Лабораторная работа № 4. Настройка шовных контактных машин на технологический режим

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научиться выбирать по справочным материалам параметры режима шовной сварки; приобрести опыт работы по настройке шовных машинна оптимальный режим; изучить влияние отдельных параметров режима на геометрию сварного шва.

4.1. Общие сведения

4.1.1. Общие положения

Настройка контактных машин заключается в подготовке машины к работе, выборе режима сварки и настройке машины на этот режим, поддержании режима путем сохранения постоянных величин параметров сварки.

Режим сварки обычно устанавливают по таблицам ориентировочных режимов, которые в настоящее время достаточно хорошо разработаны для основных групп металлов, встречающихся на практике. Если необходимо сваривать новый металл, то, зная его основные свойства (электро- и теплопроводность, температуру плавления, жаропрочность) всегда можно найти группу металлов с близкими свойствами, для которой известен ориентировочный режим сварки.

Данные таблиц и номограмм, которые имеются в литературе по контактной сварке, часто значительно отличаются друг от друга. Это объясняется широким диапазоном параметров сварки, при которых можно получить требуемое качество сварного соединения некоторых металлов, а также большим разнообразием условий сварки. Чем лучше сваривается металл, тем шире диапазон параметров сварки.

При освоении производственного процесса в первую очередь необходимо добиться получения требуемого качества продукции, что особенно важно при подборе режима контактной сварки. Вторым критерием правильно установленного режима является устойчивая работа оборудования. Это условие значительно легче соблюдать при средних значениях параметров настройки для данной машины, т.е. по возможности нужно устанавливать среднюю ступень трансформатора, среднее усилие сжатия, среднее время сварки и т.д.

Настройку на рекомендованный режим легко выполнить при условии предварительно проведенной паспортизации машины или применяя приборы для замера отдельных параметров режима сварки.

Режим сварки настраивают на технологических образцах, идентичных свариваемым деталям по марке, состоянию и толщине металла, форме и подготовке поверхности. Ввиду большого разнообразия контактных машин процесс наладки может иметь некоторые особенности для каждого типа машины и тем более для каждого вида сварки.

4.1.2. Наладка шовных машин

Наладка шовной машины аналогична наладке точечных машин. Отличие заключается в проверке работы педали. При шовной сварке используются двух- и трехходовые педали. В первом случае при нажатии на педаль верхний электрод-ролик должен опускаться до соприкосновения с нижним электродом. При отпускании педали включается сварочный ток и начинают вращаться ролики. При повторном нажатии педали выключается сварочный ток, вращение роликов прекращается, после чего верхний электрод поднимается. Во втором случае включение сварочного тока и начало вращения роликов происходит после второго нажатия на педаль, а выключение сварочного тока, остановка вращения роликов и подъем верхнего электрода происходят после третьего нажатия на педаль. В любом случае нарушение последовательности включения и выключения устройств машины не допускается.

Шовную сварку можно рассматривать как точечную с близким расположением точек друг от друга. Величина сварочного тока, длительность сварочного импульса и усилие сжатия электродов также влияют на механическую прочность сварного соединения, как и при точечной сварке. Для надежности и устойчивости работы машины устанавливают среднее усилие сжатия электродов, самую низкую ступень сварочного трансформатора, средний нагрев и длительность импульса сварки в 3 периода (0,06 с). Время перерывов между импульсами первоначально устанавливается максимальное. Скорость сварки берегся 2 м/мин.

На таком режиме сваривается одна точка на образцах и машина быстро выключается. Определяется прочность сварного соединения в разрывной машине или разрушением сварной точки в тисках при помощи зубила и молотка. Если прочность точки недостаточна(нет вырыва основного металла), то режим постепенно увеличивают: повышают ступень трансформатора, увеличивают длительность импульса до 4-6 периодов, поворачивают ручку регулятора «Нагрев» до положения, соответствующего 75% среднего тока на данной ступени. Если при сварке точек заметны признаки большого количества тепла (выплески, прожоги), то следующие точки свариваются на ослабленном режиме: снижается степень нагрева, уменьшается длительность импульса тока и т.д. После получения удовлетворительного по механической прочности соединения в одной точке переходят к сварке сплошного шва.

Для получения сплошного шва точки должны перекрывать одна другую не менее чем на 1/3 своего диаметра. Это условие достигается при определенном соотношении длительности сварочного импульса, длительности перерывов между импульсами и скорости сварки. От длительности импульса зависит диаметр точки, а от длительности перерывов и скорости сварки - расстояние между центрами точек. Практикой установлено, что плотный шов можно получить при соотношении величин длительности импульса и паузы, равном для сталей 1:1, а для алюминиевых сплавов 1:2 при скорости сварки, равной, соответственно, 1¸2 м/мин и 0,5¸1м/мин.

Исходя из этих данных и результатов подбора режима точечной сварки, устанавливают пробный режим шовной сварки. Обычно при переходе от сварки точки к сварке сплошного шва необходимо включить трансформатор на более высокую ступень или повернуть ручку регулятора «Нагрев» в сторону увеличения. Корректировка пробного режима шовной сварки производится до получения соединения требуемой прочности. Кроме прочности проверяется внешний вид сварного шва, его ширина и глубина отпечатка ролика на поверхности детали (вмятины).

Правильно установленный режим сварки гарантирует хорошее качество шва. При нарушении режима сварки могут образоваться такиедефекты, как пережог, непровар, выплески, глубокие вмятины и т.д.

Пережог образуется в результате слишком большой выдержки под током, малого давления, малой скорости сварки и плохого контакта свариваемых деталей. Пережог характеризуется окисленной поверхностью и большим ореолом цветов побежалости вокруг отдельных точек.

Причинами непровара являются малый ток, недостаточное время выдержки под током, малое давление и слишком высокая скорость сварки. При сварке металла с загрязненной поверхностью могут образоваться пережог и непровар. Очень часто при этом наблюдаются выплески металла.

Глубокие вмятины образуются при малой ширине рабочей поверхности роликов и слишком большом давлении. Глубина опечатка ролика не должна превышать 10% толщины свариваемых листов.

4.1.3. Контроль герметичности швов

Неплотность шва связана с большим шагом между точками, нарушением режима (по току, давлению, длительности импульсов, скорости, а также по диаметру и ширине роликов), с плохой сборкой деталей, большой разницей диаметров верхнего и нижнего роликов и т.д.

Герметичность швов может проверяться гелием и фреоном с использованием специальных течеискателей, керосино-меловой пробой и проведением пневматических испытаний.

Для проведения керосино-меловой пробы сваривают «карманы», Это две пластины, обваренные по дуге. После сварки с помощью зубила пластины отгибают и в место разъема наливается несколько граммов керосина. Для выявления дефектных мест внешнюю часть «кармана» предварительно покрывают водным раствором мела или каолина и просушивают. Неплотности шва обнаруживают по появлению жирных ржавых точек на меловом или каолиновом покрытии. Появление отдельных точек указывает на наличие неплотностей (например, местных прожогов), а появление полосок свидетельствует о значительных непроварах.

При пневматических испытаниях в одной из двух свариваемых пластин сверлят отверстие диаметром 5-10 мм и приваривают трубку. Сварка образцов производится по замкнутому кругу. Технологический образец испытывают сжатым воздухом на сетевое давление (4-5 кг/см²). Для этого на приваренный к образцу штуцер надевают дюритовый шланг и образец погружают в водяную ванну. Под давлением сжатого воздуха образец деформируется и принимает форму подшки. Если воздух не выходит через шов, т.е. пузырьки в воде не обнаружены, то качество образца по плотности удовлетворительно.

4.2. Оборудование и материалы

4.2.1.Шовная машина типа МШ1001.

4.2.2. Амперметр сварочного тока типа АСУ-1М.

4.2.3. Заготовки образцов из листовой холоднокатаной низкоуглеродистой стали, низко- и высоколегированных сплавов толщиной 0,5¸1,5 мм ( по указанию преподавателя).

4.2.4. Секундомер.

4.2.5. Раствор мела и керосин.

4.2.6. Кисточка и слесарный инструмент.

4.3. Порядок выполнения работы

4.3.1. По справочным материалам (см. ПРИЛОЖЕНИЕ) подобрать режим для сварки данных листовых заготовок.

4.3.2. Подготовить к работе контактную машину. Проверить работу в режиме холостого хода.

4.3.3. Установить на машине подобранный режим. Произвести сварку.

4.3.4. Оценить геометрические параметры полученного сварного шва.

4.3.5. Внести необходимые поправки в первоначально выбранный режим. Повторить сварку заготовок, определяя при этом сварочный ток, усилие сжатия и скорость сварки.

4.3.6. Сварить девять швов, изменяя при этом в одну и другую сторону один из параметров режима:

- сварочный ток (при помощи переключателя ступеней мощности и фазовой регулировки);

- усилие сжатия (изменяя давление сжатого воздуха редуктором);

- скорость сварки.

4.3.7. Определить качество сварных соединений по внешнему виду и после разрушения образцов.

4.4. Содержание отчета

Цель и задачи работы;

сведения о материале и толщине заготовок, подлежащих сварке, о его свариваемости;

таблица результатов измерений, вычислений и испытаний (табл. 4.1);

эскизы сварных швов, выполненных на разных режимах;

выводы по результатам анализа влияния отдельных параметров режима шовной сварки на геометрию сварного шва.

Таблица 4.1

Результаты измерений, вычислений и испытаний

Характеристика режима	Ступень мощности	«Нагрев»	Время, период	Усилие сжатия, даН	Скорость сварки, м/мин	Сварочный ток, кА	Результаты измерений параметров шва
Импульс	Пауза
Из таблиц ориентировочных режимов Оптимальный (после корректировки) С уменьшением одного из параметров С увеличением одного из параметров