электрод-электрод») при в основном зависит от удельного электрического сопротивления, толщины металла (табл. 1), а также диаметра литого ядра точки . В случае сварки деталей неравной толщины ( выбирается по тонкой детали) значения  значительно больше.

 

Таблица 1

Сплав

, мкОм при толщине металла, мм

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

ОТ4–1

230

200

180

155

140

130

ВНС2

200

180

145

135

125

115

12Х18Н10Т

190

170

140

130

120

110

30ХГСА

185

135

120

105

95

85

08КП

145

130

110

100

90

75

Л62

30

26

21

18

16

13

АМг6

18

16

14

12

10

8

АМц

17

15

13

11

9

7

Примечание: Значения  приведены для =(1,12…1,15), где

,  - номинальный и минимально допустимый диаметры ядра (ГОСТ 15878-79).

 

При выборе машины следует учитывать ферромагнитные характеристики свариваемых деталей и приспособлений, зависящие от магнитных свойств и толщины металла, а также — от формы деталей, находящихся при сварке в магнитном поле вторичного контура машины. При перемещении ферромагнитной массы деталей во вторичном контуре машин переменного тока изменяется величина тока.

Размеры и форма деталей характеризуются в основном расстоянием  от свободного торца деталей до наиболее удаленного места сварки и геометрическими параметрами сечений свободного пространства: наибольшим () и наименьшим () диаметрами и высотой  в полости деталей для подхода электродов и нижней консоли сварочной машины.

Требования к соединениям, влияющие на выбор машины, включают в себя число допустимых дефектов, которое определяется категорией сварного соединения по отраслевой технологической документации и специальными требованиями к точности формы сварного узла. Допустимые дефекты нормируются в зависимости от категории (I, II, III) ответственности сварного соединения по отраслевой технологической документации. В рекомендациях по выбору сварочного оборудования указаны группы машин по ГОСТ 297-95, на которых могут выполняться те или иные категории сварных соединений.

 

Сварочные машины

По току машины разделяют на две группы: прерывистого (переменного) и непрерывного тока. К последним относятся машины постоянного тока, низкочастотные и конденсаторы. В машинах первой группы сварка осуществляется несколькими импульсами тока, характер которого задается фазовым регулированием. Машины второй группы используют один импульс непрерывного тока с относительно небольшими пульсациями амплитуды. Процесс сварки в этом случае отличается высокой стабильностью по отношению к различным возмущениям. В соответствии с ГОСТ 297-95 для сварки ответственных конструкций применяют машины группы А с повышенной стабильностью параметров. Технологические параметры машин определяются характеристиками источника тока (формой тока и возможностью его регулировки) и привода сжатия электродов, а также размерами рабочего пространства.

Машину для сварки конкретных деталей (известны  и ) выбирают по ее нагрузочной характеристике (НХ) (рис. 1). В зависимости от величины полного сопротивления машины ее НХ может быть пологой — жесткой ( мкОм), падающей - полужесткой  мкОм) и крутопадающей - мягкой ( мкОм). При сварке одного и того же металла (известно ) на машинах с разными НХ степень уменьшения тока к.з. () будет разной. Наибольшее снижение тока имеет место на машине с крутопадающей НХ, наименьшее - с пологой НХ. Наклон НХ можно изменять в некоторых пределах: он уменьшается у машин переменного тока при увеличении размеров рабочего пространства (вылет электродов и раствора консолей) и угла включения силовых транзисторов; у машин постоянного тока и низкочастотных - при длительности его нарастания от нуля до установившегося значения; у конденсаторных машин - при уменьшении длительности импульса тока.

 

 

Рис. 1. Нагрузочные характеристики машин:

1 – МТ-2102,  мкОм; 2 – М Т-4019,  мкОм; 3 – МТВ-4002,  мкОм

 

Длительность протекания сварочного тока на машинах переменного и постоянного тока практически неограниченна. У низкочастотных и конденсаторных машин 4 с

В машинах для точечной сварки используются два вида усилия сжатия электродов: постоянное и переменное с последующим приложением повышенного ковочного усилия . Момент приложения  регулируется относительно начала (конца) импульса сварочного тока. Переменное усилие применяют при сварке металлов, склонных к образованию дефектов усадочного характера, — для предупреждения этих дефектов.

Характеристикой привода сжатия электродов машины является его быстродействие и диапазон регулирования . Наименьшее значение  определяет минимальную толщину металла, которую может обеспечить данная машина. Для большинства машин  даН. Быстродействие привода определяется суммарной длительностью переходных процессов: временем от подачи команды до полного установления  и временем снятия усилия. Эти величины зависят от рабочего расстояния между электродами, конструктивных особенностей и объема камер пневмопривода, давления воздуха в них. Общая длительность переходных процессов в среднем составляет 0,2…0,3 с.

Возможность сварки узлов тех или иных форм и размеров зависит от рабочего пространства машины: вылета электродов, раствора консолей, возможности их регулирования, а также сечения нижней консоли по длине вылета. Существенное влияние на возможности сварки оказывает вид траектории движения верхнего электрода: вертикальный (машины прессового типа) и по дуге окружности (машины радиального типа). Последние удобны для сварки конструкций в труднодоступных местах.

В паспорте сварочной машины указывается максимальная электрическая мощность при наибольшем вторичном токе . При  фактическая мощность уменьшается в  раз. Расход охлаждающей воды дается для номинального длительного вторичного тока . Снижение длительного вторичного тока до величины  в связи с уменьшением вторичного тока  до  или замедление темпа сварки () позволяет сократить расход воды примерно в  раз. При уменьшении кратковременной производительности машины, указанной в паспорте, расход воздуха также можно снизить.

Машины постоянного тока и низкочастотные обладают наибольшей технологической универсальностью и рекомендуются при сварке деталей малой и неравной толщины (при толщине тонкой детали менее 0,8 мм); деталей с уменьшенной нахлесткой, из ферромагнитных материалов и легких сплавов; в случае пониженного  (при использовании фигурных электродов); в условиях повышенного износа рабочей поверхности электродов (например, при сварке металлов с покрытиями).

Машины переменного тока не рекомендуется применять для сварки деталей переменной толщины, например клина. Конденсаторные машины в основном используют при сварке алюминиевых сплавов (кроме сплава АМг6), а также мягких сталей и титановых сплавов при толщине деталей 1,2 мм.

Оптимальный выбор оборудования для точечной сварки позволяет повысить качество соединений, производительность процесса и снизить трудоемкость изготовления конструкций.

Карта