Чернение металла востребовано в различных сферах производства, однако чаще всего используется для декоративных целей в ювелирном деле и различных ремеслах.
Оцинковка металла является наиболее простым и дешевым способом его защиты от образования ржавчины. Наиболее популярным является метод горячей оцинковки.
Электрическая цепь вторичной обмотки трансформатора контактной машины называется сварочным контуром. В сварочный контур входит вторичная обмотка трансформатора, состоящая из одного или нескольких массивных медных витков, и другие токоведущие части, изготовленные из меди или медных сплавов. Форма, размеры (протяженность) и сечение токоведущих частей определяются типом машин, ее мощностью и назначением.
Токоведущие части, образующие сварочный контур, имеют болтовые, клиновые или конусные контактные соединения. Контактирующие поверхности должны быть чистыми, ровными и плотно прилегать друг к другу.
В соответствии с правилами эксплуатации электротехнических устройств омическое сопротивление контактного соединения должно быть не более 2 мком (микроом). Общее омическое сопротивление сварочного контура точечной машины должно быть не более 80 мком, стыковой не более 60 мком, шовной не более 100 мком и передвижной точечной не более 500 мком.
В процессе эксплуатации контактные соединения ухудшаются и их сопротивление возрастает, в результате чего уменьшается величина сварочного тока. Величины сопротивлений отдельных контактов могут со временем увеличиваться в несколько десятков раз. При ремонте контактирующие поверхности зачищают, подгоняют друг к другу и плотно соединяют. Болтовые соединения выполняют следующим образом. Поверхности шлифуют, смазывают вазелином и стягивают болтами с определенным усилием, определяемым размерами ключа. Вазелин должен остаться в контакте для предохранения от окисления; для этого торцы соединения красят эмалевой краской.
При помощи колодок хоботы прочно соединяются с корпусом машины. Они также соединяют гибкие шины со сварочным трансформатором. Верхний и нижний хоботы, электрододержатели и электроды являются сменными частями — оснасткой машины. Форма и размеры этих частей определяются конструкцией и размерами свариваемых деталей. Диаметр хоботов для данного типа машины остается неизменным (например, для машины МТП-75 диаметр хобота 75 мм, а для машины МТП-300 — 90 мм).
Концы хоботов вставляются в цилиндрические отверстия разъемных колодок и прочно зажимаются болтами. При наладке хоботы выдвигают из колодок на определенную величину в пределах 50—100 мм в зависимости от ширины свариваемых деталей или поворачивают на некоторый угол. Стандартная длина хоботов обеспечивает вылет электродов (расстояние от центра электрода до передней стенки машины) в пределах 500—800 мм. Для сварки крупных деталей изготовляют специальные, удлиненные хоботы. При постоянной величине усилия между электродами с увеличением длины хобота увеличиваются изгибающий момент и прогиб, что необходимо учитывать при эксплуатации сварочной машины. С увеличением механической нагрузки возрастает также электрическое сопротивление сварочного контура, что приводит к снижению мощности машины.
В переносных точечных машинах типа клещей и пистолетов роль хоботов и одновременно гибких соединительных шин выполняют токоведущие шланги. Токоведущий шланг состоит из гибкого провода, сплетенного из тонких медных проволок (диаметром 0,05—0,1 мм) и заключенного в резиновый шланг, и массивных медных наконечников, в которые впаян провод.
Трансформатор переносной точечной машины соединяется со сварочными клещами двумя токоведущими шлангами. От расстояния между двумя параллельно расположенными шлангами зависит индуктивное сопротивление сварочного контура. С увеличением этого расстояния индуктивное сопротивление увеличивается, а величина сварочного тока соответственно уменьшается. Минимальное индуктивное сопротивление сварочного контура будет при расположении шлангов вплотную друг к другу, что практически достигается скреплением шлангов в нескольких местах, при этом наряду с получением минимального индуктивного сопротивления устраняются неудобства, вызываемые резким отталкиванием шлангов друг от друга в моменты включения сварочного тока.
Указанные неудобства устраняются также применением специальных безындукционных шлангов. Безындукционный токоведущий шланг состоит из двух одинарных шлангов, помещенных один внутри другого. Внутренний резиновый шланг имеет свой гибкий провод, а вокруг него расположен наружный провод и все это заключено в общий прорезиненный шланг большего диаметра. Каждая полость безындукционного шланга имеет отдельное водяное охлаждение.
Существенным недостатком безындукционного токоведущего шланга является его большая жесткость, что затрудняет маневрирование сварочными клещами. У шовных машин более короткие хоботы, чем у точечных стационарных машин. На переднем конце хобота шестью болтами
крепится электрод-ролик. Хобот-вал вращается в разъемной втулке. От надежности контакта между трущимися поверхностями вала и втулки в значительной степени зависит качество шовной сварки.
При эксплуатации шовной машины необходимо следить за износом трущихся поверхностей и не реже двух раз в год устранять неравномерную выработку втулки и вала путем проточки и шлифования. Между трущимися поверхностями следует ежедневно вводить графитовую смазку с помощью шприца.
При необходимости применять удлиненные хоботы-валы нужно ставить дополнительные опорные роликовые подшипники. Электрододержатели механически и электрически соединяют электроды с хоботами машины. Форма электрододержателей различна. В стационарных точечных машинах наиболее распространены прямые, цилиндрические электрододержатели (свечи) с внутренними каналами для водяного охлаждения. Для машин мощностью до 150 ква внешний диаметр электрододержателя равен 25 мм, а для машин большей мощности — 50 мм. Внутренний канал для водяного охлаждения должен быть диаметром 10—15 мм. С увеличением диаметра канала улучшается охлаждение электрододержателя и электрода, но одновременно уменьшается толщина стенки, что приводит к снижению его электропроводности и механической прочности.
Электрододержатели могут быть различной длины. Машину МТП-75 рекомендуется комплектовать прямолинейными электродо-держателями длиной 80, 150, 250, 350 и 500 мм. Для обеспечения нормального охлаждения и высокой стойкости электродов важное значение имеет правильно выбрать длину коллекторной трубки.
При сварке в неудобных местах применяются фигурные электрододержатели. Механическая прочность электрододержателей изогнутой формы низкая и они плохо охлаждаются водой. При применении их почти всегда снижается качество сварки. Иногда электрододержатель и электрод изготовляют как одно целое. Такой вариант можно допускать лишь в крайнем случае, так как при этом трудно поддерживать размеры рабочей поверхности электрода и ремонтировать изношенный электрод. Кроме того, в нем отсутствует канал для водяного охлаждения, что значительно ухудшает условия работы электрода.
Почти всегда при сварке в неудобных местах можно избежать применения электрододержателей изогнутой формы и заменить их прямолинейными со стандартными электродами. Для этого в противоположной стороне хобота сверлят отверстие с наклоном к вертикали 20—30°, в которое вставляют электрододержатель.
Электроды контактных машин — весьма ответственные и быстроизнашивающиеся части сварочного контура. От конструкции и материала электрода зависят качество и производительность контактной сварки. Материал электродов должен обладать достаточной электропроводностью и теплопроводностью, большой прочностью и сопротивляемостью смятию при нагреве. Применение чистой меди для изготовления электродов нежелательно, так как ее прочностные характеристики как электродного материала неудовлетворительны.
Стойкость электрода определяется количеством сваренных точек, стыков или метров шва до полного износа электрода. Стойкость электрода из мягкой, отожженной меди можно повысить путем нагартовки (протяжки, ковки и т. д.). Электроды рекомендуется изготовлять из более стойких материалов, специальных сплавов.
Штамповка электродов из заготовок выполняется в три операции. После третьей операции электрод получается окончательно обработанным с гладкими поверхностями. При штамповке электрод приобретает нагартовку, а следовательно, и большую стойкость в работе. Стойкость электродов точечных машин зависит от расстояния между рабочей поверхностью и поверхностью охлаждения Н. При слишком малом
Н рабочая часть электрода мала и он быстро изнашивается, несмотря на интенсивное охлаждение. При чрезмерно большом расстоянии Н ухудшается охлаждение и снижается стойкость электрода, что также ведет к быстрому его износу. Исследованиями установлено, что рабочая часть электрода диаметром 16 мм должна иметь оптимальную длину 12 мм, а электрода диаметром 25 мм — 20 мм.
При сварке в неудобных и тесных местах можно применять электрод изогнутой формы или с узкой рабочей частью, а также совмещать функции электрододержателя и электрода. Однако во всех случаях следует предусматривать его нормальное внутреннее охлаждение. Фигурные электроды без канала водяного охлаждения применять не рекомендуется ввиду их низкой стойкости при сильном нагреве.
Та часть электродов точечных машин, которая изнашивается в процессе сварки, обычно имеет коническую форму. Диаметр контактной поверхности электродов должен соответствовать диаметру свариваемой точки. Контактная поверхность электродов точечных машин может быть плоской или сферической. Электроды со сферической контактной поверхностью применяются для сварки алюминиевых сплавов.
Форма и величина контактной поверхности электродов точечных машин должны быть постоянными. Для восстановления формы и величины поверхности электроды зачищают обычными напильниками или специальным инструментом.
Особенно тщательно за состоянием контактной поверхности электродов необходимо следить при сварке алюминиевых сплавов. После сварки каждых 5—10 точек налипающие частицы алюминия должны быть удалены шлифованием мелкой водостойкой наждачной бумагой, натянутой на резиновую оправку.
В результате опиловки или заправки длина изнашивающейся части электрода постепенно уменьшается и, когда расстояние от контактной поверхности до дна внутреннего канала становится слишком малым (менее 3 мм), контактная поверхность электрода сминается из-за недостаточной механической прочности и качество сварки ухудшается.
Электродом диаметром 16 мм при длине рабочей части 12 мм между очередными его заправками можно сваривать в среднем 3000 точек, до полного износа его рабочей части можно сварить около 50 000 точек.
Для рельефной точечной сварки небольших деталей рабочая часть электрода выполняется плоской и диаметр ее контактной поверхности может быть равным 30—60 мм. При рельефной сварке некоторых деталей в электроде делают фигурные гнезда, позволяющие центрировать свариваемые детали. Центровка деталей кольцевой формы осуществляется по отверстию при помощи фиксатора, закрепленного в нижнем электроде.
Фиксатор из закаленной стали обладает большей стойкостью, чем из текстолита, фибры, гетинакса и т. п., но он создает шунтирование сварочного тока, что значительно ухудшает качество сварки. При изоляции стального фиксатора теплостойкими материалами, например эбонитом, стеклопластиком, несколько уменьшается шунтирование и улучшается качество сварных точек. Полное устранение шунтирования при сварке кольцевых деталей может быть достигнуто путем применения фиксаторов из прочного теплостойкого изоляционного материала или снабжение нижнего электрода автоматически опускающимся стальным фиксатором.
Автоматическое опускание и подъем фиксатора можно осуществлять небольшим пневмоцилиндром, установленным на электрододержателе. Шток пневмоцилиндра через рычаги шарнирно соединяется с фиксатором. Воздух в пневмоцилиндр электрода должен подаваться с некоторым запозданием по сравнению с подачей воздуха в пневмоцилиндр механизма привода сварочной машины, т. е. так, чтобы верхний электрод успел опуститься и надежно прижать свариваемые детали до момента опускания фиксатора. Для запаздывания подачи воздуха на вход пневмоцилиндра фиксатора ставится дроссельный кран.
Электроды для шовных машин изготовляются в виде дисков диаметром 40—400 мм толщиной 8—20 мм. Чем больше диаметр ролика, тем дольше он работает без замены, но применять ролики больших диаметров можно только при сварке прямых швов, т. е. при сварке листов и замкнутых изделий с расстоянием между стенками не менее диаметра ролика. С уменьшением диаметра ролика понижается его стойкость. Поэтому ролики небольшого диаметра рекомендуется применять в исключительных случаях.
Рабочая часть роликов может быть прямой, с двусторонним или односторонним скосом. Контактная поверхность электрода-ролика в большинстве случаев делается цилиндрической. Для сварки сплавов из цветных металлов применяются ролики со сферической контактной поверхностью.
Качество шовной сварки в значительной степени зависит от ширины рабочей части электрода. В процессе сварки рабочая часть электрода сминается и ширина контактной поверхности увеличивается. При сварке деталей, имеющих антикоррозийные покрытия (свинец, цинк и др.), на контактную поверхность электрода-ролика налипают окислы металла покрытия. Для зачистки электродов-роликов применяются стальные шарошки шовных машин типа МШПБ, предназначенные для сварки бензобаков. Например, зачистка и формирование электродов-роликов производятся стальными шарошками. Для зачистки электродов-роликов шовных машин других типов применяют специальные стальные кольца или обрабатывают их на токарных станках. До полного износа одной пары электродов-роликов диаметром 280 мм в среднем может быть сварено 4000—5000 м шва.
Электроды стыковых машин изготовляют из твердых медных сплавов. Они имеют вид трапециевидных призм различных размеров с вырезом под свариваемую деталь. Если к поверхности свариваемых деталей не предъявляется особых требований, верхние электроды (губки) изготовляют из стали.
В стыковых машинах небольшой мощности электроды крепятся к нижней контактной плите и верхней части зажимного устройства. В машинах большой мощности электроды съемные.
В зависимости от электродного сплава, материала свариваемых деталей и параметров режима количество сваренных стыков до полного износа электродов составляет от 5000 до 15 000. Наиболее полное использование металла электрода — одно из существующих условий снижения стоимости контактной сварки.
Вес рабочей части электрода составляет всего 10—30% от полного его веса. Это обстоятельство вызывает необходимость восстанавливать электроды на предприятиях, применяющих контактную сварку в больших масштабах.
Восстанавливать изношенные электроды можно методами наплавки, напайки и сварки. Наплавку изношенной поверхности производят электрической дугой, горящей в среде углекислого газа или азота. В последнем случае восстанавливаемый электрод помещают в графитовую форму и наплавляют угольной дугой в среде азота. Наплавленный слой проковывают в горячем состоянии.
Для напайки рабочей части электрода применяют припой ПСр-45 или фосфористую бронзу с флюсом (бурой или смесью из 50% фтористого калия и 50% борной кислоты). Нагрев производится газовой горелкой. Напайку следует вести осторожно, не перегревая металл электрода выше температуры темно-красного каления.
После восстановления электродов любым из способов необходима термообработка и нагартовка электрода в холодном состоянии. Только в этом случае стойкость восстановленного электрода будет равна или близка стойкости нового.
Часто во время осуществления сварки или пайки металлов и их сплавов возникают неожиданные проблемы. О многих из них мы и поговорим в разделе «вопросы и
ответы»
Эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся великолепными эстетическими
свойствами.
