Машины для сварки давлением. (Лекция 20)

1. КУРС ЛЕКЦИЙ-ПРЕЗЕНТАЦИЙ по дисциплине «ТЕХНОЛОГИЯ и ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ» лекция №20

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.т.н., доцент кафедры «ОиТСП»
БЕНДИК Татьяна Ивановна
1

2. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ №20

2
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ №20
Тема 20. Машины для сварки давлением.
Общая характеристика машин и их классификация.
РТК контактной сварки.
Конструктивные элементы машин. Эргономика машин.
Оборудование для холодной сварки.
Машины сварки трением.
Установки диффузионной сварки.
Оборудование для ультразвуковой сварки.

3.

Общая характеристика машин и их классификация
Целесообразно выделить 2 больших класса машин: машины общего
назначения и специальные.
Машины общего назначения предназначены для сварки деталей широкой
номенклатуры. На однотипных машинах можно производить сварку деталей,
различных по конструкции, марке и толщине металла.
Специальные машины предназначены, как правило, для сварки
определенных узлов, конкретных изделий. Например: машины для сварки
арматуры железобетонных конструкций, цепесварочные машины,
многоэлектродные машины для сварки правой боковой стенки бункера
комбайна, полуавтоматы для рельефной сварки корпусов полупроводниковых
приборов и т. д.
В общем объеме производства контактных машин доля специальных машин
постоянно повышается и в стоимостном выражении в настоящее время
составляет 70%. Эта тенденция, очевидно, сохранится и в будущем, поскольку
специальные машины являются значительно более
высокопроизводительными.
Тем не менее, роль машин общего назначения весьма высока. Их выпуск в
количественном отношении более чем на порядок превышает выпуск
специальных машин.
3

4.

5.

5
ГОСТ 297—80 «Машины контактные. Общие технические условия» дает
следующую классификацию машин общего назначения:
по виду получаемых при сварке соединений — точечные, шовные,
рельефные, стыковые;
по конструктивному исполнению — стационарные радиального типа,
стационарные прессового типа, подвесные со встроенным
трансформатором, подвесные с отдельным трансформатором;
по типу источника сварочного тока — переменного тока, низкочастотные,
постоянного тока, конденсаторные;
по типу усилия сжатия — с постоянным усилием, с переменным усилием;
по нормируемым техническим требованиям—группа А (с повышенной
стабильностью параметров), группа Б (с нормальной стабильностью
параметров). По условиям производства к целому ряду сварных конструкций
предъявляются повышенные требования по стабильности качества сварных
соединений. Эти требования можно выполнить на контактных машинах,
основные параметры которых имеют меньший диапазон колебаний,
зависящих от допустимых колебаний напряжения питающей электрической
сети, давления воздуха в пневмосети, допустимого колебания температуры
окружающего воздуха, от загрузки машины и других условий.
В ГОСТ 297—80 конкретно указаны все технические требования, которым
должны отвечать машины групп А и Б.

6.

6

7.

7

8.

8
Сварочные клещи типа КТП 8-1
Машина сварочная типа МТП - 1110

9.

Структура условного обозначения машины общего назначения
9
1 — обозначение вида изделия (машина контактная);
2 — обозначение машины по виду соединений, получаемых при сварке (Т — точечная, Ш — шовная» Р —
рельефная, С—стыковая);
3 — обозначение машины по конструктивному исполнению и (или) типу источника тока
(В — с выпрямлением тока во вторичном контуре, К — конденсаторная, Н — низкочастотная,
Р — радиальная, П — подвесная, С — для стыковой сварки сопротивлением, О — для стыковой сварки
оплавлением);
4 — наибольший вторичный ток в кА (в обозначениях точечных, шовных и рельефных машин) или усилие
осадки в десятках кН (в обозначениях стыковых машин для сварки оплавлением);
5 — номер модификации машины;
6 — вид климатического исполнения по ГОСТ 15150 — 69;
7 — обозначение группы машины в зависимости от нормируемых технических требований;
8 — напряжение питающей сети;
9 — частота питающей сети;
10 — слово ,«экспорт» (указывается для машин, предназначенных на экспорт);
11 — обозначение технических условий на конкретную машину, а для машин, предназначенных на экспорт
обозначение стандарта
МТПВ-1205 Т4, А, 380 В, 50 Гц, экспорт, ГОСТ 297—80.
Например, подвесная точечная машина с выпрямлением тока во вторичном контуре, на
наибольший вторичный ток 12 кА, с номером модификации 05, климатического исполнения
Т4, группы А, на напряжение питающей сети 380 В частотой 50 Гц

10.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТАКТНЫХ МАШИН ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
10
1) Наибольший вторичный ток. Это ток, который проходит во вторичном
(сварочном) контуре при его коротком замыкании на максимальной
ступени регулирования при номинальных значениях раствора и вылета
сварочного контура. Вторичный контур включает в себя все токоведущие
части, но которым протекает сварочный ток, в том числе и вторичную
обмотку сварочного трансформатора.
В предыдущем ГОСТ 297—73 одним из основных
параметров был номинальный сварочный ток.
Однако, этот параметр весьма трудно было сделать
определенным. При испытаниях машин необходимо
было между электродами устанавливать эталонные
сопротивления. Кроме того, учитывая, что сварка
металлов может осуществляться в определенном
диапазоне «мягких» — «жестких» режимов,
установить
для
всех
случаев
какой-то
определенный
номинальный
режим
и
соответственно
номинальный
сварочный
ток
практически невозможно.
Все это заставило перейти при классификации машин от номинального
сварочного тока к наибольшему вторичному току.
При этом наименование ряда машин было изменено, хотя сами машины
остались неизменными. Так, например, машины МТ-1618, МТ-3201 стали
обозначаться сейчас соответственно МТ-1818, МТ-4019.

11.

11

12.

5) Номинальный и (или) наименьший и наибольший раствор— для точечных,
шовных и рельефных машин. Раствор машины—это наименьшее расстояние
между консолями или их выступающими частями, определяемое на всей длине
вылета машины.
6) Наибольшее ковочное усилие — для машин с переменным усилием сжатия.
7)Наибольшая длительность прохождения сварочного тока — для точечных,
шовных и рельефных машин переменного тока, постоянного тока и низкочастотных.
8) Наибольшее вертикальное смещение электродов — для точечных и шовных
машин.
9) Наибольшее взаимное смещение электродов — для точечных и шовных
машин. Вертикальное и взаимное (верхнего электрода относительно нижнего в
горизонтальной плоскости) смещения электродов не должны превышать
наибольших значений при безударном сжатии номинальным усилием без
включения тока.
10) Допуск параллельности контактных поверхностей плит — для рельефных
машин.
11) Наименьшая и наибольшая линейные скорости роликовых электродов —
для шовных машин.
12) Номинальное и (или) наименьшее и наибольшее усилия осадки — для
стыковых машин.
13) Масса М.
12

13.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОНТАКТНЫХ МАШИН ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ
13
Оборудование для контактной сварки по технике безопасности должно соответствовать
требованиям ГОСТ 2.3.003—86, ГОСТ 12.2.003—74, ГОСТ 12.2.049—80, ГОСТ 2.2.007.8—75,
Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), «Правилам технической эксплуатации
электроустановок потребителей» (ПТЭ), «Правилам техники безопасности при эксплуатации
электроустановок потребителей» (ПТБ). Требования безопасности, предъявляемые к конструкции
машин и входящих в комплект машин изделий, определяет ГОСТ 12.2.007.8—75.
Сварочный контур не должен иметь гальванической связи с цепями, присоединяемыми к сети.
Двери шкафов и машины, при открывании которых возможен доступ к открытым частям,
находящимся под напряжением свыше 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока,
должны иметь блокировку, обеспечивающую при открывании дверей отключение находящихся
внутри шкафа или машины устройств от сети.
Провода, соединяющие педали управления с устройствами, должны быть защищены от
механических повреждений. Крепление кабелей для подключения устройств к сети в местах
ввода кабеля в устройства должно быть выполнено из электроизоляционного материала.
Контактные сварочные машины, кроме подвесных, должны быть оснащены ограждениями,
предохраняющими оператора от выплесков металла и искр и позволяющими безопасно
наблюдать за сваркой, а стыковые машины для сварки оплавлением должны иметь местную
вытяжную вентиляцию.
Вторичное напряжение сварочного трансформатора контактной машины при холостом ходе
не должно превышать 42 В.
Сварочный контур в машинах должен иметь электрическое соединение с корпусом машины, а
корпус должен быть снабжен заземляющим болтом. В машинах , где общее заземление
сварочного контура недопустимо должно быть предусмотрено автоматическое отключение
напряжении сети от сварочного трансформатора в перерывах между циклами сварки или защита,
обеспечивающая отключение всех фаз сети при появлении на сварочных контактах напряжения
сети.

14.

Для подвесных машин со встроенным трансформатором напряжение14
питания цепей управления, расположенных непосредственно на сварочных
клещах, не должно превышать 42 В переменного тока и 110 В постоянного
тока. Подвесные машины со встроенным трансформатором должны иметь
блокировку, не допускающую включения цепи без заземления корпуса
машины.
Машины для рельефной сварки должны иметь двухкнопочное включение или
устройства, например фотоэлементы, обеспечивающие безопасную работу
оператора.
Степень защиты от прикосновения к токоведущим и движущимся
частям должна соответствовать ГОСТ 14254— 80. Для обозначения
степени защиты применяются буквы IP и следующие за ними две цифры.
Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с
находящимися под напряжением частям или приближения к ним и от
соприкосновения с движущимися частями, расположенными внутри
оболочки, а также степень защиты изделия от попадания внутрь твердых
посторонних тел. Вторая цифра обозначает степень защиты изделия от
попадания воды.
Для контактных машин общего назначения ГОСТ 297—80 устанавливает
степень защиты IP00, кроме частей, находящихся под напряжением сети, в
том числе расположенных в отдельном корпусе. Для последних
устанавливается степень защиты IP20. Для специальных машин степень
защиты определена в технических условиях на машины.

15.

Степень защиты
Краткое описание
Определение
0
Защита отсутствует
Специальная защита отсутствует
1
Защита от твердых тел
размером более 50 мм
Защита от проникновения внутрь оболочки большого
участка поверхности человеческого тела, например
руки, и твердых тел размером свыше 50 мм
2
Защита от твердых тел
размером более 12 мм
Защита от проникновения внутрь оболочки пальцев
или предметов длинной не более 80 мм и твердых тел
размером свыше 12 мм
3
Защита от твердых тел
размером более
2.5 мм
Защита от проникновения внутрь оболочки
инструментов, проволоки и других предметов
диаметром или толщиной более 2.5 мм и твердых тел
размером более 2.5 мм
4
Защита от твердых тел
размером более
1 мм
Защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и
твердых тел размером более 1 мм
5
Защита от пыли
Проникновение внутрь оболочки пыли не
предотвращено полностью. Однако пыль не может
проникнуть в количестве, достаточном для нарушения
работы изделия
6
Пыленепроницаемость
Проникновение пыли предотвращено полностью

16.

Степень защиты
Краткое содержание
Определение
0
Зажита отсутствует
Специальное защита отсутствует
1
Защита от капель воды
Капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны
сказывать вредного воздействия на изделие
2
Защита от капель воды
при наклоне 15°
Капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны
сказывать вредного воздействия на изделие при наклоне его
оболочке на любой угол до 15°
3
Защита от дождя
Дождь, падающий на оболочку под углом 60° от вертикали, не
должен оказывать вредного воздействия
4
Защита от брызг
Вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не
должна оказывать вредного воздействия
5
Защита от водяных
струй
Струя воды, выбрасываемая в любом направлении на
оболочку, не должна оказывать вредного воздействия
6
Защита от волн воды
Воды при падении не должна попадать внутрь оболочки в
количестве, достаточном для повреждения изделия
7
Защита при погружении
в воду
Вода не должна проникать в оболочку, погруженную в воду при
определенных значениях давления и времени в кол-ве,
достаточном для повреждения изделия
8
Защита при длительном
погружении в воду
Изделия пригодны для длительного погружения в воду при
условиях, установленных изготовителем

17.

ГОСТ
12.2.007.0—75
устанавливает
пять
классов
электротехнических изделий по способу защиты человека от
поражения электрическим током: 0; 01; I; II; III.
К классу 0 должны относиться изделия, имеющие, по крайней
мере, рабочую изоляцию и не имеющие элементов для
заземления. К классу 01 — изделия, имеющие, по крайней мере,
рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без
заземляющей жилы для присоединения к источнику питания. К
классу I должны относиться изделия, имеющие, по крайней мере,
рабочую изоляцию и элемент для заземления. К классу II должны
относиться изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и
не имеющие элементов для заземления. К классу
III —
изделия, не имеющие ни внутренних, ни внешних электрических
цепей напряжением свыше 42 В.
ГОСТ 297—80 допускает изготовлять контактные машины общего
назначения класса защиты 01, подвесные машины класса защиты I
и комбинированные с отдельными частями классов I и 01.

18.

В большинстве случаев сварщик выполняет работу, стоя около машины,
поддерживая и направляя детали в зону сварки. Для сварки мелких деталей и
отдыха сварщика целесообразно снабжать его рабочее место стулом, желательно
поворотным, с регулируемой высотой.
К самостоятельным работам на машинах допускаются сварщики не моложе 18
лет, сдавшие экзамен по технике безопасности и правилам эксплуатации
электроустановок (для сварщиков контактных машин квалификационная группа
по электробезопасности должна быть не ниже II, для наладчиков — не ниже III).
На стыковых машинах должны быть установлены щитки для защиты сварщика от
вылетающих при оплавлении брызг расплавленного металла. Для защиты
окружающих от ожогов около машин стыковой сварки следует устанавливать
переносные щиты или помещать машины в отгороженных участках цеха по
аналогии с кабинами дуговой электросварки. При стыковой сварке выделяется
большое количество металлической пыли, загрязняющей воздух. Поэтому должна
быть предусмотрена общая приточно-вытяжная и местная вентиляция.
Вторичное напряжение контактных машин мало и безопасно для жизни. Однако в
случае пробоя первичной обмотки сварочного трансформатора на вторичную
возможно попадание высокого напряжения на вторичный контур и корпус
машины. Поэтому вторичный контур соединяется с корпусом машины, который,
так же как и корпус шкафов управления, должен быть надежно заземлен.
Во время работы все токоведущие части машины и шкафов управления должны
быть надежно закрыты дверями, имеющими блокировку, предусматривающую
снятие напряжения при открывании дверей.
Движущиеся части машин при невнимательном и небрежном отношении с ними
могут нанести травмы сварщику. Включение привода рельефной машины
рекомендуется выполнять двумя кнопками с использованием обеих рук сварщика

19.

20.

21.

Для сварки трением необходимо использовать специальные машины.
Принципиальная кинематическая схема такой машины показана на рис..
Машина снабжена схемой управления, связывающей работу всех ее
узлов в единый цикл.
1 и 3 – зажимы; 2 – заготовки; 4 – силовой привод; 5 – механизм
установочного перемещения заготовок до упора; 6 – двигатель; 7 – привод
вращения.

22.

23.

Для осуществления диффузионной
сварки в настоящее время создано
свыше 70 типов сварочных
диффузионно-вакуумных установок.
Разработка и создание установок для
диффузионной сварки в настоящее
время ведется в направлении
унифицирования систем (вакуумной,
нагрева, давления, управления) и
сварочных камер. Меняя камеру в этих
установках, можно значительно
расширить номенклатуру свариваемых
узлов.
Для осуществления холодной сварки,
как правило, используют стандартное
прессовое и прокатное оборудование,
которое оснащают специальным
инструментом в соответствии с
типоразмерами свариваемых деталей.

24.

25.

Оборудование для ультразвуковой сварки состоит из :
- Генератора ультразвуковых колебаний, формирующего переменное
электромагнитное поле, частота которого выходит за пределы 20 КГц.
- Вибратора, трансформирующего волновые колебания в
механическую вибрацию. Вибратор состоит из пакета пластин
(толщиной не более десятой части миллиметра), изготовленных их
особого материала, который меняет линейные габариты под
действием магнитного поля. В итоге, магнитное поле, передаваемое
от генератора на пластины, то удлиняет, то укорачивает их размер и
электромагнитная волна перетекает в механическую вибрацию.
- Вибратор соединяется волноводом конической или цилиндрической
формы, который транслирует механическую вибрацию на
поверхность внешней детали. Причем конический волновод работает
еще и как резонатор, усиливая амплитуду и повышая эффективность
процесса.
Помимо указанных блоков в конструкцию аппарата входит еще и
особый сварочный стол, на котором покоятся соединяемые детали.
Причем аппарат ультразвуковой сварки транслирует вибрацию на
внешнюю деталь в продольном, продольно-поперечном или в
продольно-вертикальном направлении. Кроме того, возможно и
взаимное кручение стыкуемых элементов.
В завершении описания оборудования следует отметить, что
стыкуемые детали попадают на рабочий стол аппарата в следующей
последовательности: вниз укладывают толстую деталь, на которую
помещают тонкую заготовку. Соотношение толщины верхней и
нижней заготовок может достигать значения 1/1000.

26.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
КАКИЕ БУДУТ ВОПРОСЫ?