Сварка по способу игнатьева

Шовная сварка

Способ сварки, разработанный А. М. Игнатьевым, применяется для получения двухслойных и многослойных лент и брусков (см. фиг. 122).

Необходимым условием получения хорошего качества сварки при этом способе является тщательная очистка свариваемых поверхностей и мест подвода тока. Наличие загрязнений на свариваемых поверхностях приводит к непроварам, а загрязнение мест подвода тока вызывает оплавление поверхности заготовок и порчу токоподводящих устройств машин.

Способ А. М. Игнатьева применяют главным образом для сварки средне- и высоколегированных сталей с углеродистыми и низколегированными сталями. Поэтому для получения прочного соединения требуется высокая температура нагрева, достаточное обжатие и давление. Нагрев при этом способе сварки осуществляется до 1200—1300°, обжатие до 5%, а давление не менее 1,5 кг на 1 мм 2 свариваемой поверхности.

Для предупреждения трещин в результате быстрого охлаждения заготовки после сварки подвергаются отжигу с последующим медленным охлаждением. Температура отжига, его длительность и скорость охлаждения выбираются в зависимости от марки стали. Так, при сварке быстрорежущей стали заготовки рекомендуется помещать в печь с температурой 730—750° (технология ВНИИ), выдерживать при этой температуре 4—6 час, охлаждать с печью до 400°, после чего охлаждать на воздухе.

Заготовки из углеродистой и низколегированной стали выбираются в виде отдельных плоских брусьев или в виде брусьев с пазами. Заготовки из инструментальной стали берутся в виде пластин.

Форма заготовок при сварке по способу А. М. Игнатьева приведена на фиг. 181. Согласно данным ВНИИ (Н. А. Бухман и К. П. Имшенник), конструкция заготовок при сварке не прессах или контактных машинах со специальными приспособлениями должна удовлетворять следующим требованиям;

Источник

Сварка по методу Игнатьева

Контактная сварка

Контактная сварка – электромеханический процесс образования неразъемного соединения, при котором местный нагрев свариваемых деталей сопровождается приложением к ним сжимающего давления.

Области применения (около 30% всех сварных соединений)

• Точечная, стыковая и роликовая сварка в автомобильной промышленности
• Точечная и роликовая сварка в самолетостроении
• Стыковая сварка при производстве инструмента
• Производство труб, арматурных сеток

• Начало применения КС – 70-е годы 19 века – предложена стыковая сварка сопротивлением.
• 1887 г. способ точечной сварки между угольными электродами (Н.Н. Бенардос). Он же изобрел и роликовую сварку
• Метод точечной сварки медными электродами, применяющийся в настоящее время.
• 1903г – изобретение сварки оплавлением – широкое развитие стыковой сварки.

КС может производиться при нагреве металла ниже температуры плавления (сварка в пластическом состоянии) или после местного его расплавления в зоне образуемого соединения.
Особенность КС – значительная скорость нагрева мест соединения. Для этого требуются электрические сварочные машины большой мощности. Промышленные сварочные машины обладают также значительной механической мощностью.

Состав сварочной машины в общем случае:

• сварочный трансформатор для понижения напряжение сети до нескольких вольт
• механическая часть для закрепления, перемещения и сжатия свариваемых деталей
• аппаратура управления.

Классификация способов контактной сварки

По способу питания:

• Переменным током
• Запасенной энергией

По форме свариваемого соединения:

• Стыковая сварка
• По методу Игнатьева
• Точечная
• Рельефная
• Т-образная
• Роликовая

По технологическим признакам

По способу подвода тока

Стыковая сварка

Вид КС, при котором детали свариваются по всей плоскости их касания. Детали должны иметь одинаковое или близкое по размерам сечение.

Рисунки (прутки, трубы в стык, листы, трубы — шов)

Детали укрепляют в токоподводах, сжимают усилием F. Подача напряжения на первичный контур трансфоратора вызывает появление тока во вторичном и нагрев деталей до 0,8-0,9 температуры плавления. Затем производится осадка деталей, в результате чего в твердой фазе образуется сварное соединение. Т.е. детали сжимаются и нагреваются непрерывно в течение всего процесса сварки, и сваривание происходит в пластичном состоянии.

• Непрерывное оплавление
• Оплавление подогревом

Непрерывное оплавление – детали сближают с небольшой скоростью (без существенного усилия) при включенном сварочном трансформаторе. Происходит непрерывное образование и разрушение контактов-перемычек между торцами деталей, сопровождаемое выбросом частиц расплавленного металла и укорачиванием деталей. После расплавления торцов деталей производится быстрое сжатие деталей с выключением тока, и образование сварного шва.

Оплавление подогревом – детали предварительно подогреваются методом сопротивления (при кратковременном замыкании торцов), затем происходит сварка оплавлением.

Сварка по методу Игнатьева

Вид контактной сварки, при котором, ток в свариваемых деталях протекает не перпендикулярно, а параллельно плоскости соединения.

Разновидности метода: прессовая сварка и непрерывная сварка.

Рисунки с прессом и роликами

Применяется в производстве инструмента.

Точечная сварка

Вид КС, при котором детали свариваются не по всей поверхности их касания, а в отдельных точках. В отличие от стыковой сварки используется соединение в нахлест. Детали сжимаются электродами и нагреваются электрическим током до появления внутри деталей расплавленной зоны – ядра. Металл ядра удерживается от выплеска уплотняющим пояском (зона пластической деформации). После образования расплавленного ядра сначала выключается ток, а затем снимается нагрузка с электродов.

По способу подвода тока сварка бывает односторонней и двусторонней.

Разновидность односторонней сварки – сварка сдвоенным электродом.

Различают одноточечную и двухточечную сварку.

Рельефная сварка

Вид КС, при котором соединение деталей осуществляется одновременно в нескольких точках, определяемых выступами одной из деталей. Детали сжимаются, включается ток, выступы расплавляются и сплющиваются. После сварки детали плотно прилегают друг к другу.

Т-образная сварка

Вид КС, при котором к листу приваривается деталь относительно малого сечения. Меньшая деталь может привариваться как по всему сечению, так и в отдельных участках.

Шовная сварка (роликовая, ролико-стыковая)

Способ КС, при котором между деталями образуется непрерывное соединение путем постановки последовательного ряда перекрывающих друг друга точек. Получается герметичное соединение. Осуществляется на роликовых машинах с вращающимися электродами.

Сварка может происходить при непрерывном перемещении деталей и постоянно включенном токе (непрерывная роликовая сварка). Недостатки: перегрев наружной поверхности, быстрый износ электродов.

Прерывистая сварка – детали перемещаются непрерывно, ток включается отдельными импульсами.

Шаговая сварка – детали перемещаются прерывисто, ток включается во время остановки.

Ролико-стыковая сварка – непрерывный шов получается между кромками соединенных встык листов. Применяется при изготовлении электросварных труб.

Источник

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПО МЕТОДУ ИГНАТЬЕВА

Сварка по методу Игнатьева может быть наиболее успешно применена в инструментальном производстве. С помощью непрерывного процесса получаются двухслойные полосы большой длины, которые после соответствующей термической обработки разрезаются на отдельные заготовки, используемые для получения того или иного металлорежущего инструмента. Основное затруднение при непрерывной сварке по методу Игнатьева — необходимость очень тщательной защиты свариваемых поверхностей от окисления. С этой целью приходится применять нагрев в специальной защитной (нейтральной) атмосфере, что существенно усложняет процесс.

Прессовая сварка по методу Игнатьева используется для получения коротких заготовок различной формы. Для провара по всей плоскости касания заготовка из инструментальной стали делается более узкой, чем заготовка из углеродистой стали, или врезается в нее. Каждая сварная заготовка разрезается после термической обработки на несколько частей.

Сварка по методу Игнатьева осуществляется без расплавления металла. Инструментальные стали типа быстрорежущих не допускают перегрева, вызывающего при частичном расплавлении стали образование хрупкой ледебуритной эвтектики. Поэтому при сварке по методу Игнатьева чрезвычайно важен равномерный нагрев по всей площади соприкосновения свариваемых заготовок. Так как заготовки нагреваются током, протекающим вдоль их оси, сечение заготовок по всей длине должно быть постоянным (сварка клинообразных и пирами­дальных заготовок невозможна). Равномерный нагрев заготовок дости­гается только при относительно малой скорости нарастания темпе­ратуры (обычно около 7° С/ сек). При этом сварка одной заготовки продолжается около 3 мин. Производительность процесса, таким обра­зом, относительно невелика. Для ее повышения следует увеличивать раз­меры свариваемых заготовок. Вес комбинированной заготовки G в кг, которая может быть сварена на машине мощностью Р ква, ориентиро­вочно может быть рассчитан по формуле

Усилие осадки, сжимающее заготовки при сварке, должно обеспечивать удельное давление на свариваемой поверхности, равное 1 — 1,5 кг/мм 2 . Усилие нажатия токоподводящих колодок подбирается так, чтобы нагрев заготовок в пределах свариваемого участка был по возможности равномерным; при чрезмерном усилии в кон­тактах в них выделяется мало тепла, и концы заготовок, интенсивно охлаждаясь, оказываются холоднее их середины; при недостаточном усилии концы перегреваются.

При сварке по методу Игнатьева часто применяются специальные сварочные порошки, расплавляющиеся при требуемой температуре. Простейший порошок для приварки быстрорежущей стали, плавящийся при Т = 1260-1290°, состоит из 60% углеродистого ферромарганца и 40% прокаленной буры. Порошок хранится в сухом месте и перед сваркой насыпается ровным слоем толщиной 1 — 1,5 мм между держав­кой и привариваемой пластинкой.

При сварке по методу Игнатьева, осуществляемой без расплавления, особенно важно плотное прилегание деталей перед нагревом (в зазор между такими деталями труднее проникает воздух и уменьшается опас­ность окисления и непровара). Свариваемые поверхности должны быть хорошо очищены (лучшие результаты дает их шлифование). Непосред­ственно перед сваркой эти поверхности желательно дополнительно очи­щать наждачной шкуркой с тем, чтобы на них не оставалось следов ржавчины или других загрязнений. При сварке без сварочного порошка для защиты от окисления между державкой и пластинкой насыпается тонкий слой буры.

При наварке пластинок из быстрорежущей стали температура нагрева, заготовок не должна превышать 1300°, о чем можно судить по началу плавления окалины. При сварке сталей-заменителей эта температура должна быть еще ниже, Стали-заменители обычно свариваются с исполь­зованием порошков, начало плавления которых указывает на достаточ­ный нагрев.

Заготовки, сваренные по методу Игнатьева, проходят такую же термическую обработку, как заготовки инструмента, сваренные встык оплавлением.

В промышленности широко применяется напайка пластинок из твер­дых сплавов (и реже —из инструментальной стали) на державки из угле­родистой стали. Для пайки применяются различные способы нагрева (индукционный нагрев, нагрев в печах, соляных ваннах и др.), а также нагрев между электродами стыковых и точечных машин. Для напайки пластинок из быстрорежущей стали и ее заменителей применяются при­пои с высокой температурой плавления (медноникелевые припои с температурой плавления 1200—1230°). Напайка твердых сплавов производится медным или латунным припоем при более низкой темпе­ратуре (920-1083°; при специальном бронзовом припое — 1150°). Для защиты от окисления при напайке применяется флюс (обычно измель­ченная в порошок обезвоженная бура); при напайке титанокарбидных твердых сплавов лучше применять плавленый фтористый калий.

Для напайки могут быть использованы нормальные стыковые и то­чечные машины На стыковой машине (фиг. 71, а) резец 1 зажимается в левом зажиме 2. В правом зажиме 3 с помощью скобы 4 укрепляется токоподводящая колодка 5, прижимаемая к торцу резца усилием, развиваемым грузом 6. Аналогичная схема токоподвода применяется при пайке на точечной машине (фиг. 71. б). Ток подводится к торцу резца 1 колодкой 2, соединенной гибкой медной шиной 3 с нижним электродом машины 4. Резец изолирован от непосредственного контакта с нижним электродом. Контактное давление регулируется винтом 5.

Основным условием качественной напайки инструмента являются тщательная очистка заготовок в месте пайки и защита от окисления (с помощью флюсов). Заготовки перед пайкой должны тщательно обезжириваться.

Немедленно после напайки инструмент помещается в теплоизоляционную среду, а в дальнейшем для умень­шения внутренних напряжений и хрупкости подвергается отпуску.

При наварке пластинок из быстрорежущей стали державка резца / (фиг, 72) и пластинки инструмен­тальной стали 2 зажимаются между электродами 3 то­чечной (или стыковой) машины. Между державкой и пластинкой предварительно насыпается тонкий слой спе­циального сварочного порошка, состоящего из фер­ромарганца и буры, иногда (при сварке стали ЭИ262) с добавкой меди (для понижения температуры плавления). Заготовки нагреваются импульсами сварочного тока до появления капелек из рас­плавленного порошка, температура плавления которого подбирается так, чтобы при нагреве до этой температуры обеспечивалась вполне удо­влетворительная сварка инструментальной стали с углеродистой. При­ложенное к электродам усилие способствует удалению из стыка излиш­ков расплавленного порошка. Порошки в зависимости от состава плавятся при температуре от 1200 до 1290°.

Источник

Шовная сварка

При сварке по способу А. М. Игнатьева необходимо контролировать подготовку заготовок, наладку приспособлений, правильность выбранных режимов и качество сварки.

Поверхности заготовок в местах подвода тока и сварки должны быть совершенно чистыми и ровными, так как загрязнения приводят к непроварам, а зазоры в месте сварки вызывают окисление поверхности заготовок.

Приспособление должно обеспечивать необходимое давление, мощность машины должна быть достаточной для быстрого нагрева заготовок, так как медленный нагрев вызывает чрезмерное окисление поверхностей заготовок.

После сварки заготовки подвергаются термообработке. Прочность заготовок при сварке по способу А. М. Игнатьева контролируется после термообработки и зачистки места сварки. Кроме того, необходимо проводить выборочное испытание деталей после сварки на изгиб или отрыв. При тщательном осмотре деталей возможно выявление пороков в виде непровара, трещин, выплесков и пор.

Непровар является следствием сварки загрязненных заготовок или осадки их при недостаточном нагреве или давлении. Непровар выявляется по наличию в месте сварки черной полосы. Трещины при сварке по способу А. М. Игнатьева могут появиться при слишком большой (более 5% толщины заготовок) осадке или перегреве.

Выплески и поры являются в основном следствием перегрева. Непровар, трещины, выплеск и поры значительно снижают прочность деталей и должны предупреждаться правильным подбором режимов сварки, наладкой приспособлений и машины.

Если процесс сварки ведется правильно, способ А. М. Игнатьева обеспечивает достаточную прочность. Так, по данным А. М. Лушникова (ЛАРИГ), при сварке инструментальных сталей с углеродистыми сопротивление изгибу по шву составляет 50—100 кг/мм 2 , при сварке инструментальных сталей с хромистыми 70—95 кг/мм 2 . Инструментальные стали типа Р18 при сварке с углеродистыми и хромистыми сталями дают сопротивление изгибу по шву от 65 до 100 кг/мм 2 .

Источник