Заточване на волфрамови електроди. Машини и инструменти за заточване на електроди за електросъпротивително точково заваряване Sinterleghe

Използва се навсякъде. Използват се за заваряване на алуминий, неръждаема стомана, цветни метали и много други материали. Комбинацията от волфрамов електрод + защитен газ е добър избор за тези, които искат да постигнат високо качество заварени съединения.

Но всеки заварчик ще ви каже, че за приличен резултат не е достатъчно да знаете само технологията на заваряване. Също така е необходимо да запомните малки трикове, които ще опростят и дори ще подобрят резултата от вашата работа. Един от тези трикове е заточването на електрода. В тази статия ще опишем накратко защо е необходимо и как можете сами да заточите волфрамов електрод.

Волфрамът е един от най-огнеупорните метали, използвани за направата на електроди. Точката на топене на волфрама е над 3000 градуса по Целзий. При нормални условия на заваряване тези температури не се използват. Поради това волфрамовите електроди се наричат ​​неконсумативи. Когато се прилагат, те практически не променят размера си.

Но въпреки това волфрамовите електроди все още могат да станат по-къси. По време на процеса на заваряване (например при запалване на дъгата или при образуване на шев) електродът може да се смила върху металната повърхност. В повечето случаи не е толкова зле. Но понякога тъпият електрод причинява липса на топене.

Как да решим този проблем? Много просто: наточете. Заточен волфрамов електрод редовно изпълнява своята функция, образувайки висококачествени издръжливи шевове.

Как да заточите електрод

Заточването на волфрамовия електрод може да се извърши по различни начини. Това може да бъде абразивно колело, химическо заточване, заточване със специална паста или механично заточване. Последното се извършва с помощта на специални устройства. Те могат да бъдат както преносими, така и стационарни.

Преносимите включват ръчна машина за заточване на волфрамови електроди, а стационарните включват машина за заточване на волфрамови електроди. Според нас използването на такива устройства дава най-добър резултат.

Формата на заточване може да бъде сферична или конична. Сферичната форма е по-подходяща за заваряване с постоянен ток, а коничната форма е по-подходяща за заваряване с променлив ток. Някои заварчици отбелязват, че не забелязват голяма разлика при заваряване с електроди с различна форма на заточване. Но опитът ни показа, че има разлики. И ако сте професионален заварчик, разликата ще бъде очевидна.

Оптималната дължина на заострената част може да се изчисли по формулата Ø*2 . Тоест, ако диаметърът на електрода е 3 mm, тогава дължината на заострената част трябва да бъде 6 mm. И така по аналогия с всеки друг диаметър. След заточване леко затъпете края на електрода, като го почукате върху твърда повърхност.

Друг важен параметър е ъгълът на заточване на електрода. Това ще зависи от това какво количество заваръчен ток ще използвате.

Така че, при заваряване при ниска стойност на заваръчния ток, ъгъл от 10-20 градуса ще бъде достатъчен за заточване. Оптималният ъгъл е 20 градуса.

Ъгълът на заточване е 20-40 градуса добър вариантпри заваряване с използване на средни стойности на заваръчния ток.

Ако използвате високи токове, тогава ъгълът на заточване може да бъде от 40 до 120 градуса. Но ние не препоръчваме да заточвате пръта на повече от 90 градуса. В противен случай дъгата ще гори нестабилно и ще ви бъде трудно да оформите шев.

Електродите (ролките) са инструмент, който осъществява директен контакт между машината и заваряваните части. Електродите в процеса на заваряване изпълняват три основни задачи:
- компресирайте детайли;
- подайте заваръчния ток;
- отвеждат топлината, отделена при заваряване в участъка електрод-електрод.
Качеството на получените заварени съединения директно зависи от формата на работната повърхност на електродите в контакт с частите. Износването на работната повърхност, свързаното с това увеличаване на контактната площ между електрода и частта, води до намаляване на плътността на тока и налягането в зоната на заваряване и следователно до промяна в предварително получените параметри на лята зона и качеството на фугите.
Увеличаването на работната повърхност на плосък електрод по време на износването му намалява размера на отлятата зона в по-голяма степен при заваряване на пластичен метал, отколкото при заваряване на метал с висока якост (фиг. 1а). Износването на сферичната работна повърхност на електрода, монтиран отстрани на тънка част, намалява проникването му (фиг. 1b, c).
Основни изисквания към електродите:
- висока електропроводимост на заваряване
- поддържане на формата на работната повърхност в процеса на заваряване на определен брой точки или метри от ролков шев.
При точково и ролково заваряване електродите се нагряват до високи температури в резултат на отделянето на топлина директно в електродите и пренасянето й от заваряваните части.

Ориз. 1. Зависимост на размерите на отлятата зона от промените в работната повърхност на електродите:
a - дебелина 1 + 1 mm: 1 - стомана Kh18N10T; 2 - стомана VNS2
b, c - когато сферичната повърхност на електрода се износва от страната на тънка част

Степента на нагряване на електродите зависи от използвания режим на заваряване и дебелината на заваряваните части. Например, при точково заваряване на устойчива на корозия стомана, с увеличаване на дебелината на частите от 0,8 + 0,8 до 3 + 3 mm, съотношението на отделената топлина в електродите към общата топлина, отделена по време на заваряване, се увеличава от 18 на 40% . Според резултатите от директните измервания температурата на работната повърхност на електродите при заваряване на единични точки на проби с дебелина 1,5–2 mm е: 530 ° C за стомана ZOHGSA, 520 ° C за стомана Kh18N9T, 465 ° C за титан OT4 и 420°C за сплав VZh98. При темп (скорост) на заваряване 45 точки в минута температурата се повишава и възлиза съответно на 660, 640, 610 и 580°C.

Раздел. един
Свойства на металите за електроди и ролки

Клас метал електроди и ролки	специфичен електрическо съпротивление, Ohm mm 2 /m	Максимум електропроводимост, % електрическа проводимост мед	Минимална твърдост според Бринел kgf/mm 2	температура омекотяване, относно C	Заваръчни материали
Кармиев бронз Бр.Кд-1 (МК)	0,0219	85	110	300	месинг, бронз
Chrome Karmium Bronze Br.HKd-0,5-0,3	0,0219	85	110	370	Месинг, бронз, нисколегирани стомани, титан*
Хромиран бронз Бр.Х	0,023	80	120	370	Месинг, бронз, нисколегирани стомани, титан*
Хром циркониев бронз Бр.ХЦр-0,6-0,05	0,023	80	140	500	Нисколегирани стомани, титан
Сплав Mts4	0,025	75	110	380	Устойчиви на корозия, топлоустойчиви стомани и сплави, титан*
бронз Бр.НБТ	0,0385	50	170	510	Устойчиви на корозия, топлоустойчиви стомани и сплави, титан

* За метал с дебелина 0,6 mm или по-малко

За електроди и ролки се използват специални медни сплави, които имат висока топлоустойчивост и електропроводимост (Таблица 1). Най-добрият метал за електроди и ролки, използвани при заваряване на устойчиви на корозия, топлоустойчиви стомани и сплави и титан, е Br.NBT бронз, който се произвежда под формата на термично обработени валцувани плочи и лети цилиндрични заготовки. Особено целесъобразно е да се правят къдрави електроди от Br.NBT бронз, т.к за да се осигури необходимата твърдост, не се изисква работно втвърдяване, което е необходимо за кадмиева мед, сплав Mts5B и бронз Br.Kh.
Не се препоръчва използването на електроди и ролки от бронз Br.NBT за заваряване на нисколегирани стомани, особено без външно охлаждане, поради възможното залепване на мед към повърхността на детайлите в точката на контакт с електродите.
Най-универсалната сплав е Mts5B, тя може да се използва за електроди и ролки при заваряване на всички разглеждани метали. Въпреки това, сплавта Mts5B е малко трудна за производство и термомеханична обработка и следователно не се използва широко. В допълнение, неговата устойчивост при заваряване на устойчиви на корозия и топлоустойчиви стомани и сплави е много по-ниска от тази на Br.NBT бронз. При точково заваряване на устойчиви на корозия стомани с дебелина 1,5 + 1,5 mm съпротивлението на електродите от сплав Br.NBT е средно 7-8 хил. точки, от бронз Br.X - 2-3 хил. точки, а при ролково заваряване - съответно 350 и 90 м пласт.
Най-голямото приложение за точково заваряванеполучени електроди с плоска и сферична повърхност и ролки с цилиндрична и сферична работна повърхност. Размерите на работната повърхност на електродите се избират в зависимост от дебелината на заваряваните части; за повечето метали формата на повърхността може да бъде плоска (цилиндрична за ролките) или сферична (Таблица 2).

Раздел. 2
Размери на електродите и ролките

Дебелина тънък лист, мм	електроди			Ролки
	д	делектронна поща	Релектронна поща	С	f	Релектронна поща
0.3	12	3.0	15-25	6.0	3.0	15-25
0.5	12	4.0	25-50	6.0	4.0	25-30
0.8	12	5.0	50-75	10.0	5.0	50-75
1.0	12	5.0	75-100	10.0	5.0	75-100
1.2	16	6.0	75-100	12.0	6.0	75-100
1.5	16	7.0	100-150	12.0	7.0	100-150
2.0	20	8.0	100-150	15.0	8.0	100-150
2.5	20	9.0	150-200	18.0	10.0	150-200
3.0	25	10.0	150-200	20.0	10.0	150-200

Забележка: Размери ди Сминимално препоръчително

Електродите със сферична работна повърхност отвеждат топлината по-добре, имат по-голяма устойчивост и са по-малко чувствителни към изкривявания на осите на електродите, когато са монтирани, отколкото електродите с плоска работна повърхност, поради което се използват при заваряване на висящи машини (клещи).
При заваряване с електроди със сферична работна повърхност промяната ЕСв.засяга размерите на отлятата зона в по-голяма степен, отколкото при използване на електроди с плоска повърхност, особено при заваряване на пластични метали. Въпреки това, когато намалява азСв.и TСв.от зададената стойност д и НО намаляват по-малко при заваряване с електроди със сферична повърхност, отколкото при заваряване с електроди с плоска повърхност.
При използване на сферични електроди контактната площ на електрода и детайла в началото на заваряването е много по-малка, отколкото в края. Това води до факта, че при машини с плоска товарна характеристика (машини с голям Зм, клещи с кабел) плътността на тока в контакта електрод-част може да бъде много висока, когато е включена, което помага да се намали съпротивлението на електродите. Поради това е препоръчително да използвате постепенно увеличаване азСв., което осигурява почти постоянна плътност на тока в контакта.
При точково и ролково заваряване на медни и титанови сплави е за предпочитане да се използват електроди и ролки със сферична работна повърхност. В някои случаи използването само на сферична повърхност осигурява необходимото качество на фугите, например при заваряване на части с различна дебелина.
В повечето случаи електродите се свързват към държачите на електродите с помощта на конусовидно гнездо. Съгласно GOST 14111-90 за прави електроди, конусът на кацащата част се приема 1:10 за електроди с диаметър д≤25mm и 1:5 за електроди д>25 мм. В зависимост от диаметъра на електрода, практически допустимата сила на натиск Е el=(4-5)D2 kgf.
В практиката се използват различни електроди и електрододържачи за заваряване на различни детайли и възли. За да получите точкови връзки със стабилно качество, е по-добре да използвате фигурни държачи за електроди, отколкото фигурни електроди. Къдравите държачи за електроди имат по-дълъг експлоатационен живот и също имат По-добри условияза охлаждане на електродите, което увеличава устойчивостта им.

Ориз. 2. Електроди с различни конструкции

На фиг. 2 показва някои електроди със специално предназначение. Заваряването на Т-образен профил с лист се извършва с помощта на долен електрод с прорез под вертикалната стена на профила (фиг. 2а, I). При заваряване на части с различна дебелина, когато дълбока вдлъбнатина на повърхността на тънък детайл е неприемлива, електрод 1 може да се използва със стоманен пръстен 2 на работната повърхност, който стабилизира контактната зона на електрод-част (фиг. 2а, II ). Наличието на медно фолио 3 между електрода и детайла елиминира палежа в контактния пръстен - детайла. За запечатване на тънкостенни тръби 3 от устойчива на корозия стомана чрез точково заваряване се използва електрод 1 с удължена работна повърхност (фиг. 2 а, III). Стоманена дюза 2 концентрира тока и позволява тръбите да бъдат смачкани без опасност от увреждане на работната повърхност. На работната повърхност на електродите 1 могат да се закрепят стоманени тръби 2, които стабилизират контакта между електрода и детайла и намаляват износването на електродите (фиг. 2а, IV, V).
При точково заваряване осите на електродите трябва да са перпендикулярни на повърхностите на заваряваните части. Следователно части с наклони (плавно променяща се дебелина) трябва да се заваряват с помощта на самонастройващ се въртящ се електрод със сферична опора (фиг. 2b).
За точково заваряване на части с голямо съотношение на дебелини понякога се монтира електрод отстрани на тънка част (фиг. 2c, I), чиято работна част е изработена от метал с ниска топлопроводимост (волфрам, молибден, и т.н.). Такъв електрод се състои от медно тяло 1 и вложка 2, запоена в тялото. Работната част на електрода 3 понякога се прави сменяема и се фиксира върху тялото на електрода 1 със съединителна гайка 2 (фиг. 2с, II). Електродът осигурява бърза подмяна на работната част, когато е износена или, ако е необходимо, пренареждане на вложката с различна форма на работната повърхност.
За ролково заваряване се използват композитни ролки, в които основата 1 е направена от медна сплав, а работната част 2, запоена към нея, е изработена от волфрам или молибден (фиг. 2в, III). По време на ролково заваряване на дълги шевове върху части с малка дебелина (0,2-0,5 mm), работната повърхност на ролките се износва бързо и следователно качеството на заваряването се влошава. В такива случаи ролките имат жлеб, в който е поставена тел от студено изтеглена мед (фиг. 3), която се пренавива, когато ролките се въртят от една намотка в друга. Този метод осигурява стабилна форма на работната повърхност и многократно използване на теления електрод при ролково заваряване на тънки или покрити детайли.

За да се избегне честата смяна на електродите, многоелектродните глави могат да се използват за заваряване на части с различна дебелина на една и съща машина. В главата са монтирани електроди с работна повърхност с различни форми. При точково заваряване на части с различна дебелина е важно да се осигури стабилна работна повърхност на електрода от страната на тънката част. За тази цел се използва многоелектродна глава 1; ролка 2 е монтирана от страната на дебелата част (фиг. 4). Когато работната повърхност на електрода е износена, тя се заменя с нова чрез завъртане на главата. Мултиелектродните глави също позволяват, без да се отстраняват електродите от заваръчната машина, автоматично да се почисти електродът, който не този моментзаваряване.
Понякога електродите подават ток към частите за заваряване, но не са свързани директно към заваръчната машина. Например, необходимо е да се заваряват тънкостенни тръби с малък диаметър (10-40 mm) с надлъжен ролков шев. За тази цел между ролките на машината за напречно заваряване се поставя тръбна заготовка 1 с меден дорник 2 (фиг. 5а). По този начин могат да бъдат заварени шевове с достатъчна дължина. За заваряване на кутийни части 1 се използва шаблонен електрод 2, фиксиран върху ос 3, за да го завърти след заваряване на първия шев (фиг. 5b).

Ориз. 5. Дорни електроди, използвани на ролкови машини
напречно заваряване:
а - заваряване на тънкостенна тръба;
б - заваряване на корпуса;
1- детайли; 2 - електроди; 3 - ос.

Съпротивлението на електродите и ролките зависи от условията на тяхното охлаждане. Електродите за точково заваряване трябва да имат вътрешно водно охлаждане. За да направите това, електродите отстрани на частта за кацане имат отвор, в който е вкарана тръба, фиксирана в държача на електрода. Водата влиза през тръбата, измива дъното и стените на отвора и преминава през пространството между вътрешните стени на електрода и тръбата в държача на електрода. Краят на тръбата трябва да има скосяване под ъгъл 45°, чийто ръб трябва да е на 2-4 mm от дъното на електрода. С увеличаване на това разстояние се образуват въздушни мехурчета и охлаждането на работната повърхност на електрода се влошава.
Съпротивлението на електродите се влияе от разстоянието от работната повърхност до дъното на охлаждащия канал. С намаляването на това разстояние съпротивлението на електродите се увеличава (броят на точките преди повторно шлайфане), но броят на възможните му повторни точки до пълно износване намалява и по този начин се намалява експлоатационният му живот. Анализирайки влиянието на тези два фактора върху цената на електродния метал и следователно върху цената на електродите, беше установено, че разстоянието от дъното до работната повърхност трябва да бъде (0,7 -0,8) D (където D е външен диаметър на електрода). За да се увеличи интензивността на охлаждане при точково заваряване, може да се използва допълнително водно охлаждане на електродите и мястото на заваряване. В този случай водата се подава през отворите в електродите или отделно през специална външна охлаждаща тръба. Понякога се използва вътрешно охлаждане с течности под 0°C или сгъстен въздух.
При ролково заваряване по-често се използва външно охлаждане на ролките и мястото на заваряване. Този метод на охлаждане обаче не е подходящ за заваряване на закалени стомани. Ако при точково заваряване е лесно да се извърши вътрешно охлаждане на електродите, то при ролково заваряване това е достатъчно трудна задача.
При работа с електроди и ролки е необходимо периодично да се почиства и възстановява работната им повърхност. Електродите с плоска работна повърхност обикновено се почистват с лична пила и абразивна кърпа, електродите със сферична работна повърхност - с гумена подложка с дебелина 15-20 mm, обвита с абразивна кърпа.
Работната повърхност на електродите най-често се възстановява на стругове. За да получите работна повърхност с правилна форма, препоръчително е да използвате фрези със специална форма.

Фрезите RX, произведени от SINTERLEGHE съгласно патент EP2193003, ви позволяват да:

Заточете електроди с различни форми на върха с помощта на един нож

Разделете отстранените парчета материал между горния и долния електрод

Намалете разходите за разходни материалипоради високата якост и твърдост на материала на острието

Можете да използвате разработките на SINTERLEGHE, за да работите с други производители на шлифовъчни машини (вижте снимката)

В резултат на тестовете за потвърждаване на патент EP2193003 за фрези RX бяха постигнати следните резултати:

Намаляване на разходите за закупуване на електроди с 50%

Намалено пръскане

Подобряване на качеството и външния вид на точките за заваряване

Намаляване на броя спирания на линията за смяна на електрода

Намаляване на броя на използваните модели фенери

Намаляване на разходите за горелка

Намалена консумация на електроенергия

РАЗМЕРИ НА ЕЛЕТРОДИТЕ СЛЕД ЗАТОЧВАНЕ

Фрезата RX SINTERLEGHE (патент EP 2193003) може да се използва при използване на заточващи машини от други производители:

Германия: Лутц - Брауер - AEG - Wedo

Италия: Синтерлеге – Гем – Ми-Ба

Франция: AMDP-Exrod

САЩ: Semtorq, Stillwater

Япония: Киокутон-Обара

Параметър	RX SINTERLEGHE патент 2193003	Фрези с едно острие
Отстраняване на електродния материал със сила на компресия на електрода от 120 daN	0,037 mm/s	0,08 mm/s
Брой цикли за заточване на електродите преди смяната им
Време за заточване
Брой точки на заваряване за целия експлоатационен живот на електродите
Експлоатационен живот рязане за заточване	60 000 (12 месеца)	10 000 (3 месеца)
Време за смяна на електродите след 200 дни
Пестене на време
	RX SINTERLEGHE патент 2193003	Фрези с едно острие
Цената на два електрода
Цената на електродите за заваряване 10 000 точки
Разходи на година за закупуване на нови електроди (2 000 000 точки / 200 работни дни)
Годишна цена на държача на острието
Годишна цена на нож		(4 броя х 50 евро) = 200 евро
Годишна цена на факла
Годишни разходи за поддръжка и подмяна на факли		12 евро (4 лез х 3 евро)
Общи разходи за закупуване на електроди и подмяна на остриета или ножове
обща цена на заваръчна машина за 8 години
Разходи за 10 заваръчни машини
Спестяване

Решихме да отделим историята за държачите на електроди и електродите за точково заваряване в отделна статия поради голямото количество материал по тази тема.

Електродържатели за апарати за точково заваряване

Електродържателите се използват за монтиране на електроди, регулиране на разстоянието между тях, подаване на заваръчен ток към електродите и отстраняване на топлината, генерирана по време на заваряване. Формата и конструкцията на държачите на електродите се определят от формата на заварения възел. По правило държачът на електрода е медна или месингова тръба с коничен отвор за монтиране на електрода. Този отвор може да бъде направен по оста на държача на електрода, перпендикулярно на оста или под ъгъл. Често една и съща машина може да бъде оборудвана с няколко опции за електрододържачи за всеки тип електрод, в зависимост от формата на заваряваните части. В някои машини с ниска мощност държачите на електроди може изобщо да не са включени, тъй като техните функции се изпълняват чрез заваряване на стволове.
В стандартните машини най-често се използват прави електрододържачи (фиг. 1), като най-прости. В тях могат да се монтират електроди с различни форми. В случай на заваряване на големи части с ограничен достъп до мястото на заваряване, препоръчително е да използвате профилни електрододържатели с прости електроди с права форма. Те са закрепени в държачи за електроди поради конусовидна форма, щифтове или винтове. Отстраняването на електрода от държача се извършва чрез леко почукване с дървен чук или специален екстрактор.

Електроди за точково заваряване

Електродите за точково заваряване се използват за компресиране на части, подаване на заваръчен ток към частите и отстраняване на топлината, генерирана по време на заваряване. Това е един от най-критичните елементи на заваръчната верига на машината за точково заваряване, тъй като формата на електрода определя възможността за заваряване на определен възел, а неговата издръжливост определя качеството на заваряване и продължителността на безпроблемната работа на машината операция. Има прави (фиг. 4) и къдрави електроди (фиг. 5). Някои примери за използване на прави електроди са показани в таблица 1. Много прави електроди се произвеждат в съответствие с GOST 14111-77 или OST 16.0.801.407-87.

При профилните електроди оста, минаваща през центъра на работната повърхност, е значително изместена спрямо оста на опорната повърхност (конуса). Използват се за заваряване на части със сложна форма и възли в труднодостъпни места.

Проектиране на електроди за точково заваряване

Електродът за точково заваряване (фиг. 6) конструктивно се състои от работна част (1), средна (цилиндрична) част (2) и опорна част (3). Вътре в тялото на електрода има вътрешен канал, в който е вкарана тръбата за подаване на охлаждащата вода на електрододържача.
Работната част (1) на електрода има плоска или сферична повърхност; диаметърът на работната повърхност d el или радиусът на сферата R el се избират в зависимост от материала и дебелината на заваряваните части. Ъгълът на конуса на работната част обикновено е 30°.
Средната част (2) осигурява здравина на електрода и възможност за използване на екстрактори или други инструменти за демонтаж на електродите. Производителите използват различни методи за изчисляване на размерите на електродите. В СССР, съгласно OST 16.0.801.407-87, са установени стандартни серии:

D el = 12, 16, 20, 35, 32, 40 mm

L = 35, 45, 55, 70, 90, 110 мм

В зависимост от максималната сила на компресия на машината:

D el \u003d (0,4 - 0,6) √ F el (mm).

Където: F el - максималната сила на натиск на машината (daN).

Приземителната част (3) трябва да има конус за плътно прилягане в държача на електрода и за предотвратяване на изтичане на охлаждаща вода. За електроди с диаметър 12-25 mm, конусността е 1:10, за електроди с диаметър 32-40 mm, конусността е 1:5. Дължината на конусната част е не по-малка от 1.25D ел. Частта за кацане се обработва с чистота най-малко 7-ми клас (R z 1,25).

Диаметърът на вътрешния охлаждащ канал се определя от дебита на охлаждащата вода и достатъчната якост на натиск на електрода и е:

d 0 \u003d (0,4 - 0,6) D el (mm).

Разстоянието от работната повърхност на електрода до дъното на вътрешния канал до голяма степен влияе върху експлоатационните характеристики на електрода: издръжливост, експлоатационен живот. Колкото по-малко е това разстояние, толкова по-добро е охлаждането на електрода, но толкова по-малко повторно шлайфане може да издържи електродът. Според експериментални данни:

h = (0,75 - 0,80) D el (mm).

Огнеупорни вложки от волфрам W или молибден Mo (фиг. 4g) се пресоват в медни електроди или се запояват с припои, съдържащи сребро; такива електроди се използват при заваряване на поцинковани или анодизирани стомани. Електроди със сменяема работна част (фиг. 4i) и със сферична връзка (фиг. 4k) се използват при заваряване на части от различни материали или части с различна дебелина. Сменяемата работна част е изработена от волфрам, молибден или техните сплави с мед и е закрепена към електрода с холендър. Използват се също стоманени или месингови електроди с пресована медна обвивка (фиг. 4h) или медни електроди със стоманена пружинна втулка.

Материали за електроди за точково заваряване

Устойчивостта на електродите е способността им да поддържат размерите и формата на работната повърхност (края), да устояват на взаимното прехвърляне на метала на електродите и частите, които трябва да бъдат заварени (замърсяване на работната повърхност на електрода). Зависи от конструкцията и материала на електрода, диаметъра на цилиндричната му част, ъгъла на конуса, свойствата и дебелината на заварявания материал, режима на заваряване и условията на охлаждане на електрода. Износването на електродите зависи от конструкцията на електродите (материал, диаметър на цилиндричната част, ъгъл на конуса на работната повърхност) и параметрите на режима на заваряване. Прегряването, топенето, окисляването по време на работа във влажна или корозивна среда, деформацията на електродите с големи сили на натиск, изкривяването или изместването на електродите увеличават тяхното износване.

Електродният материал се избира, като се вземат предвид следните изисквания:

• електропроводимост, сравнима с тази на чистата мед;
• добра топлопроводимост;
• механична сила;
• обработваемост чрез натиск и рязане;
• устойчивост на омекване при циклично нагряване.

В сравнение с чистата мед, сплавите на негова основа имат 3-5 пъти по-голяма устойчивост на механични натоварвания, поради което медните сплави се използват за електроди за точково заваряване с техните привидно взаимно изключващи се изисквания. Легирането с кадмий Cd, хром Cr, берилий Be, алуминий Al, цинк Zn, цирконий Zr, магнезий Mg не намалява електропроводимостта, но увеличава якостта в нагрято състояние, докато желязото Fe, никел Ni и силиций Si повишават твърдостта и механичната якост . Примери за използване на някои медни сплави за електроди за точково заваряване са показани в таблица 2.

Избор на електроди за точково заваряване

При избора на електроди основните параметри са формата и размерите на работната повърхност на електрода. В този случай е необходимо да се вземе предвид класът на материала, който ще се заварява, комбинацията от дебелини на заваряваните листове, формата на заварения възел, изискванията за повърхността след заваряване и проектните параметри от режима на заваряване.

Има следните видове форма на работната повърхност на електрода:

• с плоски (характеризиращи се с диаметъра на работната повърхност d el);
• със сферични (характеризирани с радиус R el) повърхности.

Електродите със сферична повърхност са по-малко чувствителни към изкривявания, поради което се препоръчват за използване на машини от радиален тип и висящи машини (клещи) и за профилирани електроди, работещи с голямо отклонение. Руски производителипрепоръчително е да се използват само електроди със сферична повърхност за заваряване на леки сплави, което позволява да се избегнат вдлъбнатини и подрязвания по ръбовете на точката на заваряване (виж фиг. 7). Но можете да избегнете вдлъбнатини и подрязвания, като използвате плоски електроди с уголемен край. Същите шарнирни електроди избягват изкривяването и следователно могат да заменят сферичните електроди (фиг. 8). Въпреки това, тези електроди се препоръчват главно за заваряване на листове с дебелина ≤1,2 mm.

Съгласно GOST 15878-79 размерите на работната повърхност на електрода се избират в зависимост от дебелината и степента на заваряваните материали (виж таблица 3). След изследване на напречното сечение на заваръчното петно ​​става ясно, че има пряка връзка между диаметъра на електрода и диаметъра на сърцевината на заваръчното петно. Диаметърът на електрода определя площта на контактната повърхност, която съответства на фиктивния диаметър на съпротивителния проводник r между листовете, които ще бъдат заварени. Контактното съпротивление R ще бъде обратно пропорционално на този диаметър и обратно пропорционално на предварителната компресия на електродите за изглаждане на повърхностните микрограпавини. Изследване на ARO (Франция) показа, че изчисляването на диаметъра на работната повърхност на електрода може да се извърши по емпиричната формула:

d el = 2t + 3 mm.

Където t е номиналната дебелина на листовете, които ще бъдат заварени.

Най-трудно е да се изчисли диаметърът на електрода, когато дебелината на заваряваните листове е различна, когато се заварява пакет от три или повече части и когато се заваряват различни материали. Очевидно, когато се заваряват части с различна дебелина, диаметърът на електрода трябва да бъде избран спрямо по-тънкия лист. Използвайки формулата за изчисляване на диаметъра на електрода, който е пропорционален на дебелината на заварения лист, ние образуваме фиктивен проводник със заострен диаметър, който от своя страна премества петното на нагряване до контактната точка на тези два листа (фиг. 10).

При едновременно заваряване на пакет от части изборът на диаметъра на работната повърхност на електрода се извършва според дебелината на външните части. При заваряване на различни материали с различни топлофизични характеристики се наблюдава по-малко проникване в метал с по-ниско електрическо съпротивление. В този случай от страната на металната част с по-ниско съпротивление се използва електрод с голям диаметър на работната повърхност d el или изработен от материал с по-висока топлопроводимост (например BrX хром бронз).

Валери Райски
Списание "Техника: пазар, оферта, цени", № 05, май 2005 г

Литература:

1. Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третяков А.В. Технология на металите и материалознание. - М., Металургия, 1987.
2. Наръчник на машиностроителя. Т. 5, кн. 1. Изд. Satel E.A. - М., Машгиз, 1963.

Точковото заваряване е метод, при който частите се припокриват в една или повече точки. При подаване на електрически ток възниква локално нагряване, в резултат на което металът се разтопява и захваща. За разлика от електродъгово или газово заваряване, не се изисква добавъчен материал: не се топят електродите, а самите части. Обгръщането с инертен газ също не е необходимо: заваръчната вана е достатъчно локализирана и защитена от навлизането на атмосферен кислород. Заварчикът работи без маска и ръкавици. Това позволява по-добра визуализация и контрол на процеса. Точковото заваряване осигурява висока производителност (до 600 точки/мин) на ниска цена. Той се използва широко в различни сектори на икономиката: от инструментостроенето до самолетостроенето, както и за домашни цели. Никой автосервиз не може без точкова заварка.

Оборудване за точково заваряване

Работата се извършва на специален машина за заваряване, наречен спотер (от англ. Spot – точка). Спотерите са стационарни (за работа в цехове) и преносими. Уредът работи от захранване от 380 или 220 V и генерира токови заряди от няколко хиляди ампера, което е много повече от това на инверторите и полуавтоматичните устройства. Токът се прилага към меден или въглероден електрод, който се притиска към заваряваните повърхности с пневматика или ръчен лост. Има топлинен ефект с продължителност няколко милисекунди. Това обаче е достатъчно за надеждно докинг на повърхности. Тъй като времето на излагане е минимално, топлината не се разпространява по-нататък през метала и точката на заваряване се охлажда бързо. Детайли от обикновени стомани, поцинковано желязо, неръждаема стомана, мед, алуминий подлежат на заваряване. Дебелината на повърхностите може да бъде различна: от най-тънките части за апаратура до листове с дебелина 20 mm.

Контактното точково заваряване може да се извърши с един или два електрода от различни страни. Първият метод се използва за заваряване на тънки повърхности или в случаите, когато е невъзможно двустранно натискане. За втория метод се използват специални клещи за затягане на части. Тази опция осигурява по-сигурно задържане и се използва по-често за детайли с дебели стени.

Според вида на тока машините за точково заваряване се разделят на:

• работа на променлив ток;
• работещи на постоянен ток;
• нискочестотни устройства;
• устройства тип кондензатор.

Изборът на оборудване зависи от характеристиките технологичен процес. Най-често срещаните устройства са променлив ток.

Назад към индекса

Електроди за точково заваряване

Електродите за точково заваряване се различават от електродите за електродъгово заваряване. Те не само осигуряват ток към повърхностите, които трябва да бъдат заварени, но също така изпълняват затягаща функция, а също така участват в отстраняването на топлината.

Високата интензивност на работния процес налага използването на материал, който е устойчив на механични и химични въздействия. Най-вече изискванията се изпълняват от мед с добавяне на хром и цинк (съответно 0,7 и 0,4%).

Качеството на точката на заваряване до голяма степен се определя от диаметъра на електрода. Тя трябва да бъде поне 2 пъти по-голяма от дебелината на частите, които ще се съединяват. Размерите на прътите се регулират от GOST и са с диаметър от 10 до 40 mm. Препоръчителните размери на електродите са показани в таблицата. (Снимка 1)

За заваряване на обикновени стомани е препоръчително да се използват електроди с плоска работна повърхност, за заваряване на високовъглеродни и легирани стомани, мед, алуминий - със сферична.

Електродите със сферичен връх са по-издръжливи: могат да произвеждат повече точки преди повторно заточване.

В допълнение, те са универсални и подходящи за заваряване на всякакъв метал, но използването на плоски за заваряване на алуминий или магнезий ще доведе до образуване на вдлъбнатини.

Точковото заваряване на труднодостъпни места се извършва с извити електроди. Заварчик, който е изправен пред такива условия на работа, винаги има набор от различни фигурни електроди.

За да се осигури надеждно пренасяне на ток и захващане, електродите трябва да бъдат плътно свързани към държача на електрода. За да направите това, техните части за кацане получават формата на конус.

Някои видове електроди са с резба или са монтирани върху цилиндрична повърхност.

Назад към индекса

Параметри на точково заваряване

Основните параметри на процеса са сила на тока, продължителност на импулса, сила на компресия.

Количеството генерирана топлина, скоростта на нагряване и размерът на заварената сърцевина зависят от силата на заваръчния ток.

Наред със силата на тока, количеството топлина и размерът на ядрото се влияят от продължителността на импулса. Въпреки това, когато се достигне определен момент, настъпва състояние на равновесие, когато цялата топлина се отстранява от зоната на заваряване и вече не влияе върху топенето на метала и размера на сърцевината. Следователно увеличаването на продължителността на текущото захранване над това е непрактично.

Силата на натиск влияе върху пластичната деформация на заварените повърхности, преразпределението на топлината върху тях и кристализацията на сърцевината. Високата сила на компресия намалява съпротивлението електрически ток, преминавайки от електрода към частите за заваряване и в обратна посока. По този начин силата на тока се увеличава, процесът на топене се ускорява. Връзка, направена с висока сила на натиск, се характеризира с висока якост. При големи токови натоварвания компресията предотвратява пръски от разтопен метал. За да се облекчи напрежението и да се увеличи плътността на сърцевината, в някои случаи се извършва допълнително краткотрайно увеличаване на силата на компресия след изключване на тока.

Правете разлика между меки и твърди. В мек режим силата на тока е по-малка (плътността на тока е 70-160 A / mm²), а продължителността на импулса може да бъде до няколко секунди. Такова заваряване се използва за свързване на нисковъглеродни стомани и е по-често у дома, когато се работи на устройства с ниска мощност. В твърд режим продължителността на мощния импулс (160-300 A / mm²) е от 0,08 до 0,5 секунди. Детайлите осигуряват максимално възможно компресиране. Бързото нагряване и бързото охлаждане позволяват на заварената сърцевина да поддържа антикорозионна устойчивост. Твърдият режим се използва при работа с мед, алуминий, високолегирани стомани.

Изборът на оптимални параметри изисква отчитане на много фактори и тестване след изчисления. Ако извършването на пробна работа е невъзможно или непрактично (например при еднократно заваряване у дома), тогава трябва да се придържате към режимите, описани в справочниците. Препоръчителните параметри за сила на тока, продължителност на импулса и компресия за заваряване на обикновени стомани са дадени в таблицата. (Снимка 2)

Назад към индекса

Възможни дефекти и техните причини

Добре направената точка осигурява надеждна връзка, чийто експлоатационен живот, като правило, надвишава експлоатационния живот на самия продукт. Нарушението на технологията обаче може да доведе до дефекти, които могат да бъдат разделени на 3 основни групи:

• недостатъчни размери на заварената сърцевина и отклонение на нейното положение спрямо съединението на частите;
• механични повреди: пукнатини, вдлъбнатини, черупки;
• нарушаване на механичните и антикорозионните свойства на метала в зоната, съседна на точката на заваряване.

Обмисли специфични видоведефекти и техните причини:

1. Липсата на проникване може да бъде причинена от недостатъчна сила на тока, прекомерна компресия, износване на електрода.
2. Външни пукнатини възникват при твърде силен ток, недостатъчна компресия, мръсни повърхности.
3. Прекъсванията по краищата се дължат на близостта на сърцевината до тях.
4. Вдлъбнатини на електродите се получават, когато електродите са твърде малки, неправилно монтирани, прекалено компресирани, твърде висок ток и твърде дълги.
5. Пръскането на разтопения метал и запълването на пространството между частите (вътрешно пръскане) възниква поради недостатъчна компресия, образуване на въздушна кухина в сърцевината и неправилно подравнени електроди.
6. Външно пръскане на разтопен метал върху повърхността на частите може да бъде причинено от недостатъчна компресия, твърде висок ток и времеви режими, замърсени повърхности и изкривени електроди. Последните два фактора оказват отрицателно влияние върху равномерността на разпределението на тока и топенето на метала.
7. Вътрешни пукнатини и кухини възникват поради прекомерни токови и времеви режими, недостатъчно или забавено компресиране на коване и замърсяване на повърхностите. Свиваемите кухини се появяват в момента на охлаждане на сърцевината. За предотвратяването им се използва компресия на коване след спиране на тока.
8. Причината за неправилната форма на сърцевината или нейното изместване е изкривяването или несъответствието на електродите, замърсяването на повърхността на частите.
9. Прогарянето е резултат от замърсени повърхности или недостатъчна компресия. За да се избегне този дефект, токът трябва да се прилага само след като компресията е напълно осигурена.

За откриване на дефекти се използва визуална проверка, радиография, ултразвук, капилярна диагностика.

По време на тестовата работа контролът на качеството на заваръчната точка се извършва по метода на разкъсване. Ядрото трябва да остане изцяло на едната част, а на втората - дълбок кратер.

Коригирането на дефектите зависи от тяхното естество. Приложете механично почистване на външни пръски, коване по време на деформация, термична обработка за облекчаване на напрежението. По-често дефектните точки просто се усвояват.