Atsparinio suvirinimo aparatai ir prietaisai

Suvirinimas slėgiu

Slėginis suvirinimas apima įvairius suvirinimo būdus, kurių metu sujungiamos detalės suspaudžiamos mechanine jėga, dėl kurios pasiekiamas jungties tęstinumas ir stiprumas.

Daugeliu atvejų slėginis suvirinimas atliekamas vienaip ar kitaip kaitinant suvirinamas detales ir tik kai kuriais ypatingais atvejais suvirinimas pasiekiamas nekaitinant (pavyzdžiui, šaltas suvirinimas, sprogstamasis suvirinimas). Iš visų slėginio suvirinimo būdų labiausiai paplitęs elektrinis varžinis suvirinimas.

Kontaktiniu arba varžiniu suvirinimu vadinamas elektrinio suvirinimo būdas, kai įkaista dėl vyraujančio šilumos išsiskyrimo suvirinamų detalių sąlyčio taškuose, jais tekant elektros srovei (1 pav.).

Ryžiai. 1. Pagrindiniai varžinio suvirinimo tipai: a — frontalinis, 6 — taškinis, b — volelis, I — suvirinimo srovės kryptis.

Atsparumas suvirinimui būdingas vietine šilumos galios koncentracija ir dėl to aukšta temperatūra suvirinamų dalių jungties srityje, kurią lemia didelis jungties kontakto atsparumas, palyginti su pačių dalių atsparumu. . Šiuo atžvilgiu atsparus suvirinimas yra labai ekonomiškas ir tikslingas suvirinimo būdas.

Atsparinis suvirinimas gali būti atliekamas tiek nuolatine, tiek kintamąja srove, tačiau praktiškai naudojama beveik išimtinai kintamoji srovė, nes suvirinimui reikalingos tūkstančių ir net dešimčių tūkstančių amperų srovės esant kelių voltų įtampai gali būti didžiausios. lengvai gaunamas transformatorių pagalba. šiam tikslui skirti nuolatinės srovės šaltiniai būtų per brangūs, sunkiai gaminami ir mažiau patikimi.

Sandarinis suvirinimas

Atliekant sandūrinį suvirinimą, jungiamų dalių galai liečiasi, po to per dalis praeina nemaža srovė, įkaitindama jungtį iki suvirinimui reikalingos temperatūros. Tada išilginė gniuždymo jėga pasiekia tiesioginio ryšio tęstinumą.

Yra du sandūrinio suvirinimo tipai: nerefleksinis suvirinimas (priešinis suvirinimas) ir pakartotinis suvirinimas.

Atliekant varžinį suvirinimą detalės su apdirbtais galais susiliečia ir suspaudžiamos didele jėga, tada pro dalis praeina srovė ir dėl sandūros kontaktinės varžos vyksta koncentruotas šilumos išsiskyrimas.

Pasiekus suvirinimui reikalingą temperatūrą priekinėje zonoje, veikiant spaudimo jėgai, atliekamas plastikinis jungiamų dalių suvirinimas.Suvirinimo ciklo pabaigoje srovė išjungiama, o tada gniuždymo jėga atleidžiama.

Atsparinis suvirinimas dažniausiai atliekamas esant 5-10 kA srovės tankiui ir 10-15 kVA specifinei galiai 1 cm2 suvirintų dalių skerspjūvio. Šis suvirinimo būdas dažniausiai naudojamas mažo skerspjūvio (apie 300 mm2) detalėms sujungti.

Atliekant sandūrinį suvirinimą su pakartotiniu šildymu, dalių kaitinimas atliekamas trimis arba dviem iš eilės etapais - išankstiniu pašildymu, mirksėjimu ir galutiniu suvirinimu arba tik paskutiniais dviem etapais.

Pradiniu suvirinimo momentu suvirinamos detalės liečiasi 5 — 20 MPa suspaudimo jėga. Tada įjungiama srovė, kuri įkaitina jungtis iki 600 — 800 °C (plienui), kaip ir sandūrinis suvirinimas be lydymosi. Po to slėgio jėga sumažinama iki 2–5 MPa, dėl to padidėja kontaktinė varža ir atitinkamai sumažėja suvirinimo srovė.

Atleidžiant suspaudimą, tikrasis dalių galų kontaktinis plotas sumažėja, srovė patenka į ribotą skaičių kontaktinių taškų ir įkaitina juos iki lydymosi temperatūros, o toliau kaitinant tokiomis sąlygomis metalas perkaista iki garavimo temperatūra atskiruose taškuose.

Esant per dideliam slėgiui, metalo garai pašalinami iš suvirinimo kontaktinės zonos ir išstumia skystas metalo daleles į orą kibirkščių ventiliatoriaus pavidalu, o dalis išlydyto metalo teka lašais. Už sunaikintų iškyšų nuoseklūs kontaktiniai išsikišimai susilieja vienas su kitu, sukurdami naujus suvirinimo srovės kelius, kad pakartotų nustatytą efektą.

Šis nuoseklaus dalių galų sulydymo išilgai elementarių briaunų procesas tęsiasi tol, kol suvirintų dalių galai yra padengti ištisine pusiau skysto metalo plėvele, po to su palyginti maža ardoma jėga sukuriamas metalinis suvirintos jungties tęstinumas. . Tokiu atveju perteklinis išlydyto metalo kiekis išspaudžiamas iš kontakto skylės (ratlankio) pavidalu.

Suvirintų dalių išsikišusių galų šildymas daugiausia atliekamas šilumos laidumu iš suvirinimo kontakto, kur temperatūra turi didžiausią reikšmę. Dalių tarp jungiamųjų ir maitinimo elektrodų įkaitimas dėl perlydymo proceso metu tekančios srovės yra labai menkas.

Reguliuoti tiekiamos energijos kiekį esant tam tikram kontaktiniam pasipriešinimui, kurį lemia suvirinimo proceso sąlygos, galima keisti arba keičiant suvirinimo srovę, arba keičiant srovės tekėjimo trukmę.

Kaip veikia sandūrinio suvirinimo aparatas, parodyta fig. 2.

Ryžiai. 2. Sandarinio suvirinimo aparato schema: 1 — lova, 2 — kreiptuvai, 3 — fiksuota plokštė, 4 — judama plokštė, 5 — padavimo įtaisas, 6 — suspaudimo įtaisas, 7 — ribotuvai, 8 — transformatorius, 9 — lankstus srovės laidas , Pzazh — gaminių veržimo jėga, Ros — trikdančioji gaminių jėga.

Sandarinio suvirinimo aparatai klasifikuojami taip.

1. Suvirinimo būdu - atspariam suvirinimui ir mirksėjimui (nuolatinis mirksėjimas arba kaitinimo blyksnis).

2. Su išankstine registracija — universalus ir specializuotas.

3. Pagal galios mechanizmo konstrukciją — su spyruokle, svirtimi, varžtu (nuo vairo), pneumatine, hidrauline arba elektromechanine pavara.

4.Pagal apkabų išdėstymą - su ekscentriniais, svirties ir sraigtiniais spaustukais, o svirties ir sraigtinius spaustukus galima atlikti rankiniu būdu arba mechanizuotai su pneumatine, hidrauline ar elektromechanine pavara.

5. Pagal surinkimo ir montavimo būdą — stacionarus ir nešiojamas.

Taškinis suvirinimas

Atliekant taškinį suvirinimą, jungiamos dalys dažniausiai yra tarp dviejų elektrodų, pritvirtintų specialiuose elektrodų laikikliuose. Veikiant slėgio mechanizmui, elektrodai tvirtai spaudžia suvirinamas dalis, po to įjungiama srovė.

Dėl srovės pratekėjimo virinamos detalės greitai įkaista iki suvirinimo temperatūros ir didžiausias šilumos išsiskyrimas vyksta ties jungiamaisiais paviršiais, kur temperatūra gali viršyti suvirinamų detalių lydymosi temperatūrą.

Fig. 3 parodytas temperatūros pasiskirstymas išilgai suvirintų dalių skerspjūvio, būdingas paskutiniam plieno suvirinimo etapui.

Ryžiai. 3. Temperatūros laukas paskutiniame taškinio suvirinimo etape

Aukščiausia temperatūra stebima centrinėje tamsesnėje suvirinimo vietos dalyje – šerdyje Detalės, kuri bus virinama elektrodu (dažniausiai su vandens aušinimu), kontaktinis paviršius įkaitinamas iki palyginti žemos temperatūros, tačiau esant skysta arba pusiau skysta šerdis ir greta esanti plastikinė metalinė šerdis, elektrodų gniuždymo jėga sukelia įdubimus suvirinamų ruošinių paviršiuje.

Šerdies temperatūra suvirinimo taške paprastai yra šiek tiek aukštesnė už metalo lydymosi temperatūrą.Išlydytos šerdies skersmuo lemia suvirinimo taško skersmenį, paprastai lygų elektrodo kontaktinio paviršiaus skersmeniui.

Suvirinimo vienoje vietoje laikas priklauso nuo suvirinamų detalių medžiagos storio ir fizikinių savybių, suvirinimo aparato galios ir slėgio jėgos. Šis laikas svyruoja nuo tūkstantųjų sekundės dalių (labai ploniems spalvotiems lakštams) iki kelių sekundžių (storoms plieno dalims). Apytiksliai apskaičiuoti, vienos švelnaus plieno taško suvirinimo laikas gali būti 1 s 1 mm suvirinto lakšto storiui. Metalo kaitinimo greitis iki suvirinimo temperatūros labai priklauso nuo šilumos išsiskyrimo intensyvumo.

Taškinio suvirinimo aparatas

Ritininis suvirinimas

Šio tipo suvirinimo metu detalių su ištisine arba nepertraukiama siūle sujungimas atliekamas praleidžiant suvirinamas dalis, paduodamas besisukančių ritinėlių pagalba (4 pav.).

Ryžiai. 4. Ritininio suvirinimo principas: 1 — suvirinimo transformatorius, 2 — ritininiai elektrodai, 3 — ritininė pavara, 4 — suvirintos detalės

Proceso pobūdžiu ritininis suvirinimas yra panašus į taškinį suvirinimą. Ritininis suvirinimas dažnai vadinamas siūlių suvirinimu, o tai griežtai kalbant yra neteisinga, nes siūlės suvirinimo koncepcija gali būti išplėsta į beveik visus suvirinimo būdus.

Ritininiai suvirinimo aparatai dažniausiai komplektuojami su dviem maitinimo srovėmis, kurių viena yra varoma, o kita sukasi dėl trinties judant suvirinamoms detalėms.

Ritininis suvirinimas dažniausiai naudojamas plonasienių dalių sujungimui, pavyzdžiui, gaminant kuro bakus ir statines įvairioms medžiagoms transportuoti.

Yra trys ritininio suvirinimo režimai.

1. Nepertraukiamas suvirintų dalių judėjimas ritinėlių atžvilgiu nuolat tiekiant srovę. Šis metodas naudojamas suvirinant dalis, kurių bendras storis ne didesnis kaip 1,5 mm, nes esant dideliam storiui, jungtis, išeinanti iš po ritinėlių, būdama plastinės būklės, gali sulūžti dėl delaminacijos. Be to, nuolat tiekiant srovę, pastebimas suvirintų dalių iškraipymas.

2. Nepertraukiamas suvirintų dalių judėjimas ritinėlių atžvilgiu su nutrūkstančiu srovės tiekimu. Šis labiausiai paplitęs metodas gamina siūles su mažai iškraipytų gaminių, kurių energijos sąnaudos yra mažesnės.

3. Nutrūkstamas suvirintų dalių judėjimas ritinėlių atžvilgiu su nutrūkusiu srovės tiekimu (pakopinis suvirinimas).

Ritininis suvirinimas labai efektyvus gaminant plonasienius indus, gaminant suvirintus metalinius vamzdžius ir daugybę kitų gaminių.

Pagrindiniai ritininių mašinų elementai yra lova, viršutinė ir apatinė svirties su ritininiais elektrodais, suspaudimo mechanizmas, ritininė pavara ir suvirinimo transformatorius su lanksčia srovės laidu.

Ritininių mašinų transformatoriai dirba intensyviu režimu, kai PR = 50–60%, todėl reikia sustiprinti jų apvijų aušinimą.

Ritininiai suvirinimo aparatai skirstomi: pagal įrengimo pobūdį – į stacionarias ir mobilias, pagal paskirtį – į universalius ir specializuotus, pagal ritinėlių vietą mašinos priekio atžvilgiu – skirtos skersiniam suvirinimui, išilginiam suvirinimui ir universalus su galimybe judinti volelius. volelių išdėstymui gaminio atžvilgiu - su dvipusiu ir vienpusiu išdėstymu, pagal ritinėlių sukimosi būdą - su pavara vienam voleliui, su pavara abiem ritinėliams, su vienu viršutiniu voleliu, judančiu išilgai fiksuoto laikiklio, ir su vienu voleliu ir judančiu apatiniu įtvaru, pagal suspaudimo mechanizmo įtaisą - svirties spyruoklę, varomą elektros varikliu, pneumatiniu ir hidrauliniu, pagal ritinėlių skaičius – vieno ritinio, dvigubo ir kelių ritinėlių.

Dažniausiai pasitaikančių ritininių staklių galia paprastai yra 100 — 200 kVA.Panašiai kaip taškinis plonų detalių suvirinimas, gali būti atliekamas kondensatoriaus iškrovos srovės impulsais, kuriems gaminamos įvairių tipų ritininės mašinos.

Ryžiai. 5. Suvirinimo su varža aparatas