Аппарат для сварки ленточных пил Технология и оборудование
Сварка ленточных пил – узкоспециализированная распространенная операция, назначение которой заключается в подготовке к работе ленточных пил разного назначения. Сварку используют для восстановления требующих ремонта (порванных) ленточных пил и для производства новых пил из бухт.
Аппарат для сварки ленточных пил представляет собой устройство, в котором через состыкованные в зажимах концы пилы пропускается электрический ток, плавящий и сваривающий кромки торцов полотна пилы. Подвод тока осуществляется через электроды, соединенные с зажимами-фиксаторами пилы.
Принцип сварки ленточных пил. Классификация аппаратов
Принцип, лежащий в основе сварки ленточных пил, является частным случаем контактно-стыковой сварки методом сопротивления или оплавления. Предлагаемый аппарат для сварки ленточных пил включает оборудование, предназначенное для разных объемов сварочных работ и профиля деятельности.
Условно оборудование стыковой сварки для ленточных пил можно разделить на три группы:
- Аппараты сварки сопротивлением
Представляют собой недорогое компактное сварочное оборудование, предназначенные для ремонта пил по дереву своими силами на производственных участках по распиловке леса. Отличаются простотой конструкции и небольшой производительностью (несколько десятков сварок за смену)
- Аппараты сварки оплавлением
Сварочное оборудование среднего класса, работающие на принципе непрерывного оплавления, предназначены для сварки всех типов пил и ножей (в т.ч. биметаллических с напайкой) при загрузке около сотни сварок в смену
- Аппараты сварки оплавлением с автоматизацией сварочного цикла
Автоматизированные сварочные аппараты с циклом «установка пилы в аппарат — съем сваренного полотна с частичным удалением грата». Производительность такого оборудования несколько сотен сварок в смену, и используются они, в основном, в сервисных центрах
Кроме сварочного, предлагается вспомогательное оборудование для подготовки и контроля процесса:
- Станок (гильотина) для ленточных пил
- Станок (устройство) для зачистки
- Пирометры и т.д.
Технологическая последовательность процесса сварки ленточной пилы
- Резка пилы
Полотно режут на специальных гильотинных ножницах. При отсутствии ножниц можно использовать зубило или отрезной станок. Если сварка полотна ведется по месту, которое сваривалось ранее, с каждой стороны от предыдущего сварного шва следует отрезать по 5 мм. Резка полотна делается между вершинами зуба. С каждой стороны оставляется припуск около 1,5 мм. Линия реза после ножниц должна быть ровной строго под прямым углом к спинке пилы.
- Зачистка свариваемых концов
Концы пилы зачищаются от загрязнений, при необходимости обезжириваются спиртом или ацетоном. Кромки соединения обрабатываются абразивом до отсутствия неровностей и заусенцев. Удобно использовать заточной станок с зачистным абразивом.
- Установка пилы в сварочный аппарат, выбор режима сварки
Подготовленное полотно устанавливается в зажимной механизм сварочного аппарата так, чтобы кромки полностью совпадали и сходились на середине пространства между зажимами. В зависимости от размера пилы выбирается усилие, ход осадки и режим сварки. В документации к аппаратам прилагаются таблицы с установками режимов в зависимости от размера пилы. Таким образом, для определенной пилы рукоятки управления устанавливаются в определенные положения, что является настройкой режима сварки.
- Сварка
Включается пусковой кнопкой или поворотом рукоятки. Ток подводится к концам пилы, и в месте стыка происходит расплавление металла. Подвижной зажим смещается к неподвижному на величину усадки с образованием сварного валика на месте шва.
Важной характеристикой является время подачи импульса тока. Автоматический режим сварки предполагает подачу импульса в течение 1-2 секунд, при ручном управлении время контролируется оператором. При неудовлетворительном результате сварки подбирается подходящий режим, настройки записываются и в дальнейшем своими настройками пользуются для сварки пил с аналогичными характеристиками.
Поверхности электродов должны быть чистыми. Нарушение контакта между полотном и электродами увеличивает сопротивление и нарушает режим сварки.
- Отжиг сварного шва
Отжиг нужен для того, чтобы материал полотна, ставший при сварке твердым и хрупким, вернул первоначальную вязкость и пластичность. Производится в тех же зажимах, но без осадки и в другом режиме тока. Разогрев до температуры отжига и медленное охлаждение регулируется кнопкой подачи тока на отжиг. Если в комплектацию аппарата не входит пирометр, температура контролируется по цвету металла. При оптимальной температуре отжига цвет должен быть вишнево-красным. Нельзя допускать разогрева металла до оранжевого или желтого цвета, что является свидетельством перегрева. Постепенное охлаждение может длиться 3-5 минут. Некоторым полотнам требуется два цикла отжига.
- Зачистка полотна
Наплыв металла с участка сварки удаляется зачисткой. Также должна быть выведена правильная форма впадины между зубьями пилы в месте сварного шва. Зачистку можно производить любым абразивом. Прекрасно подходит заточной станок. Движения абразивного круга должны быть направлены вдоль сварного шва.
Некоторые технологические подробности процесса сварки ленточных пил
Специфика, которую нужно учитывать при сварке ленточных пил:
- Сплавы, из которых изготовлены ленточные пилы, являются трудно свариваемыми
- Полотно пилы является деталью развитого сечения при контактно-дуговой сварке
- Сварочный шов при работе пилы подвергается предельным нагрузкам
- Геометрия зуба пилы на участке сварного шва влияет на уровень нагрузки при работе
Принципы сварки ленточных пил
Существуют два принципа сварки – сопротивлением и оплавлением.
1. Сварка сопротивлением
Оборудование для сварки, работающее по этому принципу, конструктивно проще и дешевле, но имеет серьезные ограничения в использовании.
К особенностям технологии относятся требования:
- Высокого качества подготовительных операций. При обрезке полотна не должно быть деформаций кромки и заусенцев, что практически часто бывает недостижимым. Как правило, изношенные ножи гильотины вовремя не меняются и отрезаемая кромка полотна не отвечает необходимым требованиям.
- Высокого качества контактной поверхности сварочных электродов, прижимных сегментов и регулировки их положения.
- Обеспечение правильного режима стыковой сварки. Материал полотна, как правило, не разглашается производителем, поэтому настройка режима сварки выполняется своими силами. При этом часто ресурс эксплуатации сварочного шва оказывается ниже ресурса режущей части до полного износа.
2. Сварка оплавлением
Особенности принципа:
- Высокие требования к подготовке полотен и поверхности электродов
- Соблюдение правильного шага (последовательности зуба) полотна с учетом потери металла при сварке. Для пил по дереву со стандартным шагом зуба 22 мм это несложно, а для пил по металлу с переменным шагом имеет свои сложности (требуется удаление некратной части и расположение шва в месте наименьшего шага зубьев)
Правильность подобранного сварочного режима можно определить по следующим признакам:
- Процесс оплавление ровный и непрерывный от начала до осадки
- При визуальном осмотре сварного шва должны хорошо просматриваться выдавленный расплав и деформация подстилающей поверхности
Материал электродов аппаратов сварки ленточных пил
Материал электродов должен быть твердым и обладать хорошей электропроводностью. Медь слишком мягкая. Более подходит бронза, но железо полотна в условиях высокой температуры и напряжения начинает дрейфовать в поверхность электрода, меняя свойства его проводимости и сопротивление. После 25-30 сварок изначальный режим начинает смещаться и становится некорректным для дальнейшей работы.
Автоматная (свинцовистая) латунь часто используется в качестве электродов, но свинец и цинк также переходят с поверхности электродов, меняя сопротивление. Таким образом, электрод аппарата выходит из строя гораздо быстрее своего физического износа.
Специальные бронзы, содержащие хром, замедляют дрейф металлов и схватывание пограничных поверхностей. Такие электроды выдерживают до 600 сварок, после чего восстанавливаются шлифовкой поверхности. Шлифовка не должна быть зеркальной, чтобы избежать проскальзывания пилы по электродам при осадке. С другой стороны, электрод не должен иметь грубых рисок. Оптимальную по шероховатости обработку можно получить, если использовать фрезерный станок.
Термообработка (отжиг) сварного шва
Для низколегированных полотен по дереву температура отжига составляет 420-450 °С, для легированных биметаллических полотен по металлу — 630 -650 °С и выше.
Температура отжига указывается производителем приблизительно по следующим причинам:
- Отжиг не самостоятельный процесс, а составная часть режима сварки
- Время изменения структуры металла зависит от температуры (выше температура – меньше времени отжига). Для обеспечения равномерного прогрева сечения предпочтителен режим при более низких температурах с большим временем процесса.
Наиболее надежен ступенчатый отжиг: первичный прогрев с выдержкой и выравниванием температуры по всему сечению и последующий быстрый нагрев с управляемым охлаждением.
Настройка режима термообработки проводится только после отладки стабильного по качеству режима сварки (визуально сварочные швы должны быть правильны и одинаковы)
Не следует торопиться освобождать прижимы полотна после сварки, нужно дать время ему остыть на электродах. Спешка для части полотен может привести к некорректной закалке зоны шва. После сварки выждите 5 секунд, после чего освобождайте полотно.
Не следует вынимать пилу после сварки, чтобы очистить поверхности электродов, т.к. закаленная область очень хрупкая и могут образоваться трещины.
После обдува сжатым воздухом прижимов и электродов нужно освободить полотно, вторично обдуть электроды и зафиксировать сваренную пилу для отжига.
Существует мнение, что обдув электродов и прижимов приводит к ускоренному износу линейных направляющих подвижной губки. Обратите внимание на то, что в аппаратах хорошего качества подшипники закрыты сальниками, поэтому операция обдува на рабочем ресурсе направляющих не отражается.
Похожие статьи
