8 (1088552), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Корпус машин прессового типа точечной, рельефной, шовной сварки состоит из силовых элементов: стенок корпуса, верхнего и нижнего кронштейнов.
Они воспринимают значительный изгибающий момент от усилия сжатия деталей и обеспечивают необходимую жесткость всей машины. Для удобства изготовления, монтажа элементов корпуса, а также возможности регулирования раствора консолей h нижний кронштейн обычно соединяют с передней стенкой болтами.
В отдельных случаях оба кронштейна и стенки изготовляют в виде единой сварной или литой конструкции (жесткой скобы). Сварочный трансформатор, элементы механизма вращения и другие системы часто располагают в каркасе 3 за корпусом, реже сбоку стенок корпуса. При боковом расположении трансформатора или выпрямительных блоков переднюю стенку корпуса делают без проема, что дополнительно повышает жесткость. Силовую часть и каркас крепят на подставке 4. В некоторых случаях для разгрузки нижней токоведущей консоли и кронштейна устанавливают домкрат 5 (станины) машин стыковой сварки чрезвычайно разнообразны и во многом зависят от конструкции и сечения деталей. Корпус состоит из следующих силовых элементов: стола 1, неподвижного 2 и подвижного 3 зажимов (рис. 5.7). Сварочный трансформатор и другая распределительная аппаратура обычно монтируются внутри стола 1 , Усилие осадки Fос действует, как правило, в горизонтальном направлении. Для правильного положения деталей до конца сварки силовая часть должна обладать достаточной жесткостью. В противном случае возможны перекосы деталей и дефекты. Жесткость стола существенно увеличивают за счет размещения штанг 4. Для разгрузки неподвижного зажима, если это возможно, применяют жесткие упоры. Элементы корпусов изготовляют из ферромагнитных сплавов (чугуна, стали), поэтому стремятся расположить элементы как можно дальше от проводников тока. Одну из консолей или зажимов машин электрически . изолируют от корпуса гетинаксовыми или текстолитовыми прокладками и втулками.
Сварочный контур — это система токоведущих элементов и электрических контактов, обеспечивающих подвод тока от вторичного витка трансформатора к свариваемым деталям.
В машинах точечной сварки контур состоит из консолей, электрододержателей, гибких и жестких шин, электродов, а также ряда других элементов. Размеры и конструкция элементов сварочного контура зависят от типа машины, сварочного Тока и усилия сжатия, .рабочего пространства l и h. Чём дальше расположен трансформатор от электродов, тем больше вылет l и тем больше размеры деталей, которые могут быть сварены на данной машине <5ез .кантования. Однако увеличение вылета l и раствора Н вызывает рост сопротивления вторичного контура и мощности, забираемой из сети. Поэтому l вполне определенна для каждой машины и должна соответствовать стандарту или техническому условию на машины, например, 300, 500, 800, 1200, 1500, 1700 мм.
Верхнюю консоль изготовляют либо в виде короткого цилиндрического стержня, либо в виде жесткой шины с гнездом крепления электрододержателя. В первом случае она воспринимает изгибающий момент от усилия сжатия, во втором — выполняет лишь функцию токоподвода, а изгибающий момент воспринимается ползуном и корпусом машины. Через гибкие и жесткие шины верхняя консоль соединена со сварочным трансформатором.
Нижняя консоль, соединенная гибкими шинами с трансформатором, подводит ток к электродедержателю. В машинах малой мощности она является одновременно и элементом, воспринимающим нагрузку от усилия сжатия. В современных машинах средней и большой мощности ее полностью или частично разгружают нижним кронштейном.
Консоли изготовляют из меди, высокоэлектропроводящих бронз цилиндрической или плоской формы обычно с внутренним водяным охлаждением. Консоли небольших машин, особенно для микросварки, имеют естественное (воздушное) охлаждение.
Нижняя цилиндрическая консоль, закрепленная в токоведущем контакте, имеет возможность поворота вокруг оси и перемещения в продольном направлении (примерно на 10 % ее длины). Это облегчает регулировку соосности электродов и переналадку машины в зависимости от формы свариваемых узлов. Кроме того, нижнюю консоль вместе с нижним кронштейном можно перемещать вверх-вниз ступенчато (на шаг болтов) или плавно.
Электрододержатели служат для крепления электродов 1, одновременно являясь силовыми и токоведущими элементами. Их изготовляют из медных сплавов с высокой электропроводимостью. В точечных машинах большой мощности электрододержатель 3 крепят к консоли 5 съемной колодкой 8 с помощью двух винтов 9, ввернутых в палец 4 из немагнитной стали, запрессованной в консоль. В машинах средней мощности крепление осуществляют нередко с боковым прижимом электрододержателя съемной колодкой. В машинах малой мощности — в гнезде консоли с продольной прорезью, а в машинах для микросварки (например, в монтажных столах) электрододержатели часто вообще отсутствуют, и электроды крепят непосредственно в консоль.
Электрододержатели имеют конусное гнездо для крепления электрода и систему внутреннего охлаждения. Конусная посадка создает надежный электрический контакт, хорошую герметичность, соосность электрода и электрододержателя и сравнительно легкий съем. Однако в машинах малой мощности для микросварки крепление электрода может быть иным (например, резьбовое). Система внутреннего охлаждения обычно состоит из штуцеров 6, 7, внутренней подающей трубки 2 и наружного сливного канала. Срез трубки делают под углом 30—45°, чтобы вода свободно омывала дно электрода даже при касании трубки. В труднодоступных местах применяют изогнутые электрододержатели, и система охлаждения каналов становится более сложной.
В машинах шовной сварки вместо электрододержателей и электродов применяют роликовые головки. Наиболее ответственным элементом роликовых головок является подвижный (скользящий) электрический контакт. Часто электрический контакт нагружают также и сжимающим усилием. В этом случае может значительно меняться его электропроводимость и уменьшаться стабильность соединений при эксплуатации. Такое положение имеет место в машинах малой и средней мощности. Однако это упрощает конструкцию головок. В машинах большой мощности и с значительными сварочными усилиями контакт разгружают, но головка усложняется.
3-й учебный вопрос: Электроды.
Электроды (ролики) непосредственно подводят к деталям сварочный ток и усилие сжатия. Они одновременно являются элементами вторичного контура, силовыми конструктивными элементами машины и сменным технологическим инструментом.
| Электроды и ролики имеют три основные части: рабочую 1, среднюю 2 и посадочную 5 (рис. 1), а также каналы 4 для охлаждения. Рабочая часть — это расходуемый участок длиной lр и диаметром Dэ допускающий в процессе длительной эксплуатации многократные переточки. В новых электродах lр обычно составляет (0,7-=-0,8) Dэ. Форма заточки рабочей части электродов может быть сферической, конической, а в некоторых случаях цилиндрической. Угол конической рабочей части = 30° (см. рис. 1а). Увеличение угла понижает стойкость электродов из-за более интенсивного смятия рабочей поверхности. Уменьшение угла увеличивает колебания размеров dэ даже при небольших деформациях. | Рис. 1. Основные элементы конструкции:, а — электрода; б — ролика |
Рабочая часть роликов может быть с односторонним или двусторонним скосом, либо вообще без скоса, например, прямоугольная. Электроды со сферической и конической рабочей частью применяют для соединений группы А.
| Электроды с цилиндрической рабочей частью и ролики с прямоугольной (рис. 2, в, е) — для соединений группы Б с уменьшенными значениями диаметра ядра, а также в микро- и рельефной сварке. Указанные электроды и электроды, изображенные на рис. 2, б, но с увеличенной в 3—4 раза рабочей поверхностью, применяют, если требуется с одной стороны детали уменьшить вмятину (однако с противоположной стороны она может несколько увеличиться). | Рис. 2. Форма рабочей части электродов,/ и роликов //: а — сферическая со сферической РП; б -— коническая с плоской РП; в — цилиндрическая с плоской РП; г — сферическая с радиусной РП; д — коническая с цилиндрической РП; е — прямоугольная с цилиндрической РП |
На рабочей части имеется рабочая (контактная) поверхность (РП), которая обеспечивает непосредственный механический и электрический контакт с деталями. Форма и размеры РП являются важнейшей технологической характеристикой электродов и параметром режима сварки. Форма такой поверхности должна соответствовать форме поверхности деталей в месте сварки. При сварке листовых деталей ее исходная форма либо плоская (цилиндрическая у роликов), либо сферическая (радиальная у роликов). В первом случае форма рабочей поверхности характеризуется радиусом Rэ, Rр, во втором — диаметром dэ или шириной fр (рис. 2, а—е). Обычно dэ и fр равны между собой, но меньше соответственно диаметра электрода Dэ и ширины ролика SР (см. рис. 1). Однако нередко, особенно в микросварке, применяют электроды с dэ = Dэ, и fр = SР.
Размеры и форма рабочей поверхности электродов (роликов) влияют на размеры и стабильность литой зоны соединения, поэтому их начальные значения устанавливают строго в соответствии с толщиной деталей. Каждая форма рабочей поверхности и рабочей части электродов имеет свои преимущества и недостатки, а также рациональные области применения.
Корпус электрода 2 (см. рис. 1) воспринимает большие усилия сжатия и токи, однако нагревается меньше, чем рабочая поверхность. Размеры Ц, стандартизованы: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 мм. В микросварке они уменьшаются до 1—2 мм. Диаметр корпуса выбирают по максимальному усилию сжатия F из соотношения Dэ = (0,015 - 0,03) F. Этот диаметр несколько увеличивают при сварке алюминиевых и магниевых сплавов.
Стойкость электродов
При эксплуатации рабочая поверхность подвергается циклическому нагреву (часто до 400—700 °С), ударному смятию при высоких температурах, загрязнению из-за массопереноса. Первые два фактора вызывают постепенное увеличение исходного dэ и площади РП. Уменьшаются плотность тока и электросопротивление электрод—деталь, усиливается отвод теплоты в электроды, поэтому диаметр ядра и в особенности глубина проплавления уменьшаются. При сварке сталей, титановых, никелевых сплавов характер изменения dэ в процессе постановки большого числа точек примерно одинаков на различных электродных материалах, режимах сварки и напоминает график высокотемпературной ползучести. Разница заключается лишь в наклоне кривой, т. е. в скорости процесса, которая характеризуется отношением критического диаметра к исходному d'э. кр/dэ. При критическом числе точек nкр требуется очередная переточка электрода.
На первом этапе в процессе приработки электрода (при постановке первых 10—100 точек) скорость деформации его рабочей части оказывается повышенной вследствие развития микропластического смятия, увеличенной деформационной способности исходной сферической поверхности и т. п. Постепенно процесс стабилизируется, скорость смятия уменьшается, и на втором рабочем этапе наступает медленный установившийся износ из-за высокотемпературной циклической ползучести. После сварки определенного числа точек nкр диаметр d, достигает критического значения d'э. кр, и начинается катастрофический износ. На деформированной РП образуются трещины, раковины, снижается сопротивление деформации. Размеры сварных соединений резко уменьшаются.
Загрязнение РП вызывает повышение сопротивления и температуры в приконтактной зоне электрода, а значит, дальнейшую активизацию массопереноса и растрескивания поверхности.
Стойкость электродов и роликов — основной показатель их качества, характеризующийся в конечном счете двумя факторами: продолжительностью сохранения в допустимых пределах постоянства dэ, fp, Rэ, Rp при сварке определенного числа точек; продолжительностью сохранения в допустимых пределах чистоты рабочей поверхности.
Стойкость электродов зависит от многих факторов: электродных сплавов, температуры в контакте электрод — деталь и системы охлаждения, режимов сварки, свойств свариваемых металлов, способа изготовления и эксплуатации электродов.
Электродные сплавы
Материалы электродов и роликов должны иметь высокие теплопроводность и электропроводимость (для снижения температуры в контакте электрод—деталь, уменьшения потребления электрической мощности и предупреждения сквозного проплавления деталей). Кроме того, они должны обладать сравнительно высокой жаропрочностью, твердостью и температурой рекристаллизации (для замедления процесса разупрочнения материала и смятия рабочей поверхности), а также малой склонностью к массопереносу (для повышения стойкости рабочей поверхности к загрязнению).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
