Сварка с применением индукционных методов нагрева (ТВЧ, радиочастотная сварка)
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
не более 2-З мм), однако на практике, чтобы избежать пробоев, его поддерживают равным 3-5 мм.
Наличие ферритового сердечника увеличивает электрический к. п. д. и способствует большей концентрации энергии в кромках заготовки и тем самым уменьшает ширину зоны их разогрева.
Недостатками метода сварки труб токами высокой частоты с контактным способом подвода тока является наличие скользящих контактов, имеющих ограниченный срок службы, что вызывает необходимость их частой замены и увеличивает простой стана.
Значительно шире используется сварка труб токами высокой частоты с индукционным способом подвода энергии с помощью кольцевого индуктора, имеющего один или несколько витков, охватывающих трубную заготовку.
При индукционном подводе энергии ток индуктора наводит в металле электродвижущую силу; под влиянием э.д.с. в цепи нагрузки возникает электрический ток, который, проходя по периметру заготовки и встречая на своем пути открытую щель, отклоняется к точке схождения кромок, достигая максимальной концентрации за счет эффекта близости и поверхностного эффекта.
Недостаток индукционного подвода энергии состоит в том, что по периметру проходит полный сварочный ток и в связи с этим происходит повышенный расход электроэнергии. Отсюда в отличие от контактного подвода увеличение диаметра заготовки приводит к увеличению потерь энергии. Индукционный способ применяют, как правило, при производстве сварных труб диаметром до 114 мм.
Сварка труб с контактным подводом энергии требует более качественной заготовки, тщательной настройки формовочного и сварочного стана, постоянного наблюдения за состоянием контактов и частой их смены. Однако потребляемая мощность при получении труб малого диаметра и с малой толщиной стенки примерно в два раза меньше, чем при индукционном подводе энергии.
На качество сварного шва большое влияние оказывает частота тока, определяющая глубину зоны термического действия. Нагрев кромок на большую глубину приводит к потерям энергии. При частоте тока звукового диапазона 8 кГц проникновение тока в металл составляет доли миллиметра. В отечественной практике производства труб радиочастотной сваркой принята частота тока 400-450 кГц.
Выбор частоты тока определяется не только удельным расходом энергии, но и рядом технологических факторов; толщиной стенки трубы, производительностью, качеством подготовки кромок и др. Увеличение толщины стенки приводит к необходимости снижения частоты сварочного тока, уменьшения скорости и увеличения мощности сварки. На рис. 118 приведена зависимость сварочной мощности от скорости сварки при различной толщине стенки S трубной заготовки.
С увеличением скорости сварки и толщины стенки коэффициент полезного действия повышается. Кроме того, скорость сварки оказывает существенное влияние на структуру сварного шва, а следовательно, и на свойства готовой трубы.
При увеличенных скоростях сварки повышается скорость охлаждения сварного шва, что приводит к образованию закалочной структуры металла (троостит - мартенсит), что снижает пластичность шва, однако с повышением скорости сварки переходная зона - зона термического влияния резко уменьшается и измеряется десятыми долями миллиметра, а микротвердость сварного шва отличается от микротвердости основного металла на 5-10%. Такие структуры и свойства сварного соединения нельзя получить никакими другими из существующих методов сварки труб.
При нагреве кромок трубной заготовки возможны три режима сварки:
) кромки заготовки при подходе к сварочным валкам нагреваются до температуры 1300-1400 ос, в точке схождения они дополнительно разогреваются, но не доводятся до расплавления, находясь в пластическом состоянии. Сжатием кромок при удельном давлении не менее 50 МПа происходит разрушение и удаление окисных пленок на поверхности шва;
) кромки заготовки при подходе к точке схождения нагреваются до температуры, близкой к температуре плавления металла и в месте контакта доводятся до расплавления. Давлением сварочных валков жидкий металл с окислами выдавливается, образуя валик (грат). Удельное давление на кромки при этом режиме меньше и составляет 20-30 МПа;
) кромки при подходе к точке схождения разогреваются до температуры плавления, а в месте контакта перегреваются. Процесс сварки происходит с выбросом расплавленного металла из зоны сварки, и образуется так называемый пилообразный грат.
Затраты энергии в каждом из трех режимов различны: минимальные в первом, несколько больше во втором и максимальные при третьем режиме сварки.
Выбор того или иного варианта зависит от свойств металла трубной заготовки, качества ее поверхности и требований, предъявляемых к внутреннему грату.
Малоуглеродистые стали хорошо свариваются и в пластическом (давлением) и расплавленном (оплавлением) состояниях. Однако при сварке в пластическом состоянии давление на кромки должно быть значительно большим, чем при сварке расплавлением. Это приводит к заметной деформации кромок и образованию ровного, но значительной величины внутреннего грата. При толщине стенки трубы 1,5-2,0 мм высота грата достигает 0,8-1,0 мм. При сварке с оплавлением в точке схождения кромок (второй режим) внутренний грат получается в виде плотного валика без неровностей и высотой не более 0,4 мм. С уменьшением сварочного давления не только уменьшается величина трата, но и увеличивается стойкость узла сварочных валков.
Третий режим сварки применяют при изготовлении труб из вы?/p>