Меню

Электросварка токами высокой частоты какая это сварка

Индукционные системы нагрева при сварочных работах

Сварка пластмасс в электрическом поле высокой частоты

ТВЧ-сварка (сварка током высоких частот) пластмасс осуществляется за счет разогрева материала после поглощения им энергии образующегося электрического поля.

Профессиональные ТВЧ станки обеспечивают локальный быстрый нагрев соединяемых поверхностей, при этом нет проплавления всей поверхности и объёма материала. За счёт этого сварка ТВЧ может использоваться для соединения материалов, имеющих узкий температурный интервал вязко-текучего состояния, а также высокую вязкость расплава.

При сварке материал располагается между металлическими электродами, и при подключении данной системы к источнику электроэнергии высоких частот образуется конденсатор. Материал-диэлектрик под воздействием электрического поля поляризуется. При переменном электрическом поле в материале образуется переменная поляризация, которая сопровождается смещением заряженных частиц, входящих в атомы и молекулы. Большая часть реальных диэлектриков (включая термопласты), помещаемых в переменное поле, имеет определённую проводимость.

Причиной для нагревания полимеров в электрополе высокой частоты являются особые звенья в их молекулах, которые имеют дипольное строение и могут при наложении внешнего поля поляризоваться. Микродиполи при попадании полимеров в переменное электрическое поле будут ориентироваться по направлению электрического поля: отрицательные заряды будут тянуться к положительно заряженной пластине конденсатора, положительно заряженные — к отрицательной пластине, а при смене на обкладках конденсатора знака заряда ориентация участков молекул будет меняться. Препятствовать этой смене ориентации будут соседние молекулы и соседние звенья этой же молекулы. Энергия, которая будет тратиться на преодоление этих препятствий, превращается в тепловую. Вязкость полимера при нагреве уменьшается и улучшаются условия ориентации.

Диполи диэлектрика при малых частотах изменения электрического поля ориентируются без запаздывания, а при возрастании частоты поля скорость поворота диполей увеличивается, соответственно, увеличивается трение частиц. Поляризация при очень большой частоте ослабевает, поскольку частицы не успевают сделать полную ориентацию.

По результатам исследований, процесс теплообразования в высокочастотном электрическом поле определяется параметрами поля, то есть напряжённостью и частотой, и диэлектрическими свойствами полимера. От теплопроводимости материала cкорость нагрева материала не зависит, поскольку теплопроводность определяет только потери теплоты в массу электродов и околошовную зону. Соответственно, максимальная температура при сварке обычно сосредоточена именно на контакте деталей, минимальная сосредотачивается на границе электродов и изделия. Подобное рациональное распределение температуры является неоспоримым преимуществом ТВЧ-сварки, поскольку не происходит наружного перегрева вещества. Скорость нагрева увеличивают изменением частоты и напряженности электрополя, однако увеличение напряженности ограничено определённым пределом – если он превышен, происходит электрический пробой находящегося между электродами свариваемого материала. Это становится причиной брака во шве и нарушает режим работы генератора высоких частот.

Частота электрополя также ограничена габаритами конденсатора – если нарушены определённые соотношения, пластмассы могут нагреваться неравномерно.

Способы сварки токами высокой частоты

Существует три технологии ТВЧ-сварки: шовная, точечная и прессовая. Выбор сварочной технологий в большинстве случаев определяется особенностями конструкции изделий.

Прессовый метод ТВЧ-сварки

Прессовый метод (рис. 1, а) заключается в следующем: свариваемые детали изделия помещаются между обкладками рабочего конденсатора, то есть электродами. Один или оба электрода повторяют конфигурацию шва. Можно задать любую форму шва, так как электроды сменные.

Рис. 1 Сварка пластмасс в высокочастотном электрическом поле: 1-электроды, 2-свариваемые детали изделия, 3-генератор, 4-диски

Одновременно с подачей напряжения на электроды от генератора подается соответствующее давление на свариваемые детали. Место сварки одновременно и равномерно нагревается по всей длине, это обеспечивает не только высокое качество, но и надёжность и стабильность механических свойств полученного сварного шва. Прессовая технология ТВЧ-сварки ограничена в использовании – толщина соединяемых деталей не должна превышать 5 мм.

Прессовая сварка – это наиболее распространённый и универсальный метод ТВЧ-сварки пластмасс. Эта технология используется для сварки деталей, декоративной отделки, клеймения изделий, нанесения аппликаций.

Шовный метод ТВЧ-сварки

Шовный метод (рис. 1, б) заключается в следующем: два диска, которые вращаются в противоположные стороны, создают одновременно с нагревом давление на свариваемые детали. Несмотря на кажущуюся простоту, шовная технология имеет один достаточно серьезный недостаток — для того, чтобы обеспечить высокую производительность при небольшой площади сварки, необходимо требуется повышать частоту тока и напряжение, удельную мощность. А эти показатели, как сказано выше, ограничены, соответственно, производительность сравнительно невелика. В связи с этим на производстве шовный метод используется достаточно редко, в основном для сварки тонких пленок.

Точечный метод ТВЧ-сварки

Точечный метод (рис. 1, б) представляет собой разновидность шовной технологии и отличается от неё видом шва: шов по длине получается не сплошным, а прерывистым, то есть отдельными точками. Данная технология ТВЧ-сварка используется преимущественно для прихватки изделий, собранных под шовную либо прессовую сварку.

В высокочастотном электрополе также сваривают поперечные стыки труб, но сделать разогрев равномерным по всему периметру стыка достаточно сложно, поэтому для сварки стыков труб применяются кольцевые неразъёмные либо разъёмные электроды. Особенно значимый параметр сварки в данном случае – это расстояние от электрода до стыка. При уменьшении расстояния возрастает напряженность поля в стыке, поэтому его выбору нужно уделять особое внимание.

Основные технологические параметры ТВЧ-сварки:

  1. величина давления;
  2. напряжённость электрического поля;
  3. продолжительность нагрева

В основном большинство полимерных материалов хорошо нагревается при частотах в пределах 10 — 150 МГц. Для обеспечения стабильности работы оборудования и отсутствия целесообразнее устанавливать верхний предел частот, хотя максимальное КПД генератора обеспечивается на нижнем пределе. Частота электрополя нормирована и зависит от полос частот, которые разрешены для применения в технических целях. Чтобы не создавать помехи телевидению, радиовещанию и остальным службам РФ, для ТВЧ-сварки разрешены частоты 27, 12; 81, 36; 40, 62; 152 МГц.

Стоит отметить, что такие широко используемые термопласты, как фторопласт-4, полистирол полиэтилен и некоторые другие, к сожалению, непосредственно сваркой ТВЧ не соединяются, потому что относятся к наиболее совершенным диэлектрикам, соответственно, не могут генерировать достаточное количество тепла, необходимого для сварки.


Контактный способ

Самым распространённым способом изготовления электросварных труб, является вариант с использованием контактного токопровода, ввиду сконцентрированного выделения теплоты в зоне сварки. Использование этой схемы позволяет более экономно расходовать энергию и увеличить перечень свариваемых изделий.

Сварка токами высокой частоты

Но так же есть и свои недостатки. К ним можно отнести недолговечность контактного элемента и его малую износостойкость, которая зависит от ряда причин таких как:

  • материал контакта;
  • способ его охлаждения;
  • степень прижима и сила тока.

Сюда же следует отнести сварку вращающимся контактным трансформатором.

Сварка токами высокой частоты

Как сделать такой аппарат для контактной сварки, можно узнать на сайте . Сам аппарат состоит из:

  • трубы;
  • скользящих контактов;
  • сердечника;
  • обжимных роликов.

Подключение к индуктору

Вначале следует сказать о конструкции самого индуктора. Его рекомендуется сделать в виде цилиндрической катушки, намотанной в один ряд медным проводом. Витки должны быть изолированы друг от друга.

Рекомендуемое число витков – от 80 до 100. Сечение провода обычно составляет 2,5 – 4 мм2. В качестве сердечника можно использовать саму трубу отопления, но практические опыты показали, что вода при этом греется слабо. Поэтому была опробована другая конструкция сердечника.

Для более интенсивного нагрева теплоносителя в качестве сердечника предложено использовать отрезок пластиковой трубы, заполненный обрезками стальной проволоки, диаметром 5 – 6 мм.

При такой схеме происходит индукционный нагрев проволоки, обтекаемой теплоносителем. За счет увеличения площади теплообмена вода нагревается значительно интенсивней. Участок трубы с проволокой следует ограничить стальными сетками с обеих сторон, во избежание попадания обрезков в систему отопления.

Что касается собственно подключения сварочного инвертора, то рекомендации тех, кто сделал индукционный нагреватель своими руками, несколько неоднородны.

Так, часть советов сводится к изготовлению дополнительного промежуточного трансформатора, во вторичную обмотку которого включается индуктор с конденсатором.

Другая часть мастеров просто наматывают один виток медного провода на тороидальный высокочастотный трансформатор сварочного инвертора и напрямую к нему подключают индуктор.

В любом случае, не следует использовать выводы + и — сварочного инвертора, с которых осуществляется сварка. Напряжение на них выпрямленное, с наложенными высокочастотными пульсациями. Постоянная составляющая сварочного напряжения просто перегреет индуктор, не создавая рабочего поля.

Читайте также:  Время в течение которого переменный ток совершает полный цикл своих изменений называется

Подключение к индуктору

Вначале следует сказать о конструкции самого индуктора. Его рекомендуется сделать в виде цилиндрической катушки, намотанной в один ряд медным проводом. Витки должны быть изолированы друг от друга.

Рекомендуемое число витков – от 80 до 100. Сечение провода обычно составляет 2,5 – 4 мм2. В качестве сердечника можно использовать саму трубу отопления, но практические опыты показали, что вода при этом греется слабо. Поэтому была опробована другая конструкция сердечника.

Для более интенсивного нагрева теплоносителя в качестве сердечника предложено использовать отрезок пластиковой трубы, заполненный обрезками стальной проволоки, диаметром 5 – 6 мм.

При такой схеме происходит индукционный нагрев проволоки, обтекаемой теплоносителем. За счет увеличения площади теплообмена вода нагревается значительно интенсивней. Участок трубы с проволокой следует ограничить стальными сетками с обеих сторон, во избежание попадания обрезков в систему отопления.

Что касается собственно подключения сварочного инвертора, то рекомендации тех, кто сделал индукционный нагреватель своими руками, несколько неоднородны.

Так, часть советов сводится к изготовлению дополнительного промежуточного трансформатора, во вторичную обмотку которого включается индуктор с конденсатором.

Другая часть мастеров просто наматывают один виток медного провода на тороидальный высокочастотный трансформатор сварочного инвертора и напрямую к нему подключают индуктор.

В любом случае, не следует использовать выводы + и — сварочного инвертора, с которых осуществляется сварка. Напряжение на них выпрямленное, с наложенными высокочастотными пульсациями. Постоянная составляющая сварочного напряжения просто перегреет индуктор, не создавая рабочего поля.

Особенности систем индукционного нагрева

Стандартное оборудование представляет собой источник питания в защитном корпусе с разъемами для подключения удлинительных кабелей. Индукционная система нагрева оснащается воздушным или жидкостным охлаждением, встроенным регулятором температуры. Опционально она может комплектоваться тележкой на колесах, а также электронным записывающим устройством. Программирование имеет два режима: ручной, когда оператор сам выставляет время обработки, и автоматический. В последнем случае выходная мощность зависит от текущей температуры детали.

Все системы имеют высокую степень защиты, исключающую поражение электрическим током при работе. Если разъем не закрыт заглушкой или к нему не подключен кабель, питание на него не подается. Некоторые модели оснащаются дистанционными выключателями.

Индукционные системы нагрева с воздушным охлаждением комплектуются специальным одеялом с кевларовым чехлом. Такое оборудование применяется при работе с надземными и подводными трубопроводами, в судостроении (для обработки кромок значительной длины), горной промышленности. Большинство моделей данного типа оснащены несколькими разъемами для удлинительных кабелей, что позволяет обрабатывать одновременно более чем одну деталь.

Системы с жидкостным охлаждением имеют дополнительный кабель, который подсоединяется к обрабатываемой детали. Он размещен в армированном силиконовом шланге. Это обеспечивает прочность последнего, создает необходимые условия для подачи жидкости, охлаждающей проводник тепла.

Индукционная система нагрева с жидкостным охлаждением используется для горячей посадки фланцев и других компонентов на вал, а также для их последующего снятия. Ее применяют при строительстве технологических трубопроводов в полевых условиях и сварочных цехах. В горной и судостроительной промышленности такое оборудование используют для быстрого нагрева кромок значительной протяженности — например, для швов деталей корпуса.

Режимы термической обработки

Данный процесс состоит из трех этапов:

  • индукционного нагрева сварного шва до необходимой температуры;
  • выдержки в таком состоянии в течение некоторого времени;
  • охлаждения с определенной скоростью.

При монтаже трубопроводных систем используются следующие режимы:

  • термический отдых. Как правило, используется для сварных соединений в системах толстостенных труб, для которых применение других режимов нагрева затруднено;
  • высокий отпуск. Такой обработке подвергаются сварные швы из сталей перлитного класса. Высокий отпуск позволяет снизить на 70–90 % остаточные напряжения, повысить пластичность и вязкость металла;
  • нормализация. Нагрев снижает уровень остаточных напряжений, приводит к образованию однородной мелкозернистой структуры. Нормализации чаще всего подвергаются соединения в системах тонкостенных труб малого диаметра из стали перлитного класса, особенно если они выполнены методом газовой сварки;
  • аустенизация и стабилизирующий отжиг. Оба этих вида термической обработки применяются для улучшения качества сварных соединений труб из высоколегированных марок аустенитного класса.

Источник

Cварка токами высокой частоты

Виды Сварки

Высокочастотная сварка

Высокочастотная сварка – это способ соединения металлов при помощи тока высокой частоты. Ее особенность в том, что соединяемые детали находятся под небольшим углом и кромки почти касаются друг друга. Электрические контакты подсоединяются к кромкам деталей и пропускают ток высокой частоты.

После нагрева и расплавления металл сжимается специальными обжимными роликами, затем соединение осаживается, образуя прочный сварной шов. Эффект обусловлен близостью свариваемых деталей и поверхностным прохождением тока в результате чего достигается большая концентрация тока на кромках и металл хорошо сваривается.

Сварка токами высокой частоты бывает двух типов: с помощью обычных контактов и индукционная. При первом способе подсоединяются обычные электрические контакты, а при втором – ток наводится индуктором. Чаще всего сварка высокочастотными токами используется для производства длинных труб различного диаметра.

Технология высокочастотной сварки

Сварочный шов

С технической стороны процесс выглядит как быстрое движение трубы между круглых роликов, перед которыми перемещается токоподводящий контакт. Ролики выполняют функцию фиксации места сварки. Чтобы увеличить интенсивность нагрева в заготовленную для сварки трубу вставляют ферритовый магнитный сердечник.

Высокочастотная сварка труб небольшого диаметра до 76 мм происходит при помощи генераторов тока с частотой 440 кГц, для труб до 426 мм используют машинные генераторы частотой 8 кГц. Сваривание трубы происходит со скоростью от 25 до 55 метров в минуту.

Сварка на высокой частоте позволяет сконцентрировать энергию на поверхности проводника, в результате сварная зона совсем небольшая, примерно 0,1-0,15 мм.

После сварки в месте шва получается металл, который по антикоррозийным и механическим свойствам почти не отличается от исходного металла.

Кроме металлов можно сваривать диэлектрические материалы наподобие пластмассы. При этом применяют точно такие же современные способы, как высокочастотная сварка. Принцип аналогичен: свариваемое изделие помещается в высокочастотное электрическое поле, которое преобразуется в тепло.

Пластмасса – это не чистый диэлектрик. После внесения материала в поле свободные заряды в структуре смещаются, образуя ток. На смещение частиц затрачивается энергия, которая производит тепло. Высокочастотная сварка пластмасс происходит с помощью генераторов частотой 30-40 МГц.

Не все типы пластмасс можно сваривать таким способом, подходят те, который называют полярными: винипласт, поливинилхлорид, полиамид.

Все остальные типы считаются неполярными, и не могут свариваться в высокочастотном поле.

Высокочастотная сварка пластмасс

Cварка токами высокой частоты пластмасс

Сварку пластмасс производят по двум схемам: прессовой и роликовой. При первом способе электроды по своей конфигурации совпадают с размерами сварного шва. То есть, все участки шва свариваются за один раз. При этом электроды служат не только для подвода энергии, но и выполняют роль пресса. Таким способом можно получить любой тип стыка – встык, внахлест, и другие.

Когда нужно сварить тонкую синтетическую пленку, используют точечные электроды, которые подаются специальным механизмом с определенным шагом. Второй способ – с помощью роликов, вращающихся в разных направлениях. Одни из них является выводом для генератора высокой частоты, а второй заземляется. Пластмасса прокатывается между ними и происходит сварка. В результате можно получить длинный и непрерывный шов.

У этого метода есть недостаток: при большой скорости сварки шов выходит из-под роликов в нагретом состоянии и если материал большой толщины, то возникает деформация.

Также под роликами сложно создать хорошую электрическую емкость. Из-за недостатков роликовый способ применяют только для сварки тонкой пленки.

Самая оптимальная эффективность при сварке пленки толщиной 100 мкм. Для сварки пластмасс используют целый спектр генераторов с разными мощностями от 1,6 до 10 кВт. Но неизменной остается частота, при которой происходит сварка пластмассы – он равна 27,12 МГц. Это стандарт, который не должен изменяться.

Читайте также:  При коротком замыкании выводов гальванического элемента сила тока в цепи 2 внутреннее сопротивление

Источник

Характеристика и принципы работы высокочастотной сварки

где — удельное электросопротивление при 20°С, мкОм·м, — относительная магнитная проницаемость материала, f – частота тока, кГц.

При сильном проявлении поверхностного эффекта ток по центральной части проводника практически не течет, что приводит к увеличению активного сопротивления и усилению нагрева проводника.

Эффект близости заключается в перераспределении линий тока, протекающих в соседних проводниках, вследствие их взаимного влияния. Это явление имеет место только в случае достаточно сильного проявления поверхностного эффекта, т.е. при условии, что глубина проникновения тока достаточно мала по сравнению с поперечными размерами проводника и поперечное сечение проводника лишь частично занято током.

Если проводник с током высокой частоты (индуктор) расположить над проводящей пластиной, то максимальная плотность тока в пластине будет под индуктором. Ток на поверхности пластины будет как бы следовать за индуктором. Это явление позволяет управлять распределением тока в свариваемых телах и играет большую роль при высокочастотной сварке.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Профессионалы советуют при сварке труб ручной дуговой сваркой делать тройной шов – он будет надёжнее одиночного. Наиболее удобно работать сварщику с поворачиваемой трубой. Сварка так называемых поворотных стыков производится следующим образом:

  • сначала соединяется одна четверть диаметра трубы;
  • потом трубу поворачивают на 180 градусов, и варится противоположный первому шву участок;
  • далее новый поворот и сварка второй четверти диаметра трубы;
  • после этого производится ещё одно вращение трубы, и соединяется оставшейся участок.

После очистки от окалины на первый шов наносят второй. Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.

При сварке жёстко зафиксированной трубы применяется иная методика:

  • первый шов ведут снизу вверх до половины диаметра трубы, а потом опускается вниз, обратно к началу;
  • нанесение второго шва начинают также снизу, но ведут с другой стороны и в обратном направлении.

Другие способы сварки

Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным. При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.

Самое надёжное соединение даёт многослойная сварка. В некоторых случаях применяют сварку спиралью – очистив от окалины начальный шов, второй ведут параллельно валику первого.

Сварка медных труб

Выбор способа сварки медных труб зависит от назначения соединяемых труб, герметичности шва и иных характеристик. Применяют три метода сварки – электродуговую, контактную и газовую.

Наиболее перспективной признаётся электродуговая сварка с использованием неплавящегося электрода из вольфрама и присадочной проволоки, в состав которой добавлены раскислители.

В качестве защитного газа целесообразно использовать азот, потому что сварка получается дешёвой.

Однако при работе с тонкостенными медными трубами лучше применять аргон.

Сварка стальных труб

Самой востребованной остаётся сварка стальных труб – как в производстве, так и в быту. Здесь существенную роль играет квалификация сварщика. Что касается сварочного оборудования, то используются электросварки, газосварки и полуавтоматы.

Перед началом сварки проводят предварительную тщательную очистку кромок от загрязнений и окислов, затем снимают фаску, что позволит получить V-образную площадь, благодаря которой шов станет прочным и герметичным.

При сварке газовой горелкой достаточно одного шва. С целью исключения непровара окончание шва немного накладывается на начало. Сорт присадочного материала должен быть одинаковым с металлом свариваемой трубы.

А самыми распространёнными на сегодня являются электросварка и полуавтоматическая. В обоих случаях процесс начинается с подготовки свариваемых труб. Затем соединяемые части центрируют и равномерно прихватывают в трёх-четырёх точках.

Первый шов «тройкой». Важно заполнить фаску по высоте всего на две трети. После очистки шва от шлака и проверки качества работы, меняют электрод «четвёрку» и приступают к нанесению дополнительного шва.

Сварка оцинкованных труб

Специальная технология сварки оцинкованных труб позволяет соединять их, не нарушая цинкового покрытия. На место стыковки наносят флюс, который и обеспечивает защиту от выгорания покрытия. Под флюсовым слоем цинк сначала от воздействия тепла становится вязко-жидким, затем расплавляется, но не выгорает и не испаряется. По завершению сварки это обеспечивает защиту от коррозии.

При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции. В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.

Сварка профильных труб

Основной способ сварки профильных труб – обычное соединение торцов встык. Выполняют её дуговым или газовым методом, но благодаря простоте и качественному шву больше распространён первый из них. Однако электросварка профильной трубы требует опыта работы сварщика, хотя бы небольшого.

Много зависит, к примеру, от правильного подбора электрода. Чем он толще, тем мощнее дуга. Излишне толстым электродом профильную трубу можно прожечь, а слишком тонким получить непрочный шов. Учитывая то, что для данного изделия характерная толщина составляет 1,5-5 мм, подойдут «двойка и «тройка».

При работе с профильными трубами важна скорость движения электрода по материалу. Если замедлиться, то есть риск прожечь деталь, при убыстрении – получить некачественный шов. Оптимальное движение подбирается опытным путём.

Сварка газовых труб

Настоящего профессионализма требует сварка газовых труб, которая довольно опасна. Работать нужно быстро и качественно.

Перед началом соединения обрабатывают кромки труб: очищают от загрязнений. Если труба толстостенная – больше 4 мм, то производят скос кромок для облегчения прогревания металла на месте контакта.

Практикуются два способа сварки газовых труб:

  • сварка слева направо. Применяют тогда, когда толщина металла больше 5-ти мм. Дуга направляется на уже приваренный участок, вместе с горелкой перемещается присадка. Вариант экономит расход газа и повышает производительность на 25%;
  • сварка справа налево. Здесь горелку продвигают по не приваренным участкам – присадочная проволока «идёт впереди паровоза». Лучший метод для работы с тонкостенными газовыми трубами.

14.2. Методы подвода тока при высокочастотной сварке.

При высокочастотной сварке можно выделить два механизма нагрева свариваемых поверхностей: автоконцентрацию тока и принудительную концентрацию тока.

При автоконцентрации тока по каждой из свариваемых поверхностей пропускают токи, направление которых в каждый момент времени противоположны один другому. За счет эффекта близости происходит самоконцентрация тока на свариваемых поверхностях, причем эта самоконцентрация проявляется тем сильнее, чем ближе между собой свариваемые поверхности и выше частота тока. Этот способ наиболее просто реализуется при непрерывном движении свариваемых кромок, сходящихся под некоторым углом.

При принудительной концентрации тока пропускание через индуктирующий провод тока высокой частоты вызывает в нагреваемых изделиях возникновение тока, противоположного по фазе току индуктора. Вследствие эффекта близости индуктированный ток будет протекать по зоне, определяемой конструкцией и расположением индуктора.

На описанных принципах нагрева свариваемых поверхностей базируются все методы подвода тока при высокочастотной сварке:

1) Кондуктивный токоподвод при непрерывной высокочастотной стыковой сварке наиболее широко применяется при производстве электросварных труб.

Контроль и испытания швов

Контролю сварных соединений при приемке подвергают все трубопроводы, проверка включает в себя следующие контрольные операции и виды испытаний сварных соединений:

  • визуализация и измерения;
  • стилоскопирование металла шва и трубы;
  • определение твердости шва;
  • дефектоскопия ультразвуком и радиографией;
  • испытание механическими нагрузками;
  • металлографическая проверка;
  • прокатка стального шара по внутренней поверхности шва;
  • магнитопорошковая и капиллярная проверка;
  • испытания давлением.

Применение паяльника и фена

Ручная сварка ПВХ часто проводится специальным видом паяльника. Метод позволяет делать стыковые швы, все виды угловых соединений. Обычные ручные агрегаты отличаются по форме нагревательного элемента, мощности. Для труднодоступных рабочих зон удобны стрежневидные элементы.

Чем больше диаметр ПВХ трубы, подлежащей спаиванию, тем большим будет потребление электроэнергии. При выборе паяльника для сварки следует учесть трудоемкость предстоящей работы.

Мастера советуют умножить диаметр ПВХ трубы на 10, приблизительно вычислить таким способом требуемую мощность агрегата. Вместо самостоятельных расчетов всегда уместно воспользоваться рекомендациями консультантов по сварке.

Читайте также:  Лабораторная работа по физике измерение силы тока в цепи амперметром

Удобно сваривать трубы из любых полимеров, включая винипласт, горячим газовым потоком. Сварочный аппарат в рабочую зону поставляет струю продуктов горения углеводородов и воздуха.

Источником топлива может быть смесь алканов или природный газ. В самом простом варианте подается горячий воздух. Аппараты называют строительными фенами. С их помощью проводят сварку не только труб, но и ПВХ тканей, пленок, мембран.

Современное оборудование для сварки ПВХ оснащено индикаторами температуры в рабочей зоне. Дисплей отображает также заданную температуру нагрева.

Конструкция горелок для сварки ПВХ и полипропилена оснащена охлаждающим устройством. Пластиковую продукцию можно сваривать быстро, прочно, не опасаясь получить ожог.

Типы сварки труб

Применение того или иного типа сварки труб зависит от материала их изготовления, а также от последующего использования. Но практически во всех случаях работа выполняется при помощи переменного электрического тока. Такой выбор обусловлен экономической целесообразностью, поскольку при применении иных видов электроэнергии финансовые затраты возрастают. Сварные соединения представляют собой некоторое количество элементов, соединенных друг с другом сварными швами.

В основном пользуются следующими типами соединений:

  • стыковыми;
  • угловыми;
  • внахлест.

Если толщина стенок соединяемых заготовок превышает 3 мм, их кромки требуется разделать. Угол раскрытия стыка должен быть в пределах 60°–70°. Фаски с торцов детали должны быть удалены. Для этого может использоваться механический либо иной способ.

Стыковой тип сварки труб является наиболее распространенным, так как во время обработки стыки практически не деформируются. Помимо этого, такие соединения отличаются самым незначительным внутренним напряжением. Для них характерна высокая прочность и при статических, и при динамических нагрузках. Готовые сечения бывают:

  • одинарными (для труб диаметром менее 500 мм);
  • двойными (для труб диаметром более 600 мм).

Угловой тип сварки труб – разновидность стыкового соединения. Его используют обычно при соединении труб с другими элементами или между собой под определенным углом. Сварные работы выполняются:

  • со скосом кромки;
  • без скоса.

Этот тип обработки отличается меньшей прочностью по сравнению со стыковым, однако данная характеристика соединения достаточно высока.

Еще один тип сварки труб – внахлест – не применяется при приварке заготовок из металла из-за невысокой надежности соединения. Он подходит для работы с отдельными элементами или пластиковыми трубами.

  • Технология сварки толстостенных труб.

При толщине заготовки более 20 мм используют технологию работы с толстостенными трубами, которая предполагает обработку слоев большой толщины. Благодаря таком типу сварки труб, прочность шва увеличивается на 10–15 %. В обработке чаще всего задействовано два мастера. Первый занят формированием обычного шва, а второй — толстого слоя.

Этот тип работ выполняется следующим образом:

  • Обработку начинают выполнять в потолочном положении, постепенно увеличивая толщину шва (шовное соединение при работе с толстостенными заготовками должно быть как можно более ровным).
  • Затем обработка проводится в полувертикальном положении.
  • При помощи электрода создается горизонтальная площадка.
  • Далее работы проводятся в нижнем положении, благодаря чему можно пользоваться электродами, толщина которых достигает 5 мм.
  • Сварка труб на просвет.

Далеко не каждый мастер знает о правильном выполнении такого типа сварки труб, не говоря уже о молодых социалистах – выпускниках профессиональных училищ.

Первоочередное значение при этом типе обработки имеет прихват трубы, который не позволит допустить деформацию корня. Количество точек прихвата зависит от размера заготовки. Прихват должен быть выполнен так, чтобы в месте стыка детали не сходились.

Затем необходима зачистка стыков. При обнаружении в процессе сварки на просвет дефектов, к примеру, трещин, их требуется удалить. По окончании зачистки начинают заполнять шов. Этот этап считается наиболее простым, тем не менее, в ряде случаев для заполнения стыка может потребоваться около 30 % корня.

В процессе работы рекомендуют оставить углубление около 1,5 мм для последующей облицовки. В таком случае облицовочный материал заполнит углубление, сформировав эстетичный шов. При этом типе сварки труб существенное значение имеют два момента – заполнение шва под определенным рабочим углом и использование короткой дуги.

Источник



Характеристика и принципы работы высокочастотной сварки. Государственные стандарты, достоинства, применение

Высокочастотная сварка представляет собой способ контактной сварки, нагревание металла при котором происходит с применением переменного тока частоты 10 кГц и более. Подача энергии происходит через механические контакты или способом наведения в детали.

Общая информация

Способ включает использование законов и явлений физики.

  • эффекта близости;
  • возникновения электромагнитных сил;
  • поверхностного эффекта;
  • влияния на распределение тока в проводнике медных экранов и магнитопроводов;
  • катушечного или кольцевого эффекта;
  • изменения свойств металлов при изменении напряженности магнитного поля и температуры.

При высокочастотном нагревании основная роль отводится явлению поверхностного эффекта и эффекта близости.

Поверхностный эффект

Заключается в неравномерности распространения переменного тока по профилю проводника (глубина проникновения тока). У внешней поверхности плотность тока наибольшая и постепенно уменьшается по мере удаления вглубь. В центре тела она минимальна.

Благодаря поверхностному эффекту, в наружных слоях происходит концентрирование выделения энергии и быстрый нагрев металла. Эффект близости также способствует этому проявлению.

Эффект близости

Заявляет о себе путем прохождения в системе проводников переменного тока. На каждый из проводников при этом распространяется влияние как собственного переменного магнитного поля, так и поля других проводников.

Чем меньше расстояние, отделяющее проводники друг от друга, и выше частота тока, тем сильнее эффект близости.

Это явление способствует усилению концентрации энергии во внешнем слое металла, подвергаемому нагреву. Таким образом, выделение тепловой энергии происходит непосредственно в толще металла, обеспечивая быстрый нагрев в сварочной зоне и высокую эффективность способа нагрева.

Виды и группы

Высокочастотная сварка в зависимости от способа передачи энергии кромкам классифицируется на виды:

  1. Контактный. На свариваемые кромки накладываются контакты, к которым подводится ток высокой частоты.
  2. Индукционный. Нагревание происходит с помощью индуктора, при протекании через который переменного тока возникает магнитное поле. При помещении металлической детали в середину индуктора переменным магнитным потоком будет вызван индукционный ток, и выполнено нагревание в заданной зоне.

Процессы сварки ТВЧ подразделяются на 3 группы:

  1. Давлением с оплавлением. Механизм заключается в предварительном нагреве соединяемых поверхностей и их местного расплавления. Расплавленный материал удаляется из сварочной зоны при осадке. Шов образуется между деталями в твердом состоянии.
  2. Давлением без оплавления. Свариваемые поверхности предварительно нагреваются до температуры, значение которой ниже точки плавления металла, подвергаемого процессу.
  3. Плавлением без давления. Нагрев элементов осуществляется до оплавления. Сварная ванна металла застывает, шов образуется без приложения давления.

ГОСТы

Информация, относящаяся к высокочастотной сварке, изложена в ГОСТах, которые необходимо выполнять.

ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 содержит:

  • формулировку термина «высокочастотная сварка»;
  • информацию о принадлежности метода по виду энергоносителя к классу «Электрический ток».
  • процессы сварки: ГОСТ Р ИСО 4063-2010 – список общепринятых сокращений высокочастотной сварки.

Принцип работы

Соединяемые заготовки изделия установлены под небольшим углом с образованием щели между соединяемыми кромками. Ток высокой частоты к кромкам подводится одним из способов – индуктором или через скользящие контакты и проходит от одной кромки к другой через зону их схождения. Высокая концентрация энергии в этой зоне достигается в результате действия проявлений поверхностного эффекта и близости.

При соприкосновении кромок в рабочей зоне происходит интенсивный нагрев металла и его расплавление. В результате сдавливания обжимными роликами металл осаживается, образуется прочное соединение.

высокочастотная сварка

Процесс высокочастотной сварки труб

Положительные качества

  • возможность бесконтактного нагрева заготовки;
  • высокая степень локализации энергии;
  • широкая возможность изменения параметров сварки;
  • отсутствие ограничений по скорости процесса;
  • невысокая энергоемкость работ.

Где применяется

Метод эффективен при непрерывном процессе массового изготовления изделий простой конфигурации.

Высокочастотная сварка находит применение в производстве:

  • прямошовных и спиральношовных труб из цветных и черных металлов;
  • тавровых и двутавровых балок в судостроении;
  • оболочек электрических кабелей.

Способ используют при изготовлении профилей, приварке ребер.

Источник