Методы производства контактной стыковой электросварки

Контактная стыковая электросварка обеспечивает получение стыков стержней арматуры, прочность которых не ниже прочности свариваемых отрезков.

Процесс сварки можно легко механизировать и тогда он протекает значительно быстрее, чем при других способах стыкования стержней. Все операции по выполнению соединений с помощью контактной электросварки несложны, поэтому рабочие средней квалификации могут без особого труда научиться работать на контактных электросварочных машинах. Контактная стыковая электросварка является наиболее экономичным способом стыкования стержневой арматуры, так как исключается расход стали на накладки и электроды. Перечисленные преимущества контактной электросварки способствовали ее внедрению в производство арматурных работ при изготовлении железобетонных конструкций.

Сварка арматурных стержней на стыковых контактных электрических машинах может про изводиться: сопротивлением, непрерывным оплавлением, оплавлением с подогревом. Весь процесс контактной стыковой электросварки можно разбить на три стадии: подготовительную, основную и конечную.

Указанные три метода контактной стыковой электросварки состоят из элементов электрического и механического воздействия на металл свариваемых стержней. Электрическое воздействие выражается в подогреве и нагреве металла в месте соединения стержней до необходимой сварочной температуры, а механическое в сближении и сжатии торцов стержней для их соединения.

Из таблицы видна очередность применения элементов электрического и механического воздействия на металл на различных стадиях и этапах стыковой контактной электросварки, производимой методам сопротивления и оплавления. Из этой таблицы видно также, что при всех указанных выше методах на конечной стадии контактной электросварки осадку стержней следует начинать под током, выполнять быстро со значительным усилием и заканчивать, когда ток выключен.

Электросварка сопротивлением

Электросварка сопротивлением заключается в том, что торцы свариваемых стержней, зажатых в медных губках машины, при помощи подающе-осадочного устройства соприкасаются и прижимаются друг к другу с достаточно большим усилием. Затем замыкаются цапи первичной обмотки трансформатора и концы стержней нагреваются.

Электрическое сопротивление протеканию тока в месте контакта стержней вследствие их близкого соприкосновения относительно мало, тепло не так сильно концентрируется у торцов стержней. Поэтому сталь в зоне стыка нагревается до температуры, которая ниже температуры плавления. Сварка практически ведется при 1200 - 1250° С, т. е. когда сталь находится в пластичном состоянии. В этот момент усиливают сжатие стыкуемых стержней (осадка), выключают ток и продолжают осадку без тока. На этом процесс сварки заканчивается. Однако несмотря на высокую пластичность при указанной выше температуре, сталь все же обладает достаточным сопротивлением деформированию. Ввиду этого добиться плотного касания торцов стыкуемых стержней по всей поверхности очень трудно. Эта трудность усугубляется тем, что из-за неодновременного соприкосновения торцов стержней по всей их поверхности часть поверхности может сильно нагреться и покрыться пленкой окислов до того, как она соприкоснется, отчего в этом месте может образоваться непровар.

Чем больше диаметр свариваемых стержней, тем труднее добиться плотного прилегания их торцов по всей поверхности. Поэтому к сварке методом сопротивления прибегают в неответственных случаях, при диаметре стержней не более 10—14 мм.

Электросварка непрерывным оплавлением

Электросварка непрерывным оплавлением заключается в оплавлении свариваемых концов стержней и осадке стержней. При этом методе сварки вначале замыкают цепь первичной обмотки трансформатора, затем при помощи подающе-осадочного устройства стержни, закрепленные в губках машины, сближают до легкого касания торцами. При соприкосновении торцов стержней замыкается вторичная цепь сварочного трансформатора. Так как торцы стержней не сближены вплотную, а лишь слегка касаются отдельными выступающими точками, то электрическое сопротивление протеканию тока большое. Поэтому сталь вблизи точек соприкасания очень быстро нагревается до температуры оплавления. При оплавлении торцов стержней из стыкового зазора во все стороны вылетают в виде искр частицы расплавленного металла.

Чтобы поддержать устойчивый режим оплавления, концы стержней плавно сближают, добиваясь непрерывного потока искр. Происходит выравнивание стыкового зазора. Это выравнивание является одной из характерных особенностей процесса оплавления, избавляющей от необходимости подвергать торцы предварительной механической обработке, которая требуется в случае сварки сопротивлением. Благодаря выравниванию зазора при сварке оплавлением успешно соединяются стержни с неровными торцами, которые получаются при резке стержней на прессах или газовой резке. Однако большие неровности вызывают дополнительные потери времени на оплавление и перерасход стали.

Другая технологическая особенность сварки оплавлением заключается в том, что перед сваркой нет надобности тщательно зачищать торцы стержней, поскольку в процессе оплавления вместе с частицами расплавленного и сгоревшего металла выбрасываются и загрязнения.

Процесс сварки заканчивается быстрым сближением стержней (осадка), производимым с усилием. Осадка начинается еще подтоком и заканчивается после его выключения. Методом непрерывного оплавления сваривают стержни из стали марок Ст. 0 и Ст. 3.

Электросварка оплавлением с подогревом

Электросварка оплавлением с подогревом отличается от сварки непрерывным оплавлением тем, что концы свариваемых стержней перед сваркой предварительно разогреваются. Как правило, подогрев осуществляется прерывистым оплавлением. Стержни периодически сближают и разводят таким образом, чтобы происходило кратковременное с перерывами, оплавление. Длительность таких импульсов составляет от 0,3 до 1,5 секунд, а число их в зависимости от диаметра стержней, марки стали и мощности машины колеблется от 3 до 20 на один стык. Подогрев может осуществляться также и методом сопротивления, путем сближения торцов стержней до упора и прерывистого пропускания импульсов тока.

После надлежащего разогрева концов стержней производят их сближение и осадку, наступает процесс, аналогичный электросварке непрерывным оплавлением. При сварке оплавлением с подогревом повышается температура свариваемых стержней в месте стыка, увеличивается глубина их прогрева; это снижает скорость охлаждения сварного соединения и оказывает благоприятное влияние на сохранение пластических свойств металла. Благодаря предварительному подогреву значительно снижается расход электроэнергии на сварку, поэтому на машинах можно сваривать стержни значительно больших диаметров, чем без подогрева.

Однако сварка оплавлением с подогревом имеет и недостатки — более низкая производительность по сравнению со сваркой без подогрева и сложность регулировки сварочного режима.

Электросварка оплавлением с подогревом применяется для сварки арматурных стержней из стали марок Ст. 5, 25Г2С, 35ГС, 30ХГ2С и аналогичных. Сварка оплавлением с подогревом является основным способом стыковых соединений арматурных стержней. Наряду с указанными тремя методами контактной стыковой электросварки для соединения в стык стержней арматурной стали применяется сварка трением.

Сущность этого метода сварки заключается в том, что для нагрева используется тепло, получаемое в результате трения торцов свариваемых стержней. Стержни в машине располагают соосно. Один из стержней закреплен неподвижно, а другой вращается при одновременном поступательном движении с некоторым осевым усилием. Выделяемое при трении поверхностей торцов тепло достаточно для образования сварного соединения.

Исследования Всесоюзного научно-исследовательского института электросварочного оборудования в Ленинграде (ВНИИЭСО), показали значительные преимущества метода сварки при нагреве свариваемых элементов трением по сравнению с другими методами. Сварка трением по сравнению, например, со сваркой непрерывным оплавлением является более экономичной. Расход энергии уменьшается в 10 раз.

Сварка арматуры трением на машине МСТ-2

В институте ВНИИЭСО для стыковой сварки трением арматурной стали диаметром до 20 мм разработана машина МСТ-2.

Машина МСТ-2 для сварки трением стыков арматурной стали

Машина МСТ-2 для сварки трением стыков арматурной стали

Машина МСТ-2 состоит из размещенных на сварной станине двух зажимных кулачковых патронов для свариваемых стержней. Один из патронов приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, другой, размещенный на суппорте, перемещается посредством пневматического механизма сжатия.

Ленинградский завод железобетонных изделии «баррикада» усовершенствовал машину МСТ-2 (рис. 66). Заменил кулачковые патроны двухсторонним пневмоклиновым и гидравлическим патронами. В результате упростилось обслуживание машины и повысилась производительность труда при сварке арматурных стержней в 4-ре раза. Процесс сварки на машине МСТ-2 заключается в следующем. Свариваемые стержни закладывают в патроны шпиндельной 2 и подвижной 3 бабок, в шпиндельной бабке стержень длиною до 800 мм закрепляется зажимами 6, приводимыми в действие гидравлическим цилиндром 7.

Второй стержень большей длины закрепляется в подвижной бабке при помощи клинового зажима.8, приводимого в действие пневматическим цилиндром 9. После зажатия стержней включают подачу воздуха в цилиндр 10 подвижной бабки, тем самым приводят торцы стержня в соприкосновение друг с другом. Устройством 5 задают необходимую величину осадки (в зависимости от диаметра стержней и марки стали). Включением электродвигателя 4 шпиндельная бабка приводится во вращение.

Торцы стержней силами трения разогреваются до пластического состояния и воздействием поршня цилиндра 10 осаживаются. При достижении заданной величины осадки электродвигатель автоматически выключается. Давление в цилиндрах снимается, и сваренные стержни продвигаются в сторону приемного стола. Продолжительность сварки 5—12 сек., усилие осадки достигает 4500 кг, мощность электродвигателя — 7 квт.

Рекомендую - Смотреть все статьи

Это Ваш бизнес -

Электросварка арматуры ? Разрекламируйте его!