Завдання. Визначити параметри режиму контактного
точкового зварювання
Контактно-точкове електрозварювання арматури застосовують для отримання хрестоподібних з’єднань арматурних стержнів при виготовленні зварних арматурних сіток і каркасів, а також для приварювання внапуск круглих арматурних стержнів до елементів плоского прокату – штабової, кутової та інших видів сортової сталі.
Високу якість та міцність зварних з’єднань забезпечують правильним вибором основних параметрів режиму зварювання, який залежить від діаметру зварювальної арматури і марки сталі, з якої вона виготовлена.
Залежно від тривалості зварювання, сили й густини зварювального струму розрізняють м’який і жорсткий режими зварювання.
М’який режим характеризується порівняно тривалим проходженням струму (від 0,5 до кількох секунд), силою струму (4…8)·103 А і густиною струму (8…12)·10-5 А/м2.
Жорсткий режим більш доцільний у техніко-економічному відношенні, відрізняється надто короткою тривалістю зварювання – 0,01…0,5 с при струмі силою (8…20)·103 А і густині струму (12…30)·10-5 А/м2.
Основними параметрами режиму контактного точкового зварювання хрестоподібних з’єднань арматурних виробів, на які необхідно настроювати зварювальну машину, є:
- сила зварювального струму Iзв, яка визначається потужністю контактної машини і включенням певного ступеня регулювання трансформатора;
- витримка під струмом tзв, на яку повинен бути настроєний регулятор часу;
- зусилля стиску електродами машини Ре, що встановлюється шляхом регулювання системи стиску електродів машини.
Величину зварювального струму Iзв (А) визначають за формулою:
(3.1)
де ia — густина струму, А/мм2 (табл. 3.1);
Sa — площа поперечного перерізу стержнів, які зварюються, мм2 (якщо стержні, що утворюють хрестоподібне з’єднання, мають різний діаметр, то приймають площу поперечного перерізу стержня з меншим діаметром).
Таблиця 3.1. Величина густини зварювального струму
| Діаметр сталі, мм | Густина струму, А/мм2 | Рекомендована витримка під струмом, с |
| 2…5 | 600…500 | 0,05…0,1 |
| 6…8 | 400…300 | 0,1…1,6 |
| 10…12 | 200…100 | 1,6…2,0 |
| 16…25 | 100…50 | 2,0…4,0 |
Напруга зварювального струму приймається Uзв=3…5 В. Потужність зварювального трансформатора Nзв (ква) визначають за формулою:
(3.2)
Витримку під струмом (с) обчислюють в залежності від класу арматурної сталі, що зварюється, за формулами:
для арматурної сталі класів A300 і A400, А50 (3.3)
для арматурної сталі класів A240, (3.4)
де d — менший діаметр стержнів, що зварюються, мм.
Тривалість циклу зварювання обчислюють за формулою:
(3.5)
де Тц.зв — тривалість циклу зварювання, с;
ПВфакт — фактична тривалість включення зварювальної машини (20% — технічна характеристика зварювальної машини);
ПВфакт можна визначити за формулою:
(3.6)
де Nтр — тривала потужність зварювальної машини (ква), що обчислюється за формулою:
(3.7)
де Nном — номінальна потужність зварювальної машини (паспортна характеристика машини, яку наведено в табл. 3.3-3.4);
Nкр – короткочасна потужність зварювальної машини (Nкр = Nзв).
Зусилля стиску електродами стержнів, що зварюються, Ре (кН) встановлюють за даними табл. 3.2.
Таблиця. 3.2. Величина зусилля стиску електродами стержнів, що зварюються
| Клас арматури меншого діаметру | Співвідношення діаметрів стержнів d1/d2 | Діаметр меншого стержня d1, мм | |||||||
| Рекомендоване зусилля стиску електродами Ре, кН | |||||||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | ||
| A240, A300, A400, А500 | 1 | 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 4,1 | 5,3 | 7,6 | 8,8 |
| А600 | 0,5-0,25 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 4,0 | 4,4 | 5,5 |
Продовження табл. 3.2
| Клас арматури меншого діаметру | Співвідношення діаметрів стержнів d1/d2 | Діаметр меншого стержня d1, мм | |||||||
| Рекомендоване зусилля стиску електродами Ре, кН | |||||||||
| 16 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 | ||
| A240, A300, A400, А500 | 1 | 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 4,1 | 5,3 | 7,6 | 8,8 |
| А600 | 0,5-0,25 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 4,0 | 4,4 | 5,5 |
Примітка: d2 — діаметр більшого стержня; d1/d2 — співвідношення, які не співпадають з наведеними, слід округляти до найближчих значень, що містяться в таблиці.
В табл. 3.3 наведено технічні характеристики серійних одноточкових машин з пневматичним приводом механізму стиску. Ці ж машини застосовуються для точкового зварювання штабового металу.
Одноточкові підвісні пневматичні машини МТПП зі зварювальними кліщами використовуються для виготовлення просторових арматурних каркасів колон, балок, прогонів тощо.
Автоматичні і напівавтоматичні багатоелектродні машини типів АТМС, МТМК і МТМС (табл. 3.4) забезпечують більш високу продуктивність праці при виготовленні арматурних сіток і каркасів.
Автоматична машина АТМС-14×75 призначена для точкового зварювання плоских арматурних сіток шириною до 2350 мм з подовжніх стержнів діаметром від 3 до 12 мм і поперечних — діаметром від 3 до 10 мм.
Напівавтоматична машина МТМК-3×100 призначена для точкового зварювання плоских арматурних каркасів шириною 105-775 мм і довжиною до 7200 мм.
Напівавтоматична машина МТМС-10×35 призначена для точкового зварювання арматурних сіток шириною до 2000 мм з стержнів від 3+3 мм до 6+8 мм.
Плоскі сітки і каркаси шириною від 600 до 3800 мм виготовляють на комплексно-механізованих і автоматизованих високопродуктивних лініях И-3АМ-1, И-10АМ-2, И-12АМ-1 (арматура діаметром 3…8 мм, рис. 3.1), И-21РС (арматура діаметром 10…28 мм).
До складу ліній входять групові бухтотримачі для поздовжньої і поперечної арматури, багатоелектродна зварювальна машина, влаштування для поперечного та поздовжнього різання сітки і пневмопакетувальне влаштування. Основним зварювальним обладнанням таких ліній є багатоелектродні машини типу МТМС для зварювання каркасів і сіток зазда легідь заготовлених поздовжніх і поперечних стержнів типу АТМС, в яких подача поздовжньої і поперечної арматури здійснюється з бухт без попередньої заготівлі.
Таблиця 3.3 Технічна характеристика контактних одноточкових машин з пневматичним приводом
| Показник | Стаціонарні | Підвісні | |||||
| МТП-75 (МТ-1207) | МТП-100 (МТ-1607) | МТП-150 | МТП-200 (МТ-2510) | МТП-300 | МТПП-75, МТПГ-75 | МТПГ-150 | |
| Найбільший діаметр меншого стержня, що зварюється із сталі класу А240 (А400) | 20 | 26 | 28 | 32 | 36 | 10 | 14 |
| Номінальна потужність, ква | 75 (54) | 100 (86) | 124 | 180 (170) | 260 | 75 | 150 |
| Номінальний зварювальний струм, А | 13000 | 15000 | 20000 | 24000 | 32000 | 8000 | 15000 |
| Номінальний коефіцієнт ПВ, % | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 25 | 25 |
| Найбільша кількість зварювань за 1 хв. | 70 | 70 | 65 | 65 | 40 | 80 | 80 |
| Габарити, мм:
— довжина |
1400 | 1400 | 1435 | 1435 | 1550 | 1350 | 1400 |
| — ширина | 785 | 785 | 785 | 785 | 795 | 452 | 450 |
| — висота | 2156 | 2156 | 2225 | 2225 | 2650 | 1166 | 1500 |
| Маса машини, кг | 570 | 610 | 840 | 950 | 1250 | 370 | 550 |
Рис. 3.1. Автоматизована лінія виготовлення широких арматурних сіток:
1 – установка для намотування сіток у рулон; 2 – контейнер з пакетом сіток; 3 – пакетувальник сіток; 4 – рольганг для переміщення сітки; 5 – ножиці для поперечного різання сітки; 6 – багатоелектродна точкова машина АТМС-14×75-7; 7 – правильний пристрій; 8 – станина; 9 – бухтотримачі; 10 – консольний кран; 11 – електроточило; 12 – пристрій для поперечного подавання дроту; 13 – машина для стикового зварювання; 14 – ножиці для поздовжнього різання сітки.
Всі операції на лінії, за винятком укладання бухт в бухтотримачі і знімання готових пакетів або рулонів сіток, автоматизовані. Важкі каркаси й сітки завширшки до 2 м із стержнів діаметром 5…20 мм можна зварювати за допомогою підвісних зварювальних машин і пересувних або стаціонарних кондукторів-шаблонів, в яких поздовжні і поперечні стержні каркасів розкладають вручну.
Таблиця 3.4 Технічна характеристика деяких спеціальних машин для
точкового зварювання арматурних каркасів і сіток
| Показник | Марка машини | |||
| для каркасів | для сіток | |||
| МТМК-3×100 | АТМС-14×75 | МТМС-10×35 | ||
| Ширина каркасів, що зварюються, мм | 775 | 2350 | 2000 | |
| Встановлена потужність, ква | 3×100=300 | 14×75=1050 | 10×35=350 | |
| Продуктивність, м/хв. | 2,5-3 | 2-8 | 2 | |
| Номінальний коефіцієнт ПВ, % | 20 | 10 | 20 | |
| Найбільше зусилля стиску між електродами, Н | 12500 | 5000 | 2500 | |
| Граничні діаметри стержнів, які зварюються, мм | Від 4+5 до
12+25 |
Від 3+3 до
10+12 |
Від 3+3 до
6+8 |
|
ВАРІАНТ ЗАВДАНЬ
| № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| d1 | 12А300 | 6А240 | 3240 | 14А300 | 6А240 | 4А240 | 10А500 | 16А240 | 5А240 | 10А300 |
| d2 | 14А400 | 10А300 | 8240 | 20А500 | 14А400 | 10А400 | 16А240 | 20А400 | 8А300 | 14А400 |
| Uв | 3 | 3,25 | 3,5 | 3,75 | 4 | 4,25 | 4,5 | 4,75 | 5 | 3,5 |
Приклад. Визначити параметри режиму контактного точкового зварювання при зварюванні хрестоподібного з’єднання арматурної сітки з поздовжніх стержнів 10 мм арматурної сталі класу А400 і поперечних стержнів 8 мм – А240.
1). Визначаємо:
- силу зварювального струму, (3.1):
А;
(силу зварювального струму визначаємо відповідно до стержня меншого діаметра – 8 мм);
— напругу зварювального струму: Uзв=4 В;
— потужність зварювального трансформатора, (3.2): ква
— витримку під струмом для стержнів арматури класу А240, (3.4):
с
2). За значеннями зварювального струму і потужності зварювального трансформатора вибираємо зварювальну машину МТП-75 з номінальною потужністю 75 ква та коефіцієнтом ПВном=20% (табл. 3.3).
3). Визначаємо тривалість циклу зварювання, попередньо обчисливши фактичну тривалість включення зварювальної машини: де Nтр — тривала потужність зварювальної машини (ква), яку знаходять за формулою:
ква; %;
с
4). Зусилля стиску електродами стержнів, що зварюються, Ре (кН) встановлюємо за даними табл. 3.2: Ре=4,1 кН.