Сварка способом контактного разогрева

Тепловыделение при бездуговой сварке способом контактного разогрева происхо­дит в переходном электрическом сопротивлении контакта, в месте касания заточенного на конус угольного электрода и расплавляе­мой жилы кабеля. При этом нагревается и заточенная на конус
часть электрода, представляющая собой значительное сопротивле­ние по сравнению с другими участками электрической цепи. Таким образом, и сам электрод в некоторой степени является аккумуля­тором тепла, используемого на сварку.

В процессе сварки по способу контактного разогрева расплав­ление многопроволочных жил достигается при перемещении по их торцам угольного электрода. При этом происходит последова­тельное расплавление концов отдельных проволочек благодаря большим плотностям тока, возникающим при касании электродом. Концентрированному тепловыделению в начале сварки способст­вует также малая теплопроводность пленок окиси и воздушных зазоров (благодаря наличию пленок окиси отдельные проволочки жилы в начале сварки изолированы друг от друга в тепловом и электрическом отношении).

Это обстоятельство является важным преимуществом описы­ваемого способа, так как позволяет производить сварку при отно­сительно малой мощности. Так, например, соединение жил сече­нием 150 мм2 путем сплавления в общий монолитный стержень удается выполнить, используя трансформатор мощностью 1,5 кВ. Поэтому способ контактного разогрева при использовании мало­мощного оборудования с наибольшим эффектом применим там, где возможно расплавление многопроволочных жил с тор­цов в вертикальном положении. К таким случаям относятся оконцевание жил наконечниками ЛА, ЛАШ и ЛАШт и соеди­нение жил путем сплавления их концов в общий монолитный стержень.

Обычно трансформаторы мощностью 1,5—1,8 кВ-А, дающие во вторичной обмотке ток 500—600 А при напряжении 8—12 В, позволяют выполнять соединения и оконцевания жил сечением до 240 мм2. Для соединения же однопроволочных проводов малого сечения (до 10 мм2) обычно используются трансформаторы мощ­ностью 0,6—0,7 кВ*А.

В процессе сварки вследствие малого напряжения источника тока дуга не возникает, что также является преимуществом способа, так как исключается пережог проволок, возможный при воздей­ствии на них дуги.

Соединение однопроволочных проводов малых сечений (до 10 мм2) может выполняться различным образом. Наиболее распро­страненный и простой способ сварки угольным электродом пока­зан на рис. 5-38, а. Два три, четыре или пять проводов 1 (в зависи­мости от схемы электропроводки) скручивают вместе. Ток от транс­форматора подводят к электрододержателю и зажиму 3, устанавли­ваемому на скрутке проводов.

При надавливании электродом 2 на торец скрутки происходит расплавление концов проводов и образуется сварное соединение в виде каплевидного наплыва. Сварку выполняют с флюсом ВАМИ, разведенным водой. Немедленно после сварки, пока провода еще не остыли, натирают скрутку куском кабельной массы МБ-40 или

Сварка способом контактного разогрева

Рис. 5-38. Способы бездуговой электросварки однопроволочных алюминие — вых проводов (показаны продольные сечения по месту сварки)

МБ-90 (или битума № 3), которая, расплавляясь, покрывает про­вода и защищает их от возможной коррозии.

При известном навыке удается выполнять сварку и без флюса. При этом после расплавления концов проводов перемещают элек­трод по кольцевой линии по торцу скрутки с целью разрушения пленок окиси и перемешивания капель металла, образовавшихся на отдельных проволочках, для слияния их в общую каплю.

В стационарных условиях, при централизованной заготовке электропроводок на базах монтажных организаций, для сварки применяют приспособления различных конструкций, состоящие из зажимных губок для закрепления скрутки проводов и устройства для перемещения электрода, приводимого в движение рукояткой или педалью.

‘Оригинальным является способ сварки «расщепленным элек­тродом», при котором не требуется подводить ток к скрутке про­водов (рис. 5-38, б). Скрутку проводов вводят в коническое углуб­ление (выточку) расщепленного электрода, состоящего из двух угольных полуцилиндров 4, изолированных слюдяной прокладкой 5. Ток от трансформатора подводят к полуцилиндрам через спе­циальные контактные пластины держателя электрода. При нажа­тии электрода на концы соединяемых проводов, введенных в вы­точку, через них проходит ток, происходит расплавление прово­дов и их сварка. Этот способ удобен тем, что не надо подводить ток к скрутке, и держателем электрода пользуются как паяльни­ком. К недостаткам следует отнести необходимость частой очистки углубления расщепленного электрода от накипи, образованной остатками флюса.

Сварка проводов в скрутке может производиться также путем расплавления их угольными электродами 2 замкнутых двухэлек­тродных паяльных [18] клещей 7 (рис. 5-38, в), подключенных к трансформатору с вторичным напряжением 8—12 В. Для нагре­вания током электроды клещей перед сваркой замыкаются на не­сколько секунд.

Один из лучших, по мнению авторов, способов соединения однопроволочных проводов — сварка в металлических обоймах 6, нагреваемых углями паяльных клещей (рис. 5-38, г).

Обоймы формуют место сварки, предотвращая растекание ме­талла, что обеспечивает возможность получения соединений высо­кого качества при отсутствии специальных навыков у работающих. Это с лихвой окупает несколько меньшую производительность сварки в обоймах по сравнению с другими способами.

Для удобства при надевании и снятии обоймы имеют вид щип­чиков (рис. 5-39); они изготовляются из стали толщиной 0,8— 1 мм. Губки щипчиков изогнуты в виде полуцилиндров, образую­
щих при замыкании цилиндрическую формочку. Размеры обойм приводятсй в табл. 5-11. Вместо специальных обойм при сварке могут использоваться полоски из жести, которые сгибаются, как показано на рис. 5-39, б, в, и охватывают концы соединяемых про­водов.

Сварка способом контактного разогрева

Рис. 5-39. Обойма для сварки однопроволочных проводов: а — специальная обойма; б — обойма из стальной полоски в стадии установки; в — то же, но установленная на провода 1 — обойма; 2 — комут; 3 — полоска из жести; 4 — соединяемые провода

Таблица 5-11

Размеры обойм для сварки однопроволочных проводов, мм

Сечение соединяе­мых про­водов, мм2

Соединение

Ответвление

А

Б

В

А

Б

в

4

65

5

2,5

65

5,5

5,5

6

75

6

3

75

6,5

6,5

10

95

8

4

95

8,5

8,5

Внутреннюю поверхность обойм натирают мелом для предот­вращения прикипання алюминия. Провода разделывают, как по­казано на рис. 5-40. Алюминиевые жилы зачищают до блеска про­волочной щеткой, ножом или наждачной бумагой и концы их складывают вместе на участке 15— 20 мм для введения в обой­му. Обойму устанавливают так, чтобы концы жил вы­ступали из нее на 2 мм, и закрепляют при помо­щи скрепки или придержи­вают плоскогубцами. На торцы проводов нано­сят небольшое количество флюса ВАМИ. Верхнюю часть обоймы зажимают между углями клещей. После расплавления проводов, контролируемого по осадке металла, необходимо немедленно разжать клещи, так как чрезмер­ный перегрев может привести к прогоранию обойм. Продолжи­тельность сварки составляет 8—15 с для проводов сечением соот­ветственно 4—10 мм2, а сила сварочного тока — ориентировочно 120—180 А.

Принцип сварки с помощью одного электрода используется

Рис. 5-40. Подготовка проводов для сварки в обоймах: a — для соединения проводов в соединительных коробках и прово­дов, проложенных открыто; б — для ответвления проводов в коробках; в — для ответвления проводов, проложенных открыто

а) 6) в}

Сварка способом контактного разогрева

£

(і Г*

^WVWiJ———-

Рис. 5-41. Сварка однопроволочных проводов аппаратом ВКЗ

1 — зажимные губки; 2 — угольный электрод; 3 — шток; 4 — провода цепей управления; 5 — провода сварочной цепи; 6 — кнопка «пуск»;

7 — рычаг для раскрывания губок; 8 корпус пистолета

Сварка способом контактного разогрева

дает возможность производить сварку без флюса. Скрутку прово­дов закрепляют в раздвигающихся губках сварочного пистолета аппарата В КЗ (рис. 5-41). При нажатии на кнопку (курок) вклю­чается сварочный ток и освобождается предварительно взведенная

пружина, под действием которой перемещается шток с закреплен­ным на нем угольным электродом. Электрод имеет коническую выточку, в которую входит конец скрутки проводов. По оконча-

в аппарате В КЗ (рис. 5-38, д). Особенность процесса состоит в том,
что при осадке электрод 8 нажимает на конец скрутки проводов после начала плавления металла. Благодаря этому происходит разрушение и выдавливание из зоны сварки пленок окиси, что
нии хода штВка сварочный ток автоматически отключается. Таким образом, скрутка расплавляется на участке, равном величине хода штока. Так как плавление проводов в конце процесса происходит под слоем расплавленного (натекающего) металла, окисления алюминия не происходит, торцы проводов оказываются обнажен­ными от пленок окиси, что обеспечивает получение хорошего каче­ства сварки. Этому способствует также то обстоятельство, что моно­литная часть соединения формуется в выточке электрода под неко­торым давлением, возникающим при перемещении штока. Металл

Сварка способом контактного разогрева

Рис. 5-42. Готовые соединения однопроволочных проводов, выполненные сваркой: а, б — соединение двух и трех про­водов сваркой угольным электродом; в, г — соединение двух и трех проводов сваркой в обоймах

частично выдавливается из выточки и затекает на боковую поверх­ность скрутки.

Аппаратом ВКЗ можно соединять алюминиевые провода общим сечением до 18 мм2.

Аппарат состоит из ящика, в котором смонтированы трансфор­матор мощностью 1,5 кВ • А, 220/12 В и реле, включающее и отклю­чающее сварочный ток. Ток отключается конечным микровыклю­чателем, приводимым в действие штоком сварочного пистолета.

На рис. 5-42 показан внешний вид соединений однопроволоч­ных проводов, выполненных различными способами.

Соединение встык кабелей и проводов сечением 16—240 мм2 производится с предварительным сплавлением многопроволочных жил в монолитные стержни. Необходимость сплавления в монолит вызвана тем, что при воздействии раска­ленного электрода на боковую поверхность многопроволочной жилы нельзя полу» ;4ить во всех случаях соединений необходимого качества (возможно переплавле — ние отдельных проволок). Сплавление концов жил в монолит производится в вер — тикальном или слегка наклонном положении. Режимы сварки выбираются по табл. 5-12.

:> При сварке используются установки типа УСАП-1 или УСАП-2. Эти уста­новки состоят из переносных трансформаторов мощностью соответственно 0,7— 1,8 кВ-А, электрододержателей и охладителей, аналогичных применяемым для термитной сварки (см. рис. 5-5).

Графитовым электродам, поставляемым по ГОСТ 4426—71, придают форму и размеры, показанные на рис. 5-43, а, б. При отсутствии электродов, специально предназначенных для сварки, их можно изготовить из огарков электродов элек­тропечей.

Сварка способом контактного разогрева

Рис. 5-43. Угольные электроды и электрододержатели для. сварки способом контактного разогрева: а — угольный электрод для сварки проводов сечением до 120 мм2; б — то же, но для сварки жил сечением 150—240 мм2; в, г — варианты клещей для закрепления электрода 1 — клещи; 2 — рукоятка; 3 — провод для подключения к сварочной цепи

Жилы сплавляются в монолит в стальных или угольных цилиндрических разъемных формочках. Внутреннюю часть стальных формочек перед сваркой на — тираютмелом. Формочки закрепляютна жилах ободком из жести или проволочным бандажом. На жилу под формочкой подматывают полоску асбестовой бумаги или картона так, чтобы верхняя часть жилы на участке образования монолитного стержня оставалась свободной. Торец жилы должен находиться в одной плоскости с верхней частью формочки или быть несколько утоплен в ней. На оголенный от изоляции участок жилы под формочкой устанавливают охладитель. Вторичную обмотку трансформатора подключают одним концом к электрододержателю, а другим — к охладителю, для чего на последнем должен быть соответствующий винт. Сечение и длина проводов сварочной цепи, указанные в табл. 5-12, имеют существенное значение. При меньших сечениях, чем указано, и большей длине проводов не может быть обеспечен ток, необходимый для сварки.

• Непосредственно перед сваркой на торец жилы и присадочные прутки нано­сят тонкий слой флюса, разведенного водой. Для расплавления конца жилы

Таблица 5-12

Режимы для сплавления концов жил в монолитные стержни

к

S

*

ф

к

S

<1)„

£ 2 О S

Длина участка жил, очищае­мого от изоля­ции, мм

Диаметр приса­дочного прут­ка, мм

Тип угольного электрода

«

а

к

0"<!

Р* — £ * О °

Время сварки,

с

Длина участка жилы, сплав­ляемого в мо­нолитный стер­жень, мм

Примечание

16

60

3

250

15

8

Медные гибкие

25

60

3

300

15

8

провода свароч­

35

60

4

350

20

8

ной цепи должны

50

60

4

Рис. 5-43, а

350

30

10

быть сечением не

70

65

4

400

30

10

менее 70 мм2 и дли­

95

120

65

70

5

5

480

480

35

40

10

12

ной не более 5 м

150

73

5

Рис. 5-43, б

540

40

12

Медные гибкие

185

73

6

540

50

15

провода свароч­ной цепи должны быть сечением не менее 95 мм2 и длиной не более 2,5 м

240

75

6

600

70

15

електрод перемещают круговыми движениями от середины формочки к ее краям. После образования сплошной жидкой ванны круговые движения продолжают до расплавления жилы на необходимую глубину; в этой же фазе сварки в распла­вленный металл под конец электрода погружают присадку из алюминиевого прутка.

Отрывать электрод от сварочной ванны не рекомендуется, так как это может повлечь преждевременное застывание металла (достаточно быстрое повторное расплавление образовавшегося монолитного слоя затруднено, особенно при боль­ших сечениях жил).

После заполнения формочки металлом сварку прекращают* приспособление снимают и место сварки очищают проволочной щеткой от остатков флюса и шлака.

Для сварки встык сплавленных в монолит концов жил кабелям или проводам придают горизонтальное положение. На оголенные от изоляции участки жил устанавливают охладители, закрепленные на соединительной планке. Концы жил заводят в желобчатую формочку из стали толщиной 1,5 мм, которая прижи­мается к жилам с помощью винта, имеющегося на соединительной планке охла­дителей. На участки жил до монолитной части наматывают шнуровой асбест для уплотнения формочки. При отсутствии прижимного винта в приспособлении формочку подвязывают к жилам проволокой, которую пропускают в предусмо­тренные для этой цели вырезы в боковых стенках формочки.

Режимы сварки приводятся в табл. 5-13.

Электроды и присадочные прутки берутся такие же, как для сплавления в мо­нолит жил соответствующего сечения. Б первой фазе сварки концы жил нагре­ваются от контакта с угольным электродом до начала плавления и образования на дне формочки небольшого слоя расплавленного металла. Для этого электрод задерживают поочередно на каждой из жил в течение 5—10 с. Затем заполняют формочку припадочным алюминием из прутка путем гогружения его в сварочную ванну под к6йМ§йектрода и продолжают плавление жил. В заключительной стадии сварки ванну тщательно перемешивают электродом и в нее добавляют еще Некоторое количество присадки для получения сверху сферического наплыва. В случае появления усадочной раковины расплавляют электродом ее края и эа-

Таблица 5-13

Режимы сварки встык способом контактного разогрева

Сече­

ние

жилы,

ммг

Диаметр

приса­

дочного

прутка,

мм

Тип уголь­ного элек­трода

Сва­роч­ный ток, А

Ориенти­ровочное время сварки, с

Примечание

16

3

300

18

См. приме­

25

3

360

20

чание к

35

4

360

25

табл, 5-12

50

4

Рис. 5-43, а

420

35

70

4

550

40

95

5

600

50

120

5

600

60

150

5

650

80

См. приме­

185

7

Рис. 5-43, 6

700

100

чание к

240

7

750

120

табл. 5-12

полняют раковину металлом из присадочного прутка, который расплавляется теплотой, выделяющейся в месте контакта с угольным электродом.

Соединение и ответвление жил путем сплавления их концов в общий МОНОЛИТ ный стержень ничем не отличается от подобной операции для одиночных жил. Концы двух, трех или четырех проводов, подлежащих соединению, складывают вместе, обжимают универсальными плоскогубцами для придания их сечению круглой формы и вводят в цилиндрическую разъемную формочку, которую выби­рают по суммарному или ближайшему большему сечению жил.

Таблица 5-14

Режимы приварки кабельных наконечников ЛА, ЛАШ и ЛАШт способом контактного разогрева

Сече­

ние

жилы,

мм*

Диа­метр при­садоч­ного прут­ка, мм

Тип уголь­ного электрода

Сва­

роч­

ный

ток,

А

Ориенти­ровочная продол — , житель — ность сварки, с

Длваа участка жн мы, очищае­мого от

ЯЗОЛЯЦІШ,:

мм

Примечание

16

3

300

20

45

См. приме­

25

3

300

23

45

чание к

35

4

350

25

50

табл. 5-12

50

4

Рис. 5-43, а

420

35 ]

50

70

4

450

40

50

95

5

500

50

60

120

5

540

60

65 !

150

5

540

65

65

См. приме­

185

7

Рис. 5-43, б

600

75

70

чание к

240

8

600

80

70

табл. 5-12

Оконцевание жил производят наконечниками типов ЛА, ЛАШ и ЛАШт (см. рис. 4-4). Технология сварки ничем принципиально не отличается от техно­логии сплавления жил в монолитные стержни. Режимы сварки выбираются по табл. 5-14.

Перед сваркой конец жилы и верхнюю внутреннюю часть гильзы наконеч­ника зачищают до блеска от пленки окиси. Наконечник 2 надевают на жилу ь таким образом, чтобы конец ее торчал из гильзы на 3 мм (рис. 5-44* а). Торец

6) в) г)

Сварка способом контактного разогрева

Рис. 5-44. Последовательные стадии приварки кабельного наконечника типа ЛА к жиле кабеля по способу контактного разогрева

жилы покрывают тонким слоем флюса. На выступающую вверх часть гильзы наконечника надевают разъемное кольцо из угля 4, скрепленное хомутом из

Сварка способом контактного разогрева

жести, или гильзу обматывают в верхней части асбестом для предотвращения расте­кания алюминия (при известном навыке можно обходиться без кольца и без под­мотки асбестом).

Контактную часть наконечника защи­щают от теплового воздействия экраном из куска асбеста. На оголенный участок жилы под наконечником устанавливают охладитель5. Провода 7от трансформатора I присоединяют кэлектрододержателю и охла­дителю.

Выступающий из наконечника конец жилы сплавляют в монолитный стержень так, как указано на стр. 141. При этом гильза наконечника служит формочкой для образо­вавшейся сварочной ванны (рис. 5-44, б). После расплавления торца жилы распла­вляют верхние кромки гильзы наконеч­ника, перемещая конец электрода 3 по окружности гильзы (рис. 5-44, в). Кромки гильзы плавятся от совместного действия теплоты сварочной ванны и теплоты, выде — Рис. 5-45. Макрошлиф продоль — ляющейся в месте контакта с электродом,

ного разреза по месту приварки Глубина расплавления кромок гильзы

кабельного наконечника типа ЛА должна быть не меньше толщины ее стенок,

к жиле кабеля сечением 185 мм2 Это контролируется электродом при его

способом контактного разогрева перемещении в сварочной ванне. После рас­

плавления кромок гильзы дается в неболь­шом количестве присадка из алюминиевого прутка 9, обмазанного флюсом (рис. 5-44,г), для образования наплыва с целью компенсации усадки при засты­
вании металла. ВД> время сплавления присадочного прутка концом электрода надо продолжать круговые движения в сварочной ванне 8 для поддержания металла в жидком состоянии. По окончании сварки удаляют остатки флюса и шлака, запиливают напильником неровности и зачищают место сварки от коррозии, покрывая его эмалью (см. стр. 48).

Следует отметить, что приварка наконечников ЛА, ЛАШ и ЛАШт является весьма простой и производительной операцией и дает очень хорошее качество сварки. Это иллюстрирует макрошлиф продольного разреза по наконечнику, представленный на рис. 5-45.

Updated: 20.04.2014 — 20:51