Сварка крепёжных изделий технология и оборудование

В. Райский

Применяемое оборудование

Сегодня оборудование фирмы Kоco (Kоster) известно практически во всех европейских странах и широко используется в промышленности и строительстве. Для разных методов сварки и разных условий применения производят три серии устройств.

Внешний вид источников питания и сварочных пистолетов серии KST

Серия KST – малогабаритные инверторные источники питания, в которых поджиг дуги происходит за счет мгновенного плавления контактного «хвостика» приварного изделия от разряда мощной конденсаторной батареи. Энергия, накопленная конденсатором, концентрируется в сжигаемом контактном «хвостике». После его сгорания возникает дуга, расплавляющая торец шпильки и поверхность основной детали. Расплавленный торец шпильки погружается в сварочную ванну, дуга гаснет, а конденсаторная батарея полностью разряжается; при этом достигается полностью монолитное соединение материала шпильки и основной детали, имеющее мелкозернистую структуру. При выборе сочетаний материалов основы и приварных изделий можно использовать данные табл. 2 (см. первую часть статьи).

Поскольку мощность источников питания серии KST невелика (см. табл. 4), их применение в основном ограничено приваркой крепежа небольших диаметров в приборо- и автомобилестроении.

Источники питания серии Elotop

Серия Elotop предназначена в основном для использования в монтажных условиях. Источник питания серии Elotop состоит из трехфазного трансформатора напряжения, полностью управляемого тиристорного выпрямительного моста с постоянным регулированием тока, дополнительно включаемого сглаживающего дросселя и блока электронного управления. Источники серии Elotop обеспечивают полное управление процессом сварки, включая такие параметры, как нарастание сварочного тока, высота подъема приварного изделия (соответствует длине дуги), сварочный ток, время расплавления (протекания сварочного тока), скорость и глубина погружения приварного изделия в сварочную ванну, режим плавного снижения сварочного тока и время кристаллизации.

Система самодиагностики источников серии Elotop включает в себя контроль температуры силового трансформатора и тиристорного выпрямителя, контроль напряжения питания, контроль тока короткого замыкания.

Сварочные пистолеты Classic (см. табл. 6) для источников питания серии Elotop служат для создания дугового промежутка между болтом и основным материалом и соединения обеих сварочных ванн по окончании сварки.

Сварочные пистолеты Classic

Существуют два варианта применения этих моделей. Пистолеты серии К (от K 22 до K 26) имеют балансировку длины, т. е. при работе с ними независимо от установочного выступа, общепринятого допуска длины болта и небольших отклонений от вертикального положения болта по отношению к основному материалу гарантирована предварительно выбранная высота подъема (длина дуги). Однако требуемое для этого сцепление при очень коротком времени сваривания болтов работает недостаточно быстро (менее 100 мс), поэтому специально для таких условий предлагаются пистолеты SK 12 без балансировки длины. Их применяют прежде всего тогда, когда болты имеют очень незначительный допуск длины.

Длина дуги и величина установочного выступа – важные параметры процесса приварки болтов, которые выбираются преимущественно в зависимости от диаметра болта. Положения приварки или поверхностная структура основного материала могут потребовать изменений, и тогда подходящие данные устанавливают опытным путем.

Высота подъема в большой степени определяет форму плавления болта. При сильных отклонениях от оптимального значения в зоне плавления могут образоваться усадочные раковины. При слишком маленьком подъеме (длине электрической дуги), кроме того, повышается число коротких замыканий от капель, которые, как следствие, вызывают неспокойный режим сваривания. Установочный выступ определяет форму болта. Здесь можно, особенно при приварке на вертикальной стене, отклониться от табличных данных. Если величина погружения болта очень мала, это означает, что имеются поры или отличия в структуре металла в зоне сваривания. При очень большом размере погружения сварочная ванна брызжет в сторону и вверх, вызывая тем самым возможность блокировки болта при движении вниз.

Шпильки, приваренные с помощью источников питания КST

Наиболее современными являются источники питания для приварки крепежа фирмы Kоco/Kоster серии 03, являющиеся первыми в мире источниками подобного типа, построенными на основе инверторного выпрямителя с синергетическим управлением. Источники питания серии 03 позволяют вести сварку внутри керамического флюсового кольца, в газовой защите или контактным методом (поджигом контактного «хвостика» приварного изделия).

Новые сварочные пистолеты серии КЕ полностью интегрированы в цепь электронного управления источником питания и имеют микропроцессорное управление подъемом-опусканием поршня. Таким образом, скорость и глубина подъема-опускания поршня не зависят от тока, протекающего в пистолете, а полностью контролируются микропроцессором блока управления источника питания. Качество сварки соответствует требованиям DIN 8563, часть 10.

Все параметры сварки вводят с помощью удобного пользовательского меню, запоминаются и отображаются на ЖК-дисплее. Система управления позволяет устанавливать силу тока и время сварки, время продувки защитного газа до сварки, высоту подъема поршня, глубину погружения привариваемой шпильки.

Упоры Нельсона приваривают методом сварки с керамическим флюсовым кольцом на установке серии 03

Блок памяти способен запоминать до 40 параметров сварки и имеет систему сообщения об ошибках сварки с самоблокировкой. Все данные можно перенести на ПК или принтер. Сварочный пистолет КЕ 24 с износостойким механизмом воспроизводит параметры подъема-опускания поршня, погружения и расплавления шпильки независимо от ее массы и в любом положении в пространстве.

Все источники питания размещены в прочных стальных корпусах, установлены на поворотных колесах и снабжены рукоятками для перемещения и рым-болтами для подъема. Класс защиты оборудования IP 23, класс охлаждения – F, класс изоляции – Е, что позволяет использовать его в тяжелых условиях, например при крупносерийном производстве или на строительных площадках.

Структура меню и опции управления источников питания серии 03 позволяют:

предварительно устанавливать параметры на мембранной пыле- и влагозащищенной ударопрочной клавиатуре;

запоминать такие параметры, как сила тока сварки и время сварки, время продувки защитного газа до сварки, высота подъема поршня и глубина погружения шпильки;

Источник питания серии 03

выводить индикацию всех данных на ЖК-дисплей;

вводить назначения и разновидности привариваемого крепежа через интерфейс;

выбирать предпочтительные параметры сварки в базе данных;

устанавливать окна меню поверх используемого окна.

Система управления серии 03 включает в себя встроенные часы реального времени, встроенный календарь до 2091 г., серийный интерфейс для ПК и принтера. Система мониторинга отслеживает в режиме реального времени: ток и время сварки, напряжение дуги, энергию дуги (потери в кабелях учитываются микропроцессором при установке напряжения), скорость и глубину погружения шпильки в сварочную ванну, порядковый номер, дату и время сварки.

Сварочный пистолет КЕ 24

При возникновении ошибок при сварке система управления выдает информацию об ошибке на ЖК-дисплей и блокирует дальнейшую работу. Возобновление работы возможно только после исправления ошибки.

Оборудование для приварки крепежа серии 03 наиболее целесообразно применять в тех случаях, когда надо приваривать большое количество разнообразных крепежных изделий на одну основу. В этом случае нет необходимости каждый раз переналаживать источник питания, достаточно только менять уже установленные программы сварки. Качество шва практически не зависит от квалификации рабочего и условий сварки.