Vastushitsauskoneet ja -laitteet

Painehitsaus

Painehitsaukseen sisältyy erilaisia ​​hitsausmenetelmiä, joissa liitettävät osat puristetaan mekaanisella voimalla, minkä ansiosta saavutetaan liitoksen jatkuvuus ja lujuus.

Useimmissa tapauksissa painehitsaus suoritetaan lämmittämällä hitsattavia osia tavalla tai toisella, ja vain joissakin erikoistapauksissa hitsaus saadaan aikaan ilman kuumennusta (esim. kylmähitsaus, räjähdyshitsaus). Kaikista painehitsausmenetelmistä sähkövastushitsaus on yleisin.

Kosketus- tai vastushitsaukseksi kutsutaan sähköhitsausmenetelmää, jossa kuumeneminen tapahtuu johtuen vallitsevasta lämmön vapautumisesta hitsattavien osien kosketuspisteissä, kun niiden läpi kulkee sähkövirta (kuva 1).

Riisi. 1. Vastushitsauksen päätyypit: a — frontaalinen, 6 — pistehitsaus, b — rulla, I — hitsausvirran suunta.

Hitsauskestävyydelle on ominaista paikallinen lämpövoiman keskittyminen ja siksi korkea lämpötila hitsattavien osien liitoksen alueella, mikä johtuu liitoksen kosketuksen merkittävästä vastusta verrattuna itse osien vastukseen. . Tässä suhteessa vastushitsaus on erittäin taloudellinen ja tarkoituksenmukainen hitsaustyyppi.

Vastushitsausta voidaan tehdä sekä tasa- että vaihtovirralla, mutta käytännössä käytetään lähes yksinomaan vaihtovirtaa, koska hitsaukseen tarvittavat virrat ovat tuhansien ja jopa kymmenien tuhansien ampeerien luokkaa muutaman voltin jännitteillä. helposti muuntajien avulla. tähän tarkoitukseen varatut tasavirtalähteet olisivat liian kalliita, vaikeita valmistaa ja vähemmän luotettavia käytössä.

Puskuhitsaus

Päippihitsauksessa liitettävien osien päät koskettavat, minkä jälkeen osien läpi kulkee merkittävä virta, joka lämmittää liitoksen hitsauksen vaatimaan lämpötilaan. Pitkittäinen puristusvoima saavuttaa sitten suoran yhteyden jatkuvuuden.

Pityhitsausta on kahta tyyppiä: ei-heijastushitsaus (vastushitsaus) ja uudelleenhitsaus.

Vastushitsauksessa osat, joissa on koneistettuja päitä, saatetaan kosketukseen ja puristetaan suurella voimalla, jolloin osien läpi kulkee virta ja liitoksen kosketusvastuksen vuoksi tapahtuu keskittynyttä lämmön vapautumista.

Kun etuvyöhykkeellä on saavutettu hitsaukseen vaadittava lämpötila, suoritetaan puristusvoiman vaikutuksesta liitettävät osat muovihitsauksella.Hitsausjakson lopussa virta katkaistaan ​​ja puristusvoima vapautetaan.

Vastushitsaus suoritetaan yleensä virrantiheydellä 5-10 kA ja ominaisteholla 10-15 kVA per 1 cm2 hitsattujen osien poikkileikkausta. Tämän tyyppistä hitsausta käytetään yleensä poikkileikkaukseltaan pienien osien (noin 300 mm2 asti) liittämiseen.

Uudelleenlämmityksellä varustetussa päittähitsauksessa osien lämmitys suoritetaan kolmessa tai kahdessa peräkkäisessä vaiheessa - esilämmitys, vilkku ja loppusäätö tai vain kahdessa viimeisessä vaiheessa.

Hitsauksen alkuhetkellä hitsattavat osat ovat kosketuksissa 5 - 20 MPa:n puristusvoimaan, jonka jälkeen kytketään virta, joka lämmittää liitokset 600 - 800 °C:een (teräkselle), aivan kuten puskuhitsaus ilman sulamista. Sen jälkeen painevoima pienenee 2 - 5 MPa:iin, minkä seurauksena kosketusresistanssi kasvaa ja vastaavasti hitsausvirta pienenee.

Puristuksen vapautuessa osien päiden todellinen kosketuspinta-ala pienenee, virta ryntää rajoitettuun määrään kosketuspisteitä ja lämmittää ne sulamislämpötilaan, ja lisäkuumentuessa näissä olosuhteissa metalli ylikuumenee höyrystymislämpötila yksittäisissä kohdissa.

Liiallisen paineen vaikutuksesta metallihöyry vedetään pois hitsauskontaktialueelta ja syrjäyttää nestemäiset metallihiukkaset ilmaan kipinäpuhaltimen muodossa, ja osa sulasta metallista virtaa pisaraina. Tuhoutuneiden ulkonemien takana peräkkäiset kosketusulokkeet asettuvat toisiinsa luoden uusia reittejä hitsausvirralle toistamaan asetettua vaikutusta.

Tämä prosessi, jossa osien päitä sulatetaan peräkkäin perusharjanteita pitkin, jatkuu, kunnes hitsattujen osien päät peitetään jatkuvalla puolinestemäisellä metallikalvolla, minkä jälkeen hitsausliitoksen metallinen jatkuvuus syntyy suhteellisen pienellä häiriövoimalla. . Tässä tapauksessa ylimääräinen sulan metallin määrä puristetaan ulos kosketuksesta reiän (reunuksen) muodossa.

Hitsattujen osien ulkonevien päiden lämmitys tapahtuu pääasiassa lämmön johtumisen avulla hitsauskoskettimesta, jossa lämpötilalla on suurin merkitys. Liitäntä- ja tehonsyöttöelektrodin välisten osien kuumeneminen uudelleensulatusprosessin aikana kulkevasta virrasta on hyvin vähäistä.

Tietyllä hitsausprosessin olosuhteiden määräämällä kosketusresistanssilla syötettävän energian määrän säätäminen voidaan tehdä joko muuttamalla hitsausvirtaa tai muuttamalla virran kestoa.

Pikkuhitsauskoneen toiminta on esitetty kuvassa. 2.

Riisi. 2. Päppihitsauskoneen kaavio: 1 — sänky, 2 — ohjaimet, 3 — kiinteä levy, 4 — liikkuva levy, 5 — syöttölaite, 6 — puristuslaite, 7 — rajoittimet, 8 — muuntaja, 9 — joustava virtajohto , Pzazh — tuotteiden kiristysvoima, Ros — tuotteiden häiritsevä voima.

Puskuhitsauskoneet luokitellaan seuraavasti.

1. Hitsausmenetelmällä — vastushitsaukseen ja leimaukseen (jatkuva leimaus tai lämpöleimaus).

2. Ennakkoilmoittautumisella — yleismaailmallinen ja erikoistunut.

3. Voimamekanismin suunnittelun mukaan - jousella, vivulla, ruuvilla (ohjauspyörästä), pneumaattisella, hydraulisella tai sähkömekaanisella käyttövoimalla.

4.Puristimien järjestelyllä - epäkesko-, vipu- ja ruuvipuristimet sekä vipu- ja ruuvipuristimet voidaan suorittaa manuaalisesti tai koneellisesti pneumaattisella, hydraulisella tai sähkömekaanisella käyttövoimalla.

5. Kokoamis- ja asennustavan mukaan — kiinteä ja kannettava.

Pistehitsaus

Pistehitsauksessa liitettävät osat sijoitetaan yleensä kahden elektrodin väliin, jotka on kiinnitetty erityisiin puikkopitimiin. Painemekanismin vaikutuksesta elektrodit puristavat hitsattavat osat tiukasti, minkä jälkeen virta kytketään päälle.

Virran läpikulun ansiosta hitsattavat osat lämpenevät nopeasti hitsauslämpötilaan ja suurin lämmön vapautuminen tapahtuu liitettävillä pinnoilla, joissa lämpötila voi ylittää hitsattavien osien sulamislämpötilan.

Kuvassa Kuvassa 3 on esitetty lämpötilan jakautuminen hitsattujen osien poikkileikkauksella, mikä on ominaista teräksen hitsauksen loppuvaiheelle.

Riisi. 3. Lämpötilakenttä pistehitsauksen viimeisessä vaiheessa

Korkein lämpötila havaitaan hitsauspaikan keskellä varjostetussa osassa - sydämessä. Elektrodilla hitsattavan osan kosketuspinta (yleensä vesijäähdytyksellä) lämmitetään suhteellisen alhaiseen lämpötilaan, mutta nestemäinen tai puolinestemäinen ydin ja viereinen muovinen metallisydän, elektrodien puristusvoima aiheuttaa painaumia hitsaustyökappaleiden pintaan.

Ytimen lämpötila hitsauskohdassa on yleensä hieman korkeampi kuin metallin sulamispiste.Sulan sydämen halkaisija määrittää hitsauskohdan halkaisijan, joka on yleensä yhtä suuri kuin elektrodin kosketuspinnan halkaisija.

Hitsausaika yhdessä paikassa riippuu hitsattujen osien materiaalin paksuudesta ja fysikaalisista ominaisuuksista, hitsauskoneen tehosta ja painevoimasta. Tämä aika vaihtelee sekunnin tuhannesosista (erittäin ohuille värilevyille) useisiin sekunteihin (paksuille teräsosille). Karkean arvion vuoksi yhden teräspisteen hitsausaika voidaan ottaa 1 s per 1 mm hitsauslevyn paksuus. Metallin kuumenemisnopeus hitsauslämpötilaan riippuu merkittävästi lämmön vapautumisen voimakkuudesta.

Pistehitsauskone

Rullahitsaus

Tämän tyyppisessä hitsauksessa jatkuvalla tai epäjatkuvalla saumalla varustettujen osien liittäminen tapahtuu johtamalla hitsattavien osien läpi pyörivien telojen avulla (kuva 4).

Riisi. 4. Rullahitsauksen periaate: 1 — hitsausmuuntaja, 2 — rullaelektrodit, 3 — telakäyttö, 4 — hitsatut osat

Prosessin luonteeltaan telahitsaus on samanlainen kuin pistehitsaus. Rullahitsausta kutsutaan usein saumahitsaukseksi, mikä on tarkalleen ottaen väärin, koska saumahitsauskonsepti voidaan laajentaa lähes kaikkiin hitsaustyyppeihin.

Rullahitsauskoneet on yleensä varustettu kahdella tehonsyöttövirralla, joista toinen on ajettu ja toinen pyörii kitkan vuoksi hitsattavia osia liikutettaessa.

Rullahitsausta käytetään useimmiten ohutseinäisten osien liittämiseen esimerkiksi polttoainesäiliöiden ja tynnyreiden valmistuksessa erilaisten materiaalien kuljetukseen.

Rullahitsausta on kolme.

1. Hitsattujen osien jatkuva liike suhteessa rulliin jatkuvalla virransyötöllä. Tätä menetelmää käytetään hitsattaessa osia, joiden kokonaispaksuus on enintään 1,5 mm, koska suurilla paksuuksilla telojen alta tuleva liitos voi plastisessa tilassa murtua delaminaatiosta johtuen. Lisäksi jatkuvalla virransyötöllä tapahtuu hitsattujen osien merkittävä vääristymä.

2. Hitsattujen osien jatkuva liike suhteessa rulliin jaksottaisella virransyötöllä. Tämä yleisin menetelmä tuottaa saumat, joissa on vähän vääristymiä tuotteissa, jotka kuluttavat vähemmän energiaa.

3. Hitsattujen osien ajoittainen liike suhteessa rulliin, kun virransyöttö on katkennut (askelhitsaus).

Rullahitsaus on erittäin tehokas ohutseinäisten astioiden valmistuksessa, hitsattujen metalliputkien ja useiden muiden tuotteiden valmistuksessa.

Rullakoneiden pääelementit ovat alusta, ylä- ja alavarsi rullaelektrodeilla, puristusmekanismi, rullakäyttö ja hitsausmuuntaja joustavalla virtajohdolla.

Rullakoneiden muuntajat toimivat intensiivisessä tilassa PR = 50 - 60%, mikä vaatii tehostettua käämien jäähdytystä.

Rullahitsauskoneet jaetaan: asennuksen luonteen mukaan - kiinteisiin ja liikkuviin, käyttötarkoituksen mukaan - yleiskäyttöisiin ja erikoistuneisiin, telojen sijainnin mukaan suhteessa koneen etuosaan - poikittaishitsaukseen, pitkittäishitsaukseen ja universaali, jossa on mahdollisuus siirtää rullia. telojen sijoittamiseen suhteessa tuotteeseen — kaksi- ja yksipuoleisella järjestelyllä, telojen pyörimistavan mukaan — yhden rullan käytöllä, vetolaitteella molemmille teloille, yhdellä ylätelalla, joka liikkuu kiinteää kannaketta pitkin, ja yhdellä rullalla ja liikkuvalla alakaralla, puristusmekanismin laitteen mukaan - vipujousi, sähkömoottorilla toimiva, pneumaattinen ja hydraulinen, rullien lukumäärä – yksirullaisessa, kaksirullaisessa ja monirullaisessa.

Yleisimpien telakoneiden teho on yleensä 100 - 200 kVA. Ohuiden osien pistehitsauksen tapaan se voidaan suorittaa kondensaattorin purkausvirran pulsseilla, joita varten valmistetaan erilaisia ​​telakoneita.

Riisi. 5. Resistanssihitsauskone