Практична робота №3. Контактно-точкове зварювання

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 I_зв, яка визначається потужністю контактної машини і включенням певного ступеня регулювання трансформатора;

• витримка під струмом t_зв, на яку повинен бути настроєний регулятор часу;

• зусилля стиску електродами машини Р_е, що встановлюється шляхом регулювання системи стиску електродів машини.

Величину зварювального струму I_зв (А) визначають за формулою:

(3.1)

де i_a - густина струму, А/мм² (табл. 3.1);

S_a - 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/мм^2	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 U_зв=3...5 В. Потужність зварювального трансформатора N_зв (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 Т_ц.зв - тривалість циклу зварювання, с;

ПВ_факт - фактична тривалість включення зварювальної машини (20% - технічна характеристика зварювальної машини);

ПВ_факт можна визначити за формулою:

(3.6)

де N_тр - тривала потужність зварювальної машини (ква), що обчислюється за формулою:

(3.7)

де N_ном - номінальна потужність зварювальної машини (паспортна характеристика машини, яку наведено в табл. 3.3-3.4);

N_кр – короткочасна потужність зварювальної машини (N_кр = N_зв).

Зусилля стиску електродами стержнів, що зварюються, Р_е (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

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