Сварка проволоки. Проволоку диаметром d ^ 5 мм обычно соединяют сваркой сопротивлением. Концы про — Вол°ки правят, зачищают и обрезают перпендикулярно или придают им шаровидную, грибовидную или кониче — кук> форму. В связи с малой жесткостью большое вни — анне уделяют центрированию концов проволоки и

выбору оптимальной установочной длины. Смещение проволоки не должно превышать (0,05—0,07) d. На ста­бильность нагрева решающее влияние оказывает состоя­ние поверхности губок и постоянство установочной длины. Сварку осуществляют при большой плотности тока с рас­плавлением торцов. Плотность тока и давление осадки повышаются с уменьшением диаметра проволоки, повыше­нием теплопроводности и снижением удельного сопроти­вления металла (табл. 6.4).

Таблица 6.4

Ориентировочные режимы сварки сопротивлением проволоки на машине МС-3

Металл

d, мм

2/0.

мм

1, А

^св* с

Лк,

кгс

Углеродистая сталь……………………..

0,8

3

300

0,3

2

2,0

о

750

1,0

8

3,0

6

1200

1,3

14

Медь …………………………………………..

2,0

7

1500

0,2

10

Алюминий……………………………………

2,0

5

900

0,3

5

Нихром …. ……..

1,85

6

400

0,7

8

Примечание. Для стали рос = 2.5-Ї-4 кгс/мм2, для меди дос = = 2-=-3 кгс/мм2. Дос = Л, Дос т = (0,2-=-0,3) d.

Проволоку из легированных сталей, предназначенную для волочения, сваривают на жестких режимах с последу­ющим отпуском. При диаметре проволоки более 5 мм це­лесообразно использовать сварку оплавлением, обеспе­чивающую более высокие свойства соединений.

Мощность машин выбирают из зависимости от диа­метра проволоки (при ПВ 50%):

Диаметр проволоки, мм… 0,2—0,5 0,35—I 0,5—1,5 1,0—3,5 Мощность, кВА 0,5 0,75 1,0 3,0

Проволоку малых диаметров, а также из разнородных металлов сваривают конденсаторной стыковой сваркой сопротивлением или оплавлением. Очень жесткие режимы, характерные для конденсаторной сварки, обеспечивают тепловыделение в узкой приконтактной зоне. При этом резко уменьшается влияние теплофизических свойств свариваемого металла на формирование соединения и тор­мозится развитие диффузионных процессов.

Сварка стержней. Стержни сваривают непрерывным оплавлением или оплавлением с подогревом. Используют

бки полукруглой, призматической и плоской (для стерж — ГУЙ с плоскими гранями) формы. Наиболее удобны приз­матические губки, не требующие центровки при каждом м вом диаметре стержня. Концы стержней правят и за — "шдают при помощи дробеструйной обработки, металли­ческими щетками, стальными рифлеными колодками или абразивными кругами. Стержни диаметром до 60 мм можно сваривать непрерывным оплавлением, а стержни больших диаметров — оплавлением с подогреврм. Ориентировоч­ные припуски на сварку при­ведены в табл. 6.5. Стержни диаметром 15—20 мм на ма­шинах с ручным приводом сваривают с подогревом. При сварке стержней среднего и большого диаметра приме­няют двусторонний или крестообразный токоподвод, улучшающий равномерность нагрева по сечению.

Сварка стержней боль­шого диаметра более рацио­нальна по режимам непре­рывного оплавления с про­граммным снижением напря­жения и импульсного оплав­ления.

Сварка полос. Полосы сваривают только непрерыв­ным оплавлением, обеспечивающим равномерный нагрев по Длине стыка. Обычно используют односторонний токопод — ?ІВі*Качество соединений зависит от правильной обр£зки Ч-їонносіи установки дшюс-в-зажимах. При износе кромок губок понижается жесткость концов полос и при осадке роисходит смещение торцов. Надежное закрепление тон — их (менее 1мм) полос обеспечивается при использовании РХНИХ губок со скосом или губок с режущими кромками. * получения одинаковой установочной длины и парал — ьности торцов полосы устанавливают по калибровоч — У ножу, симметрично расположенному между губками. Нин °Лосы сваривают при небольшом конечном расстоя — Теряме-ДУ зажимами Ак, при котором не происходит по — н Устойчивости их при осадке. Однако при чрезмерном

уменьшении Дк резко увеличивается теплоотвод в зажимц и грат впрессовывается в губки. Достаточная жесткость и соосность концов полос толщиной 6 = 2+3 мм обеспе­чивается при Ак = (2,5 +3,0) 6. С увеличением толщины полос допустимая минимальная величина Лк растет. При 6 = 5 мм Лк = 18 — г — 20 мм, а при 6 = 10 мм Дк = 35 мм. Полосы сваривают при непрерывно возрастающей ско­рости оплавления. При сварке полос из углеродистых сталей обычно применяется закон сближения s = kt2 при сварке полос из высоколегированных сталей более целесообразен закон s = kt5/2. Для лучшего прогрева толстых полос их оплавляют с малой нарастающей ско­ростью при невысоких Uxx, в конце оплавления скорость кратковременно увеличивают в 1,5—1,8 раза.

При сварке полос в отличие от сварки компактных се­чений ускоряется охлаждение расплавленного слоя на торцах и облегчается их окисление, поэтому конечная скорость оплавления при сварке полос выше, а скорость осадки не менее 60^80 мм/с. Минимальная величина осадки составляет ((3^8^Г175)~<57 При сварке полос неболь­шой толщины длительность осадки под током должна быть малой и стабильной. Увеличение ее до двух-трех периодов при сварке полос с 6 = 0,3 +0,5 мм сопрово­ждается местным выплавлением и пережогом стыка. Величина осадки полос небольшой толщины ограничи­вается упорами между подвижной и неподвижной пли­тами машины.

В табл. 6.6 приведены режимы сварки оплавлением полос при срезании грата на отдельно стоящем гратосни — мателе. Грат удаляют после сварки в специальных грато-

Таблица 6.6

Режимы сварки полос оплавлением

Сталь

Сечен не, мм2

X

X

о

Сі

к

X

гэ

X

г

І

о

Р.

О

t-‘ О 0°1

X

X

О

о

Я

Я

Н

6

О

<3

12Х18Н9Т

j(700+ 900)X 1,5

15

8—10

8

3,0—4,0

2

і

(700+ 900) X 5

38

10—12

18

2,5—3,5

5

о

А

(700+900)Х 10

45

12—14

20

2,5—3,0

7

Низкоугле-

800X2

21

8—10

10

3,0— 3,5

3

4

родистая

800X5

41

10—12

13

3,0— 3,2

6

6

1000Х 10

66

12—14

23

2.0— 2,2

9

нимателях или непосредственно в сварочной машине. Пля срезания грата используют резцовые и плужковые патосниматели. В резцовом гратоснимателе (рис. 6.4, а) грат срезается вдоль стыка при перемещении резцовых головок 1 относительно неподвижной полосы 2 непосред­ственно в машине или вне ее. В плужковом гратоснима­теле (рис. 6.4,’б) грат срезается при протягивании полосы 2 между неподвижными косыми ножами /. Для удаления

Рис. 6.4. Удаление грата при сварке полос: й — многорезцовыми головками; б — косыми ножами

грата используют также плоские протяжки. Для умень­шения наклепа в стыке, затрудняющего последующую прокатку, целесообразно срезать грат в горячем состоя­нии после сварки.

При сварке закаливающихся сталей стык подвергается отпуску. При термообработке в машине нагрев осуще­ствляют сразу же после сварки, что концентрирует выде — ление теплоты непосредственно в стыке; для предотвра­щения изгиба полос обеспечивают обратный ход подвиж­но зажима.

в СваРка труб. Стыковую сварку труб применяют котлостроении, при изготовлении нефтяного оборудова­ть*1’ П^И СтРоительстве магистральных и промысловых сти опРОВОДов и т. д. В котлостроении трубы в завнсимо — °пла°Т ИХ сечения и металла сваривают непрерывным ТрубВлением или оплавлением с подогревом. При сварке необходимо обеспечить проходное отверстие не ме-

нее 86—90% внутреннего диаметра трубы. В зависимости от жесткости трубы и усилия зажатия применяют губки с цилиндрической или призматической поверхностью.

При сварке непрерывным оплавлением труб из низко — углеродистой и легированной стали зажим перемещают по закону, близкому к параболе: s = kt2 или s = kl3K Процесс начинают при небольшой скорости, а заканчивают при скорости 6—10 мм/с. Перед осадкой часто резко по­вышают скорость оплавления, обеспечивая равномерный расплав на торцах и их хорошую защиту от окисления (табл. 6.7).

Таблица 6.7

Режимы сварки труб на машине ЦСТ — 200

Сталь

*35

2

К

аз

о

ег

ш

О

За

2

о

CSI

ю

й

X

2

2

к

п

о

CL

О

чо

н>

*°!

2

2

о

о

<]

2

2

Н

о

О

20

25X3

60—70

6,5—7,0

11—12

1,37—1,50

3,5

3,0

32X3

60—70

6,5-7,0

11—12

1,22—1,33

2,5—4,0

з. о

32X4

60—70

6,5— 7,0

15

1,25

4,5—5,0

3,5

32X5

60—70

6,5— 7,0

15

1,0

5,0—5,5

4,0

60X3

60—70

6,5—7,0

15

1,15—1,0

4,0—4,5

3,0

12Х18Н12Т

32X4

60—70

6,5—7,0

15

1,07

5,0

4,0

Толстостенные трубы большого диаметра сваривают с подогревом. Для защиты от окисления можно исполь­зовать продукты разложения бензина (по технологий ЦНИИТМАШа). Перед сваркой концы труб на расстоя­нии 100—150 мм от стыка забивают шлаковатой, а на рас­стоянии 40—60 мм от стыка закладывают томпоны из шла­коваты, смоченной бензином. При нагреве бензина без доступа воздуха интенсивно выделяются газы, содержа* щие много водорода и окиси углерода. Ориентировочные режимы сварки труб большого сечения со стенками тол­щиной 12—50 мм из низкоуглеродистой стали на машин мощностью 600 кВА приведены в табл. 6.8.

Магистральные трубопроводы большого диаметра сБ ривают непрерывным оплавлением. Для сварки прим няют установки, оснащенные кольцевым трансфер, аТг0 ром, обеспечивающим равномерный подвод сварочно тока по периметру трубы и резко снижающим сопрот1 ление сварочного контура.

Ориентировочные режимы сварки труб большого сечения из низкоуглеродистой стали

Сечейне трубы, ММ*

2

2

сч

W

X

X

Подогрев

2

2

к

с

о

<3

О.

О

40

=?1

2

2

о

о

2

2

ь

о

о

‘ПОД’ с

О

CJ

2

4 000

240

6.5

60

5,0

15

1,8

9

6

10 000

340

7.4

240

5,5

20

1,2

12

8

16 000

380

8,5

420

6,0

22

0,8

14

10

20 000

420

9,3

540

6,0

23

0,6

15

12

32 000

440

10,4

720

8,0

26

0,5

16

12

Внутренний грат и усиление в прямолинейных трубах удаляют дорнами со смещенными режущими кромками, которые разделяют грат и уменьшают усилие резания (рис. 6.5), или протяжками, состоящими из серии коль­цевых резцов. Иногда грат и усиление удаляют вращаю-

Рис. 6.5. Удаление внутреннего грата при сварке труб:

а — ступенчатый дорн; б — снаряды

дНмся режущим инструментом или на токарных станках. Г? я пробивки стыка при сварке гнутых элементов при — няют специальные снаряды, формы которых позво — Рял^ ИМ ПР0Х°ДИТЬ через изгибы труб. После сварки сна — ско ■>влекаемьш сжатым воздухом, развивает большую ЩаГСть и пробивает отверстие. Иногда в трубу поме — Различные вставки, предохраняющие внутреннюю рхность от грата и облегчающие его удаление.

Образование внутреннего грата можно предотвратить продувкой трубы защитным газом. Газ, выходящид с большой скоростью через зазор между оплавляемыми торцами, увлекает за собой частицы расплавленного металла, не допуская его попадания внутрь трубы. Внут. ренний грат при сварке труб большого диаметра удаляют специальным гратоснимателем. Бойки гратоснимателя шарнирно закреплены на быстровращающейся траверсе и под действием центробежных сил сбивают грат и сгла­живают поверхность высаженного металла в стыке.

Сварка рельсов. Рельсы сваривают на стационарных или передвижных установках мощностью 350—1200 кВА оплавлением с подогревом или непрерывным оплавле­нием. Для сварки оплавлением с подогревом применяют машины МСГР-500, РСКМ-320 (табл. 6.9).

Таблица 6.9

Ориентировочные режимы сварки рельсов оплавлением с подогревом на стационарных машинах

Рельс

35

Я

сч

СО

к

*

Подогрев

Я

Я

к

с

о

о

Ч О

О я о Я

Я

я

о

о

Я

я

о

О

о

3

с

О

к

Я

X

Р-43

90—100

8.4—9

180

5,0

18

1,0

9

5

Р-50

110—120

9—9,5

240

5,5

20

1,0

10

6

Р-65

140—160

9,5—10

300

6,0

20—23

0,8

12

8

Более высокая стабильность качества рельсовых сты­ков обеспечивается при сварке непрерывным оплавле­нием с программным снижением напряжения на стаци°’ нарных машинах К-190, К-155 и передвижных К-255Л и др. После сварки горячий грат обрубают пневматі*’ ческим зубилом, а затем шлифуют по периметру, что повы­шает его усталостную прочность. Для удаления грата применяют также специальные гратосниматели; удале’ ние грата возможно непосредственно в стыковой маши11е при осадке. Качество соединения проверяют изгибом — Стрела прогиба для рельсов с пределом прочности Д 85 кгс/мм2 должна быть не менее 30 мм. Для рельсо с более высоким пределом прочности — не менее 20 М ■ Для улучшения свойств соединений применяют нормал1 зацию или отпуск.

Сварка кольцевых деталей. Особенность сварки коль­ях деталей — шунтирование тока изделием и дефор — Цяция самого кольца при сварке. Оба эти фактора вызы — М ют необходимость использовать при сварке кольцевых Сталей более мощное оборудование, чем при сварке ра­зомкнутых изделий равного сечения. При сварке неболь­ших колец из-за шунтирования тока необходимая мощ­ность возрастает на 15—50%. Иногда для уменьшения тока шунтирования на кольцо надевают разъемный магни — топровод, который увеличивает сопротивление цепи шун­тирования. Иногда для облегчения деформации кольца его подогревают в губках машины при разомкнутых тор­цах. Технология сварки колец включает следующие ос­новные операции: вальцовку заготовок, травление, под­гибку концов, сварку, удаление грата и усиления, правку и контроль (табл. 6.10).

Таблица 6.10

Ориентировочные режимы сварки профильных колец из стали 12ХІ8Н9Т

а

а

вТ

к

X

О

tr

О

и

а

а

о

С1

CQ

М

X

£

Подогрев

а

2

к

с

о

О

а

а

м

а

О

к

с

а

а

о

о

а

а

ь

о

о

о

1

о

h ’ а

875

70

7,5— 8,0

30

5

16—18

3,5

35

8

6

1500

90

8,4—9,0

50

5

24—26

3,5

50

11

8

3215

120

9,0—9,5

70

6

34—36

3,5

75

15

11

Сварка деталей большого сечения. В связи с недостат­ками прерывистого подогрева — малой энергетической эффективностью и недостаточной стабильностью каче — ом соединений при сварке деталей большого сечения е! ь" ИМ — О. Патона разработаны два способа интен — ификации нагрева, позволяющие сваривать детали мето — ,°м непрерывного оплавления: с программным снижением НиеГЖеНИЯ ПРИ оплавлении и импульсным оплавле-

(ПР? еварке с программным снижением напряжения Во ‘ деталей из перлитной стали оплавление про- °бесп С Постоянн°й скоростью подачи 0,2—0,25 мм/с, ечивающей максимальный нагрев торцов. Длитель — Услов пРоцесса и припуски на оплавление выбирают из ия установления квазистационар ного температур-
ного поля. Изделия толщиной более 40 ММ имеют СКОСЫ торцов под углом 5—7° с двух сторон.

Устойчивость процесса оплавления обеспечивается ре. гулятором скорости подачи. Из-за работы регулятора скорости общее время сварки изделий сечением 30-^

40 тыс. кв. мм увеличивается, что связано со значитель­ным уменьшением скорости подачи в начале оплавления. Время оплавления на высоком начальном напряжении составляет 25—35% общего времени сварки. Снижение напряжения начинается через 10—15 с после начала

устойчивого оплавления и в зависимости от плошэд1 сечения продолжается 20—50 с.

В конечной стадии оплавления скорость подачи пов шается до 1,5—2 мм/с и соответственно увеличиваете напряжение. Время повышения скорости равно 6 У ’ время оплавления на повышенной скорости 1,5 ‘

Большее время соответствует большей толщине детаЛ[ ’ Режимы сварки непрерывным оплавлением с програ

ным регулированием напряжения и скорости изделий большого сечения из сталей перлитного класса для машин, имеющих ZK. з = 50+60 мкОм, приведены в табл. 6.11.

Таблица 6.11

Режимы сварки непрерывным оплавіением деталей большого сечения из перлитных сттлей

t’x. x-

В

S к

Тип изделия

началь­

ное

низкое

конечное

2

2

к

с

о

ик, мм/с

2

2

О

о

<1

CJ

а

о

Средняя г требляема мощность кВА

Полосы шириной 200— 600 мм, профильный прокат толщиной, мм:

12—14…………………..

7,0

4,0

4,8

25

1,5

7

80

100

22—28 ………………….

7,0

4,0

5,5

30

1.2

9

140

150

45—50 ………………….

7,0

5,0

5,8

34

0,9

10

170

275

Прокат прямоугольного сечения, мм2:

60X60………………….

7,0

5,0

6,0

30

1.5

9

120

35—40

80 X 80 ……………….

7,0

5,0

6,0

32

1.5

10

140

60—85

100Х 100……………….

7,0

5,5

7,0

35

0,8

13

170

75—80

200X 200 ………………

7,5

5,5

7,0

45

0,8

15

300

280

Рельсы:

Р-38, Р-43 ….

7,0

3,8

4,5

26

0,9

9

100

55

Р-50………………………

7,0

4,0

5,0

30

0,9

10

120

65

Р-65………………………

7,0

4,5

5,8

32

0,9

12

150

70

Р-75…………………… .

7,0

4,8

5,8

36

0,9

12

170

80

При непрерывном оплавлении деталей большого сече­ния с пршраммным регулированием напряжения и ско­рости в 4—5 раз снижается потребляемая мощность и в 1,5—2 раза время сварки.

При сварке изделий большого сечения из алюминие — ВЫх сплавов применяют комбинированный нагрев, при котором вылеты деталей нагреваются сопротивлением Д° температуры 150—200° С, а затем непрерывно оплав­ляются с регулированием скорости подачи. Благодаря Рименению зажимных губок специальной конструкции vPhc. 6.7), в которых изделия на длине (5 + 10) 6 зажи — ают в термоизолированных вкладышах, обеспечивается г Вномерный по всей длине и сечению вылетов нагрев, обь Удельных мощностях в 10—15 раз меньших, чем при •Чнь, х способах подогрева. Торцы деталей предвари — ьн° оплавляют, а затем сжимают с давлением 2—

в. д. Орлов 257

5 кгс/мм2 при напряжении Uxx = 1 — т-3 В. После подо­грева напряжение повышают и возбуждают процесс оплав­ления. Скорость подачи в начале оплавления 0,5— 1,0 мм/с, в процессе оплавления 3—5 мм/с, в конце 10— 25 мм/с. Давление осадки 15—25 кгс/мм2 (табл. 6.12).

Сечение*

мы*

X. В

Я

S

к

с

о

Скорость подачи, мм/с

О

к

с

Дос, мм

CJ

й

о

Потребляемая мощность, кВА

макси­

мальное

мини­

мальное

33

о

с

о

р

р

1 800

5,0

2,0

36

0,8

3,5

24

10

24

42

40

5 600

6,3

3,5

40

0,5

3,2

10

15

32

75

160

15 300

13,6

8,0

75

0,5

3,0

10

20

45

140

320

22 000

15,4

10,0

75

0,5

3,0

10

20

45

170

400

Таблица 6.12

Режимы сварки изделий больших сечений из сплава АМгб

При импульсном оплавлении имеются более широкие возможности для регулирования термического цикла сварки. При импульсном оплавлении по мере увеличения плотности тока тепловыделение становится более объем­ным, и значительная часть теплоты выделяется в прикон — тактной области. В результате можно обеспечить суще­ствование жидкого слоя металла на торцах при мини­мальной ширине зоны термического влияния.

Режимы сварки импульсным оплавлением условно разделяют на жесткие и мягкие. Жесткие режимы ха-

230

320

600

200

200

220

еризуются высокой удельной мощностью, минималь — Р3.., длительностью нагрева и шириной зоны термиче — «°0 влияния и небольшими припусками на оплавление. Пчотность тока на жестких режимах при оплавлении перлитных сталей составляет 5—10 А/мм[4]. Мягкие ре­жимы применяют при сварке изделий с большим попе­речным сечением, они отличаются низкой удельной МОЩ­НОСТЬЮ и широкой зоной нагрева. Плотность тока не превышает 1 А/мм2 (табл. 6.13).

При импульсном оплавлении на жестких режимах потребляемая мощность в 2—3 раза меньше, чем при обычном оплавлении, а припуск в 3—4 раза ниже, чем при сварке с подогревом. При сварке изделий большого сечения потребляемая мощность меньше в 5—8 раз, а дли­тельность сварки — в 1,5—2 раза.