Челно заваряване: оборудване, методи и технология на процеса

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Създаването на всяка метална конструкция винаги предполага надеждно и трайно свързване на отделни компоненти и части в единна механична единица. Разбира се, металният продукт може да бъде произведен като монолитна част от една част, например чрез леене. Най-често обаче е необходимо да се създаде интегрална връзка по метода на междуатомни метални връзки, придружени от силно нагряване на мястото, където се съединяват частите. Просто казано, флаш челно заваряване.

Оборудването, методите и технологията на процеса представляват интерес за много начинаещи заварчици. Този тип връзка се използва широко в аерокосмическата и автомобилната индустрия, тъй като ви позволява да създадете здрав и надежден заваръчен шев.

Характеристики на челното заваряване

Челното заваряване на различни материали е една от разновидностите на здрава връзка под въздействието на сила на натиск и електрически ток. Тоест частите, свързани по време на флаш челно заваряване, едновременно се притискат една към друга и се нагряват с електрическа дъга.

Ако пространството на присъединеночасти до пластично състояние (без топене), тогава този тип връзка се нарича съпротивително заваряване. Когато детайлите се нагряват до стопяване, се казва, че челните ръбове на заваръчните съединения използват метода на мигане. Всеки от тези методи се използва в определени ситуации, които се оценяват от заварчика, в зависимост от изискванията за качество и надеждност на свързващия шев, както и използваното оборудване.

Наличието на дефекти в заварките силно влошава качеството на извършената работа. Следователно, за да се елиминира този проблем, е необходимо предварително да се почистят контактните повърхности от оксиди, неравности и замърсявания.

Трябва също да се помни, че с увеличаване на размера на повърхността на фугата здравината и качеството на заваръчния шев се влошават значително. Това се дължи на факта, че голяма площ не се загрява добре и допринася за бързото образуване на оксиди, които влияят негативно на качеството на завареното съединение.

Ползи за дупените стави

Всеки вид заваряване има своите технологични предимства и недостатъци. Челното заваряване според много заварчици има редица положителни качества, които значително го отличават от другите технологии.

Предимствата на флаш челното заваряване включват:

• при използване на този метод на преливане, не е необходимо предварително загряване на съединението и подготовка на ръбовете на съединените части;
• със спазването на технологията за заваряване е лесно да се получи здрав и надежденвръзка, която може да продължи няколко десетилетия без инциденти;
• поддържа високо ниво на химическа хомогенност на материала след заваряване, което увеличава здравината на съединението;
• лекотата и простотата на работа не изискват специални познания дори от начинаещ заварчик;
• възможност за извършване на процеса на флаш челно заваряване в напълно автоматичен режим;
• висока скорост на технологичните операции;
• универсалност при използването на почти всички материали.

Всички тези предимства значително надвишават малките недостатъци на процеса на челно заваряване.

Недостатъци на заваряването

Някои недостатъци на този тип заваряване включват:

• висока консумация на електрическа енергия;
• доста висока цена на машина за съпротивително заваряване за домашна употреба, така че е най-добре да направите челното съединение ръчно сами;
• необходимост от стриктно спазване на изискванията за размера на повърхността на съединените части;
• трудности при заваряване при условия на висока влажност.

Видове челно заваряване

Процесът на заваряване на челното съединение се основава на закона на Джоул-Ленц. Процесът на междуатомни връзки протича под действието на електрически ток чрез силна компресия, приложена към контактната повърхност на продукта.

Има два вида челно заваряване:

• заваряванесъпротивление;
• флаш заваряване.

По същество и двата метода използват един и същ технологичен процес на електродеформация, но има и специални разлики.

Резистентно заваряване

Уникалността на този метод е, че процесът на съединяване на части протича без топене на основата. В този случай металната повърхност е подложена на силна пластична деформация. Конструктивно заваръчните пръти са свързани към електрически ток и когато влязат в контакт с металната повърхност, се образува затворена верига. В точката на контакт се появява високо съпротивление, което осигурява малко нагряване. Пръчките, нагрети до определена стойност, се притискат плътно един към друг и токът се изключва.

След като нагрятите пръти започнат да се втвърдяват, ето защо тази технология се нарича съпротивително заваряване. За да се избегне дефект в заваръчния шев, повърхностите на продуктите, които ще се заваряват, трябва да бъдат подложени на внимателна предварителна обработка, така че когато металът е свързан, да няма малки частици от чужд произход.

Съпротивителното заваряване се използва за свързване на тел или тръби, като материалите могат да бъдат различни (стомана и мед, чугун и алуминий).

Връзка за преливане

Отличителна черта на флаш челното заваряване е подаването на напрежение към трансформатора до контакта на заварените повърхности. В този случай изпъкналите микрограпавини на повърхността се нагряват и смачкват. Следователно електрическият ток не протича по по-голяма издатина, а непосредствено покрайцялата равнина на контакт.

Има два вида флаш челно заваряване:

1. Непрекъснатото заваряване се характеризира с плавното движение на две части от продукта, захванати в специални скоби на заваръчния блок, една към друга. След това се прилага ток и частите се блокират, контактувайки с цялата равнина. Частите се заваряват, след което настъпва утаяване при определена стойност и електрическият ток се изключва.
2. Настъпва периодично топене поради редуване на моментите на запечатване и отслабване на фугите, докато електрическият ток остава включен. Това движение напред-назад затваря веригата до точката на топене на материала.

Изисквания за повърхности и технология за почистване

Повърхностите на материалите, които ще бъдат съединени, за да се получи висококачествен заварен шев, трябва да отговарят на определени изисквания:

1. Стойността на съпротивлението в цялата контактна равнина трябва да бъде приблизително равна.
2. Устойчивостта на електрически ток трябва да бъде възможно най-ниска.
3. Равнините на двете повърхности, които ще бъдат заварени, трябва да съвпадат по ниво.
4. Равномерният външен вид на повърхността е ключът към висококачественото заваряване.

За да се изпълнят тези условия, е необходимо да се направи предварителна подготовка на повърхността. За това ви трябва:

1. Извършете обезмасляване на ставата.
2. Отстранете оксидния филм върху цялата контактна равнина.
3. Извършете неутрализация на ставите.
4. Изсушете добре повърхността.

След почистване трябва да проверите визуално готовността на повърхностите за заваряване.

Машини за челно заваряване

С помощта на специални машини за челно заваряване най-често се заваряват полиетиленовите тръби, тъй като материалът на тези продукти лесно се понася от челния тип на контактната връзка.

Има следните видове заваръчни машини:

• мобилен;
• неподвижно;
• висулка;
• универсален;
• специализиран.

Дизайнът на всяка заваръчна машина включва електрически и механичен монтаж, както и система за водно охлаждане и пневматично подаващо устройство.

Челното заваряване на полиетиленови тръби е малко по-различно от съединяването на метални изделия. Тъй като пластмасовият материал не е проводник на електрически ток, нагряването на краищата на тръбите се извършва от специални нагревателни елементи. Иначе технологията на челно заваряване на полиетиленови тръби е подобна на свързването на други повърхности.

Ръчно челно заваряване

У дома използването на машина за контактно заваряване е нерентабилно, така че тръбите с малък диаметър могат да се заваряват ръчно. В същото време, за да се постигне висококачествена връзка, е необходимо да се придобие опит в извършването на работа чрез обучение.

Технологичните стъпки на процеса на ръчно челно заваряване са както следва:

1. Подгответе работното пространство според изискванията за безопасност.
2. Направете сигурно фиксиране на детайлите. Закрепването може да се извърши със специални скоби, но в домашни условия най-често се използват тухли или вдлъбнатини в земята. Основното нещо е частите да останат неподвижни.
3. Използвайте шкурка или пила, за да почистите повърхностите, които ще се заваряват.
4. При нагряване на челна заварка трябва да се приложи натиск върху съединението.
5. Шевът се охлажда естествено - на въздух.

В случай на силен вятър навън е препоръчително да спрете работата, за да предотвратите навлизането на прах или пясък в зоната на заваряване. При дъждовно време работата може да се извършва под специален навес.

Дефекти в задните стави

Дългосрочното функциониране на всяко механично устройство до голяма степен зависи от качеството на визуалния контрол на извършената работа. Следователно всеки заварчик трябва да знае и да може да оцени основните дефекти, които могат да възникнат по време на процеса на заваряване.

Основните дефекти на флаш челното заваряване включват:

1. Липса на проникване на заваръчния шев, което се проявява в частична метална връзка. Най-честата причина за този дефект е наличието насъединението на оксидния филм, както и слабото нагряване на краищата на частите.
2. Пукнатини и разслояване на шева, които могат да възникнат, когато материалът се охлади бързо след заваряване.
3. Изкривяването на влакната в зоната на заваряване може също да бъде причинено от прекомерно разстройство.
4. Замърсяване на фугата с различни включвания, големи зърна по заваръчния шев са структурни дефекти. Такива проблеми възникват, когато шевът се окисли или прегрее.

Челното съпротивително заваряване според експертите е надежден и висококачествен начин за съединяване на части от различни материали. Поради възможността за извършване на процеса в автоматичен режим, той се използва широко в промишлените предприятия за свързване на сложни компоненти на много механични устройства.