Шовна контактна зварювання являє собою аналог-різновид точкового зварювання, при якій деталі з’єднують внахлест безперервним або переривчастим швом.
Останній і утворює необхідний ряд зварювальних точок. Точки ж, в свою чергу, отримують під час переміщення деталей між дисковими обертовими електродами (друге найменування даного механізму — ролики).
Шовна зварювання в чому схожа з точковою різновидом, однак конічні електроди, які надають зварні окремі точки, в ній замінені роликами.
Звідси і пішла друга назва цієї різновиди зварювання – роликовий.
Фото шовного зварювання
Котяться по лінії зварювання ролики, дають безперервний щільно-міцний суцільний шов, непроникний для рідин, а також газів. Їх основне призначення – щільно стискати з’єднуються деталі.
Ключовою ознакою, таким чином, даного типу зварювання є наявність у формі ролика мінімум одного електрода, що котиться по шву.
Шовна зварювання сьогодні широко використовується переважно при формуванні з листового прокату ємностей, тонкостінних цельносварных труб, а також герметичних відсіків і т. п.
Відео:
Маються на увазі, насамперед, вироби, які не пропускають гази, ні пари. Необхідно відзначити, що шовна зварювання особливо затребувана при з’єднанні листів з малою товщиною (до 3 міліметрів).
Активно застосовується дана різновид зварювання також при виробництві автомашин, різноманітних металевих виробів, спеціальних оболонок і т. д.
Продуктивність в окремих випадках шовного зварювання, уточнимо, може сягати й тисячі метрів зварного шва в годину.
Верстати і машини
Машини контактного шовного зварювання – це в основному повністю автоматичні пристрої.
Розташування і форма електродів передбачає кілька основних різновидів шовних виробничих машин.
Наприклад, пристрої двостороннього зварювання поділяють на 2-роликові, многороликовые і однороликовые. Другим електродом в останньому випадку виступає оправка для вірного закріплення виробу.
Апарати для шовного односторонньої зварювання можуть володіти і однією, двома або навіть кількома роликами.
За допомогою двосторонніх 2-роликових машин можуть виконуватися і поздовжні і поперечні шви.
Відео:
Зрозуміло, що при першому варіанті ролики будуть обертатися в площині рукавів пристроїв. Подібне розміщення електродів використовують, наприклад, для зварювання поздовжнього шва багатьох виробів циліндричної форми.
Довжину (точну) шва, який за один прийом зварюється, обмежує при цьому лише величина вильоту вживаної машини.
Поперечне розташування роликів застосовують, наприклад, для зварювання кругових поперечних швів на виробах циліндричної форми.
Як варіант може бути застосоване таке розташування та при формуванні прямолінійних швів досить значної довжини при такій відстані від краю виробу шва, яке дозволяє виліт машини.
Таким чином, типовий верстат шовного зварювання передбачає наявність електродів, виконаних у формі роликів. Логічно, що вироби, які призначені для з’єднання, просто простягаються між ними.
При цьому, за допомогою таймера — контролюються цикли впливу електроструму, які з певною періодичністю (досить швидко) повторюються.
Саме ця стрімкість формує серію накладаються одна на іншу точок, що утворюють у результаті бажаний безперервний шов.
Відзначимо, що характер переміщення зварюваних деталей, а також особливість подачі зварювального струму визначає способи шовного зварювання, а саме:
- безперервний;
- переривчастий;
- кроковий.
Безперервна машина шовного зварювання передбачає суцільний шов при протіканні постійного струму, відповідно — рух заготовок буде безперервним, а тиск електродів (дискових) на зварювані поверхні — постійним.
Подібні машини відрізняє швидкий знос роликів і сильний перегрів контактують з ними поверхонь деталей. Внаслідок цього вони не дуже популярні на ринку даного обладнання.
Варто також зазначити, що для таких пристроїв важлива ретельна зачистка зварюваних поверхонь, рівна товщина, а також однорідність складу суміщуваних виробів.
Набагато більш поширена шовна переривчаста зварювання, яку здійснюють за допомогою імпульсного (переривається) струму, при безперервному пересуванні заготовок, постійному значенні тиску роликів.
Апарат шовного зварювання труб
Зазначимо, що кожен імпульс зварювального струму формує литу одиничну зону.
Щоб отримати герметичний шов з перекриваються зварними точками, підбирають певне співвідношення частоти імпульсів струму і швидкості обертання дискових електродів.
Крокова шовна зварювання передбачає прикладання до роликів постійного тиску, переміщення деталей переривчасте або покрокове.
Зазначимо, що струм в даному випадку подається лише під час повної зупинки роликів. Контактіруемие поверхні, як роликів, так і заготовок, перегріваються відповідно набагато менше.
Але, машини при цьому виходять набагато більш складні в конструктивному плані, дорогими і продуктивністю особливої похвалитися не можуть.
Технології
Сучасна технологія шовного зварювання рекомендує її застосування для низьковуглецевої і тонкої нержавіючої сталі (різновиди Х18Н9).
Наприклад, зварювання листів зі сталі низьковуглецевої із загальною товщиною до 2 мм (1+1) здійснюють роликами при ширині контактної поверхні в 6 міліметрів.
Передбачувана сила стиснення повинна досягати 4 кН, імпульси струму (тривалість) у зварювальному ланцюгу — 0,04… 0,06 с, перерви між ними — 0,02…0,04 с, струм — 8… 16 кА. При цьому швидкість зварювання фіксується в межах 2 м/хв.
Якщо сумарна товщина листів буде складати 4 мм (2 + 2), то й інші параметри будуть іншими.
Ширина контактної поверхні буде дорівнювати 8,5… 10 мм, сила стиснення — до 8,4 кН, тривалість імпульсів струму — до 0,12 с, перерв — до 0,10 з, зварювальний струм — 20 кА, швидкість зварювання – до 1,6 м/хв.
Зазначимо, що роликовий шовна зварювання нержавіючих сталей вимагає зменшення зазначених норм орієнтовно на 35-40 відсотків.
Технологія шовного зварювання
Шовна зварювання встик алюмінієвих листів виконується при 22…40 кА, а швидкість її при цьому, як правило, не перевищує 1 м/хв.
Загальновідомо, що стабільність якості з’єднання (зварного) безпосередньо залежить від збереження форми поверхні електрода (робочої), яка контактує зі зварюваної деталлю.
Електроди для шовного зварювання можуть бути найрізноманітнішої форми. Остання прямо залежить від конфігурації тих виробів, які зварюються, а також типу застосовуваної машини.
Основні види електродів передбачені ГОСТом під номером 14111. Наприклад, для зварювання кольорових металів широко використовують так звані суцільні електроди, що характеризуються робочої сферичною частиною, а також аналоги складові.
Корпус такого електрода формують із сплаву з високими показниками електропровідності. Робочу знімну частину електрода (вставку) виробляють з матеріалу з особливими властивостями (зносостійкістю, високою твердістю і ін).
Подібні електроди використовують у многоэлектродных пристроях для точкового зварювання. Аналоги для роликового зварювання — це диски, як правило, з електродного особливого сплаву.
Форму роликів (робочої поверхні) обирають по зварюваного металу і по товщині деталей. Зварювання легких сплавів передбачає ролики зі сферичною поверхнею.
Зазначимо, електроди для рельєфного зварювання, можуть бути і плоскими, і сферичними. Форму контактних губок для зварювання стикового підбирають по конфігурації зварюваних деталей.
Смуги, листи, бруски і т. п. мають на увазі використання контактних губок з плоскою робочою поверхнею. Призматичні контактні губки застосовуються зазвичай для круглих деталей (стрижнів, прутків).
Уточнимо, при виробництві електродів для роликового зварювання використовують найчастіше мідь під маркою М1, хромистую, кадмієві, берилиевую бронзу, а також деякі інші сплави.
Шовна зварювання труб (тонкостінних) вимагає застосування губок з циліндричними проточками, а профільні матеріали — губок з фігурними пазами.
Шовна зварювання нержавійки застосовується тільки по відношенню до тонких листів (1,5 + 1,5 мм).
Необхідно відзначити, що шовна зварювання дає задовільні результати тільки при переривчастому режимі, коли проводиться окремими імпульсами, а сам шов складається з окремих зварних точок, з взаємно перекриваються краями.
Подчернем, що переривчаста зварювання, як правило, проводиться за допомогою наступних прийомів:
- ролики переміщуються переривчасто, зупиняючись на короткі проміжки часу, а струм подається в період зупинки переміщення;
- ролики рухаються безперервно, з постійною швидкістю обертаючись, струм подається окремими імпульсами з перервами між ними.
Перша технологія більш складна і застосовується рідко.
Друга технологія, яку відрізняє безперервна подача струму, і невпинне переміщення роликів, дає бажані результати тільки в небагатьох випадках.
По-перше, це великі швидкості, коли виробляються природні пульсації змінного струму з нормальною частотою. Кожний з напівперіодів струму при цьому повинен зварювати тільки одну єдину точку шва.
Відео:
Нормальна частота змінного струму в 50 пер/сек/ забезпечує зварку в секунду приблизно сотні точок.
Нормальна відстань між центрами сусідніх точок в 2-3 міліметра забезпечує продуктивність зварювання 12-18 метрів шва за хвилину.
Зазначимо, що найкращі результати забезпечують спеціальні игнайтронные і тиратронные переривники, а от від механічних переривачів задовільних результатів дочекатися важко.