企业名称:柳州市华鹏机电焊接有限公司
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1.焊接铜轮滚焊的形式
根据滚焊盘的转动及通电形式,滚焊可以分为连续滚焊、断续滚焊和步进滚焊3种。
1)连续滚焊
连续滚焊时,滚焊盘连续转动,焊件在两滚焊盘间连续移动,焊接电流连续接通。由于两滚焊盘始终通过很大的电流,所以滚焊盘和焊件发热严重,滚焊盘容易损耗,焊缝容易过热而产生大的压坑。
2)断续滚焊
断续滚焊时,滚焊盘连续转动,焊件在两滚焊盘间连续移动,而焊接电流断续接通。由于焊接电流间断地接通,滚焊盘和焊件有冷却的机会,滚焊盘损耗小,焊缝也不易过热,则应用最广。
3)步进滚焊
步进滚焊时,滚焊盘断续转动,焊件在两滚焊盘间做相应地断续移动,而焊接电流则在滚焊盘停止时接通。由于熔化核心的凝固是在滚焊盘停止时进行的,所以能获得比较致密的焊缝。但是使滚焊盘传动的机械装置比断续滚焊更复杂。
2.滚焊接头形式及焊前准备
1)滚焊接头形式
滚焊时,焊件采用的接头形式如图10-43所示,分为无凸肩或有凸肩搭接接头、内弯边或外弯边搭接接头、纵横焊缝交叉接头以及双重焊缝接头等。
当纵向焊缝与横向焊缝相交时,在交叉处会形成空隙,如图10-44所示。从而破坏焊缝的气密性,并且在滚焊横向焊缝时,会由于接触不良而使该处焊件烧穿。为此,对于厚度在lmm以下的焊件,应将板材的边缘作成斜面,如阁10-43(c)所示;而对于厚度大于lmm的焊件,可以采用图10-43(g)所示的形式,即在交叉处留出缺口,滚焊后用熔焊补焊。
若滚焊焊缝与熔焊焊缝交叉,则在交叉处首先将熔焊焊缝锉平,其长度为15mm-20mm,如图10-43(f)所示,然后再进行滚焊。
为了提高接头的气密性,也可以采用双重焊缝,如图10-43(h)所示。此时,两道焊缝的重叠部分应为焊缝宽度的30%-50%,滚焊接头的搭接边和弯边尺寸与点焊时相同。
2)滚焊前的准备
滚焊前,被焊件表面必须经仔细清理,清理的方法与点焊时相同。经表面清理过的焊件,可以根据其复杂程度用定位销或在夹具上进行装配。
焊接电缆滚焊过程中,由于两个焊件受热强烈,并且受热程度又不同,焊件之间会发生相对的纵向位移,使焊件发生翘曲。则焊件装配后,应先用点焊或在滚焊机上用单独的脉冲的方法进行定位焊,定位焊点的数量应能保证焊件完全固定,从夹具中取出后或拆去定位销后仍然保持构件的基本尺寸。为了保证滚焊轮质设,两焊件间的间隙应控制在下列范围内:
(1)对于不锈钢,当焊件厚度不大于0.8mm时,间隙应不大于0.3mm;而当焊件厚度大于0.8mm时,间隙应不大于0.5mm。
(2)对于低碳钢和低合金结构钢,当焊件厚度不大于0.8mm时,间隙应不大于0.5mm;而当焊件厚度大于0.8mm时,间隙应不大于0.7mm。
(2)对于铝合金,间隙应不大于两焊件中较薄焊件厚度的20%。
根据焊件的具体要求,定位焊点可以布置在焊缝的中心线上,也可以布置在焊缝的一侧。当定位焊点布置在焊缝线上时,建议采用球形电极进行定位焊,并在滚焊前应将定位焊点的氧化膜清除掉。此外,定位焊点的直径应不大于焊缝宽度,压坑不应超过单个焊件厚度的10%,因为过深的压坑在滚焊过程中可能会发生烧穿。若定位焊点布置在焊缝的一侧,则焊件的搭接边尺寸应适当加大。
3.滚焊的规范参数
滚焊的规范参数主要有焊点间距、焊接周期、焊接速度、滚焊盘工作表面形状和尺寸以及滚焊盘压力和焊接电流等。
1)焊点间距
要求气密性的滚焊接头,各焊点之间必须有一定的重叠,则焊点间距应比焊点直径小30%~50%。由于焊点直径取决于焊件的材料和厚度,所以可用下列经验公式选择焊点间距:
(1)低碳钢及低合金结构钢为c=(2.8-3.2)δ
(2)不锈钢及耐热合金为c=(2.4-2.8)δ
(3)铝合金为c=(2.0-2.4)δ
式中c——焊点间距(mm);
δ——两焊件中较薄焊件的厚度(mm)。
对于非气密性接头,焊点间距可在很宽范围内变化,甚至可以使各相邻焊点互相分离,成为滚点焊。
2)焊接周期
断续滚焊时,某一焊点开通电起,至下一焊点通电前所经历的时间称为焊接周期,如图10-45所示。
则,一个焊接周期的总时间t应该是焊接电流脉冲时间t焊与休止时间t休之和。一个焊接周期的总时间t(s)可根据已确定的焊点间距和焊接速度按下或决定:
式中c——焊点间距(mm);
V——焊接速度(m/min)。
若以交流电的周期计算,则
式中f——交流电频率。
每种材料在一个焊接周期中与t焊与t之比值是有一定范围的,通常
对于碳素钢t焊=(0.5~0.7)t
对于不锈钢t焊=(0.4~0.6)t
对于铝合金t焊=(0.15~0.35)t
若t焊与t的比值过大(即t休过短),会引起焊件和滚焊盘表面过热,使滚焊盘磨损加剧,焊件表面遭到破坏。
3)焊接速度
断续滚焊时,焊接速度通常为0.5m/min-3m/min。随着焊接速度的增加,所需焊接设备的功率必须很大。
4)滚焊盘工作表面形状和尺寸
滚焊钢焊件时,通常采用平面滚焊盘,常用滚焊盘的宽度在3mm-12mm之间;而在滚焊铝合金时,一般采用球形滚焊盘,其球面半径为25mm~100mm。滚焊盘宽度和球面半径大小根据焊件厚度确定。
5)滚焊盘压力和焊接电流
滚焊盘压力焊接电流对滚焊过程的影响与点焊时相同,随着滚焊盘压力和焊接电流的增大,焊接质量的稳定性也提高,但是滚焊盘压力的大小直接影响滚焊盘的寿命,则最大许可压力须视滚焊盘的形状、尺寸、冷却方式及其制造材料而定。
由于滚焊焊点间距很小,分流比较大,对于同材料、同厚度的焊件,滚焊所需的焊接电流比点焊时大20%-80%,所以要求焊机的功率也比点焊时大。
4.低碳钢滚焊工艺
低碳钢滚焊时,容易得到优质的焊缝。但在滚焊含碳童较高得低碳钢(如20号钢)时,为了防止裂纹,需适当延长脉冲持续时间和减小焊接电流,并且最好不采用强烈的外部水冷却。
低碳钢是导磁性材料,当滚焊较长的纵向焊缝时,由于焊件伸入焊接回路中的断面不断增加,使焊接电流不断减小,以致到焊接快结束时,致使焊缝的焊透率达不到要求。为了避免上述情况,对于长焊缝,可先由中间向两边焊接,并首先滚焊能使焊件获得刚性的焊缝,这样也可以减少焊件变形。
滚焊过程中,当电网电压变化时,必须立即对焊接规范作适当调整。若电网电压下降,应增加焊接电流;反之,是电网电压增加,则应减小焊接电流,禁止用改变滚焊盘工作表面尺寸、滚焊盘压力和焊接时间和方法来调整焊接规范。
滚焊气密性接头时,焊接过程中应尽量避免中断,当不得已中断或在环缝的闭合处时,为防止衔接处漏气,焊缝的重叠部分不应小于15mm~25mm。
不同厚度板材的低碳钢,能获得气密性接头的滚焊参考规范如表10-12所列。