Стыковая сварка.
Контактную стыковую сварку арматуры применяют для соединения стержней между собой, когда требуется увеличение их длины, или для сращивания обрезков стали.
Контактная стыковая сварка является самым эффективным способом аварки стыков стержней, так как не требует для своего осуществления дополнительного металла на накладки, подкладки, плавящиеся электроды; обеспечивает высокую производительность труда, а также позволяет механизировать и автоматизировать рабочий процесс. Недостатком контактностыковой аварки является возможность ее использования только в стационарных условиях. Из-за значительного веса сварочного оборудования и потребления большой электрической мощности применение на монтаже машин для контактной стыковой сварки арматуры затруднено.
Сущность процесса контактной стыковой сварки заключается в том, что электрический ток подключается к свариваемым стержням, которые приводятся в соприкосновение и образуют замкнутую электрическую цепь. В этой цепи наибольшее сопротивление протеканию тока имеет стык стержней, а следовательно, в этом месте будет наиболее интенсивно выделяться тепло, которое разопреет торцы стержней до пластического и частично до жидкого состояния. Затем стержни с усилием прижимают друг к другу и ток выключают. В результате стержни свариваются. Отсюда происходит название контактная стыковая сварка.
Чтобы получить быстрый нагрев металла, при контактной сварке применяют токи, доходящие до 50000 а и выше. Это позволяет время протекания тока назначать небольшим (равным секундам), что при протекании сварочного процесса уменьшает также и потери тепла в окружающую среду.
Концы свариваемых стержней зажимаются в контактных зажимах машины. Зажим наглухо прикреплен к токоподводящим плитам, изолированным от станины машины. Одна из токоподводящих плит устанавливается на станине неподвижно, другая укреплена на SO подвижной каретке и может перемещаться при помощи рычага в горизонтальной плоскости по каретке. Витки первичной обмотки трансформатора присоединены к устройству, позволяющему производить переключение витков, необходимое для изменения величины тока в обмотке.
В зависимости от этого изменяется сварочный ток во вторичном витке трансформатора, который медными шинами присоединен к токоподводящим плитам.
Различают три способа контактной стыковой сварки: сопротивлением, непрерывным оплавлением и прерывистым (оплавление с предварительным подогревом).
При сварке сопротивлением концы свариваемых стержней устанавливают в зажимы машины так, чтобы торцовые поверхности стержней находились в плотном соприкосновении под действием начального усилия, приложенного к рычагу. Затем включается сварочный ток, быстро нагревающий отдельные выступы на торцовой поверхности стержней, которые сминаются усиленным сжатием. Таким образом, в соприкосновение приходят другие выступы до тех пор, пока соприкосновение (контакт) не распространится по всей поверхности торцов. В конце сварки под воздействием усилия сжатия нагретые концы стержней осаживаются и в месте шва образуется местное утолщение — грат. К концу процесса осадки сварочный ток выключают.
Сварка способом сопротивления может применяться только для стержней диаметром до 16 мм в том случае, когда по каким-либо причинам не представляется возможным пользоваться сваркой оплавлением. Стержни диаметром свыше 16 мм сваривают только способом оплавления. Способ стыковой сварки сопротивлением требует хорошей подгонки и зачистки торцов стержней, что делает его трудоемким и малопроизводительным.
При сварке непрерывным оплавлением стержни, закрепленные в губках, после включения напряжения небольшим усилием сближаются до касания торцами. При этом из зазора между стержнями начинают вылетать искры из частично расплавленного металла. По мере оплавления торцов стержни плавно сближают, добиваясь непрерывного потока искр. Процесс сварки заканчивают быстрым с усилием сближением концов стержней, при котором происходит их осадка. Осадка начинается еще под током и заканчивается после его выключения.
При сварке прерывистым оплавлением, т. е. с предварительным подогревом, стержни сначала несколько раз (от 3 до 20) сближают и разводят, производя кратковременные циклы оплавления, при которых концы стержней подогреваются. После этого начинают непрерывное оплавление, которое заканчивается по достижении светлокрасного накала на концах стержней. Осадка стержней при этом способе производится так же, как и при сварке с непрерывным оплавлением.
В отличие от способа непрерывного оплавления при прерывистом оплавлении удается достигнуть более высоких температур свариваемых стержней и увеличить глубину прогрева торцов стержней к началу стадии непрерывного оплавления. Этот способ позволяет в 2—3 раза снизить требуемую мощность сварочных машин, уменьшить величину оплавления и избежать закалки металла в зоне стыка, что важно при сварке сталей класса А— и выше.
Таким образом, контактная стыковая сварка арматуры получается в результате электротермического и механического воздействия на металл.
Подготовка стержней к стыковой сварке. При сварке сопротивлением необходимо обеспечить плотное прилегание торцов свариваемых стержней, что оказывает важное влияние на качество сварного соединения. При неплотном прилегании торцов стержней воздух, находящийся в зазоре между стержнями, при нагреве создает окисную пленку, понижающую качество сварного соединения.
При сварке оплавлением ни зачистка, ни механическая подготовка торцов стержней, как правило, не требуется. Зачистка выполняется только для удаления с торцов краски или толстого слоя ржавчины, которые препятствуют образованию начального электрического контакта. Если стержни были обрезаны газовым пламенем, то их торцы предварительно очищают от шлаковой корки зубилом или молотком.
На качество сварных стыковых соединений оказывает влияние чистота поверхности соприкосновения стержней с зажимными губками машины. Недостаточно чистая поверхность ухудшает контакт и часто приводит к поджогу стержней, в результате чего снижается прочность соединений, а также создается хрупкая структура стали. В местах плохого контакта возникает искрение, что вызывает быстрый износ губок.
Особые требования предъявляются к чистоте поверхности выступающих ребер арматурных стержней периодического профиля, которые часто имеют в сечении неправильную цилиндрическую форму. При уменьшенной площади контакта выступающих ребер и их неправильной цилиндрической поверхности резко сокращается площадь контакта и происходит перегрев, поджог и искрение мест соприкосновения стержня с губками машины. Поэтому загрязненные поверхности стержней в местах соприкосновения с губками машины, а также внутренняя поверхность губок должны быть очищены при помощи стальных дисковых щеток, наждачными кругами или другими механическими способами.
Концы стержней, укладываемые на губки машины, должны быть прямыми и оси их должны совпадать. Следует иметь в виду, что при сварке оплавлением желательно, чтобы стержни по возможности были обрезаны под прямым углом, так как на сварку стержней с косым срезом требуются большие затраты времени и электроэнергии.
|
