Повреждения кузовов в результате аварии или коррозии обычно устраняют с использованием того или иного способа сварки, выбор которого предопределяет качество сварного шва и производительность процесса. Независимо от способа сварки применяют нахлесточные и стыковые соединения кузовных панелей и их фрагментов. Соединяемые кромки перед сваркой тщательно очищают и выполняют противокоррозионную защиту свариваемых поверхностей специальными токопроводящими пастами или грунтами.
При нахлесточном соединении лицевых панелей, их кромки предварительно профилируют и тщательно подгоняют так, чтобы они плотно прилегали друг к другу и находились в одной плоскости. Затем детали фиксируют в этом положении при помощи быстродействующих зажимов и сваривают прерывистым или сплошным швом.
Наиболее эффективным является нахлесточное соединение деталей, получаемое точечной сваркой с помощью полуавтоматов типа «Кемпи» в углекислом газе.
Стыковое соединение панелей производят с отбортовкой кромок как с подкладкой, так и без нее. При отсутствии подкладки детали подгоняют так, чтобы зазор в месте соединения не превышал 1,5 диаметра присадочной проволоки. Перекрытие краев деталей в этом случае не допускается. После примерки и окончательной подгонки детали закрепляют быстродействующими зажимами.
При соединении панелей с подкладкой не требуется точно выдерживать зазор между кромками деталей (он может составлять.
1… 10 мм).
Прочность соединения обеспечивает перекрытие зоны соединения подкладкой шириной 30…40 мм. Кромки деталей при этом не профилируют, а соединение производят преимущественно точечной сваркой с предварительным перфорированием кромок при помощи дырокола.
В случае необходимости воспроизведения соединения, выполненного на заводе-изготовителе, осуществляют стыковое соединение деталей с отбортовкой кромок под углом 90° на величину.
8… 10 мм.
Газовая сварка. При ремонте кузовов газовая сварка применяется для выполнения прихваток, нанесения латунного припоя на участках концентрации напряжений и ряда других операций. Основными недостатками этого вида сварки является значительное коробление соединяемых деталей, их перегрев и большая трудоемкость доводки поверхности. Однако простота технологии сварки и доступность оборудования обусловливают широкое распространение газовой сварки при ремонте кузовов. Соединение панелей кузова включает в себя подготовку кромок и процесс сварки.
С целью уменьшения объема рихтовочных работ после сварки соединяемые детали при подготовке кромок располагают в одной плоскости. Кромки деталей обрезают ножницами или пилой так, чтобы образовался прямой срез. Детали плотно состыковывают друг с другом и сваривают.
ДП ПЗ. Разработка технологии сборки и сварки емкости для хранения ...
... сварки Расчет режимов сварки Расчет режимов сварки для базового варианта Технология сборки и сварки цистерны Оборудование для сборки-сварки цистерны Контроль качества сварных соединений ... 9 Область применения 08X18Н10Т довольно широка: детали, стойкие к электрохимической и химической, ... могут возникнуть и при термообработке или работе конструкции при повышенных температурах. Образование ...
Для обеспечения высокого качества шва при соединении деталей сначала выполняют прихватки — несколько коротких сварных швов или точек, удерживающих детали в месте предварительного прогрева металла для получения равномерного и аккуратного окончательного шва.
Шов меньшего сечения может быть получен при стыковой сварке двух деталей без электрода (присадочного материала).
В этом случае обеспечивается более слабый нагрев и минимальная деформация металла, но требуется беззазорное соединение свариваемых деталей.
После выполнения прихваток в виде точек производят рихтовку по всей линии стыка, соединенного сварными точками, последовательность расположения которых зависит от вида соединения панели, места его расположения и формы соединяемых деталей.
На рис. 11.10 показаны последовательности выполнения сварных точек при формировании прямолинейного шва (рис. 11.10, я), устранении трещин и изломов (рис. 11.10, б), формировании угла (рис. 11.10, в) и замкнутого шва (рис. 11.10, г).
Ориентировочно рекомендуемый шаг расположения точек равен 305, где s — минимальная толшина свариваемой детали. Однако на практике выбирают меньшее расстояние между точками, сближая их.
Нельзя соединять точками сначала концы выполняемого прямолинейного шва, а затем его промежуточную часть, так как при этом деталь расширяется в противоположных направлениях и вследствие этого деформируются кромки. Кроме того, нельзя начинать соединение с края детали, поскольку кромки расходятся. Сварку начинают с внутренней части шва и ведут по направлению к на;
— Сварка в горизонтальном положении производится горелкой с наконечником, соответствующим толщине металла соединяемых деталей. Наконечник горелки выбирают в зависимости от расхода газа и толщины свариваемого металла. Во время сварки горелка располагается наклонно, приблизительно под углом 45° к оси сварного шва, чтобы предотвратить прожог металла. Конец факела удерживают на расстоянии около 1 мм от поверхности расплавленного металла. Горелку перемещают справа налево, наклоняя наконечник в сторону выполненного сварного шва, а струей пламени прогревают холодные кромки металла. В случае сварки с присадочным материалом последний удерживают симметрично горелке, погружая факел пламени короткими быстрыми движениями в расплавленный металл шва.
Нормальное расплавление металла поддерживают путем изменения скорости перемещения горелки и корректирования угла ее наклона. С увеличением наклона горелки глубина проплавления металла уменьшается. Поэтому при сварке угол наклона горелки изменяют в пределах 15. 45°.
Ширина сварного шва должна быть небольшой — ориентировочно (3…4)s, где s — толщина металла свариваемых деталей. После сварки металл охлаждают на воздухе, а образовавшийся сварной шов рихтуют. Угол наклона ф горелки к оси шва выбирают в зависимости от толщины s свариваемых листов стали:
|
5, ММ … |
Менее 1. |
1…3 3…5. |
5…7 7… 10 10… 15 Более 15. |
|
Ф, *… |
…20. |
30 40. |
50 60 70 80. |
Полуавтоматическая сварка в углекислом газе. Основной задачей сварщика является поддержание постоянного вылета электрода, равномерное перемещение горелки вдоль шва, а также сохранение определенного наклона наконечника относительно детали и направления перемещения электрода.
Существуют несколько типов горелок: для получения непрерывного шва, точечной сварки и установки с помощью сварки шпилек, используемых при правке кузова автомобиля.
Внутренняя изоляция мундштука горелки позволяет вести сварку даже в случае его касания детали. У импортных газовых горелок на внутреннюю поверхность и торец мундштука нанесено специальное покрытие, позволяющее уменьшить налипание на них брызг металла. Для этих же целей предназначены специальные пасты и спреи. Их регулярное применение позволяет значительно увеличить срок службы горелки.
Качество сварного шва зависит, в частности, от степени износа отверстия мундштука. При «разбитом» отверстии ухудшается электрический контакт, что приводит к нестабильности дуги и повышенному разбрызгиванию металла.
Мундштук является таким же расходным сварочным материалом, как и проволока или газ. Недостаточная скорость подачи проволоки или чрезмерно малый расход защитного газа приводят к сильному перегреву мундштука и его быстрому изнашиванию. Недостаток газа вызывает перегрев сварочной ванны с возможным прожогом металла, а избыток — повышенное растекание расплавленного металла и перегрев периферийных областей шва с последующим возникновением механических напряжений.
Для сварки сталей при выполнении кузовного ремонта обычно используется проволока Св-08Г1С или -08Г2С, содержащая около 2% кремния и 1 % марганца для раскисления металла сварочной ванны. Проволока малого диаметра (0,6…0,8 мм) позволяет получать высокие плотности тока и реализовать мелкокапельный или струйный перенос металла. Проволока диаметром 1,0… 1,6 мм обеспечивает более высокую производительность, однако при этом сила рабочего тока превышает 300 А.
Омеднение сварочной проволоки предотвращает ее коррозию и обеспечивает хороший контакт с мундштуком. Однако присутствие меди в сварочной ванне немного снижает прочность сварного шва. Применение же проволоки без покрытия позволяет добиться хороших результатов, но только в том случае, если ее поверхность при хранении не подвержена коррозии. Даже следы ржавчины вызывают повышенное искрение, разрыв дуги и разбрызгивание расплавленного металла.
Существуют порошковые проволоки, допускающие выполнение сварки без защитного газа. Однако в этом случае необходим аппарат с инвертором или устройством для переключения полярности.
При вертикальном положении горелки металл прогревается достаточно равномерно. Однако при этом затрудняется наблюдение за дугой, и мелкие капли металла из зоны сварки попадают на наконечник, что уменьшает срок его службы.
При наклоне электрода в сторону, противоположную направлению его перемещения («углом вперед»), глубина проплавления уменьшается, шов становится шире, снижается вероятность прожога тонкого металла и его разбрызгивание становится незначительным. При наклоне горелки в противоположную сторону («углом назад») вследствие дополнительного нагрева металл остается жидким более продолжительное время, глубина проплавления увеличивается, а ширина шва уменьшается.
Сварку вертикальных швов следует вести «углом назад», направляя дугу на переднюю часть сварочной ванны, что предотвращает стекание металла в зазор между свариваемыми деталями, способствует более глубокому проплавлению корня шва и исключает натеки по его краям.
При сварке деталей разной толщины выбирают такое положение горелки, чтобы отходящий газ был направлен в сторону более массивной детали.
Потолочные швы выполняют «углом назад» при максимально возможной силе тока. Дугу и поток защитного газа направляют непосредственно на ванну жидкого мета-зла, что уменьшает его стекание. Кроме того, с этой целью увеличивают расход газа.
Для увеличения ширины шва следует вести горелку зигзагообразно. Наплавку последующих слоев выполняют по остывшему металлу. При точечной сварке положение горелки должно быть вертикальным.
Для каждого диаметра сварочной проволоки подбирают рабочий режим, т. е. регулируют напряжение и силу тока. Последняя пропорциональна произведению площади сечения проволоки на скорость ее подачи.
Дуговая сварка в защитных газах — настолько сложный процесс, что в справочных изданиях приводятся только средние значения технологических параметров сварки различных соединений. Поэтому на практике необходимо подбирать данные параметры экспериментально (29, https:// ).
Средние значения технологических параметров сварки нахлесточных соединений заготовок из углеродистой стали на токе обратной полярности с применением стальной сварочной проволоки Св-08Г2С приведены в табл. 11.6.
Тонкая регулировка технологических параметров, осуществляемая посредством изменения скорости подачи проволоки, заканчивается, когда достигнуто устойчивое горение дуги. Уточнить технологические параметры можно, анализируя форму и качество полученного шва. Решающую роль здесь играет профессиональный опыт сварщика.
Общим требованием при выполнении сварки на всех режимах является надежное соединение заземляющего кабеля с кузовом. Заземление должно находиться на минимальном расстоянии от Средние значения технологических параметров сварки нахлесточных соединений заготовок из углеродистой стали на токе обратной Таблица 11.6.
|
Толщина двух заготовок, мм. |
Диаметр проволоки, мм. |
Напряжение, В. |
Скорость подачи проволоки, см/мин. |
|
0,8 + 0,8. |
0,8… 1,0. |
18…19. |
250…330. |
|
1,0 + 1,0. |
0,8… 1,2. |
18…20. |
220…390. |
|
1,2+ 1,2. |
1,0… 1,2. |
18…20. |
200… 260. |
|
•. |
1,0…1,2. |
10…22. |
300…350. |
|
2,0 +2,0. |
1,0… 1,4. |
19…26. |
350…450. |
|
5,0 +5,0. |
1,2 …2,0. |
21…35. |
320… 370. |
|
2,5+5,0. |
1,0… 1,4. |
19…26. |
300…400. |
полярности.
Окончание табл. 11.6
|
Сила тока, А. |
Скоростьсварки, м/мин. |
Вылет электрода, мм. |
Расход газа, дм 3 / мин. |
|
100… 120. |
0,5. |
6…7. |
|
|
ПО… 135. |
0,4. |
8…12. |
7…8. |
|
120… 145. |
0,4. |
8… 12. |
6…8. |
|
130… 180. |
0,5. |
8…12. |
7…8. |
|
160…260. |
0,4. |
10…14. |
8…9. |
|
200… 500. |
0,4. |
10…20. |
9…15. |
|
130… 260. |
0,4. |
8… 14. |
7…9. |
места проведения сварочных работ. Кроме того, должен быть обеспечен надежный контакт между проволочным электродом и первым листом, двумя наложенными друг на друга листами, а также нижним листом и заземляющей шиной.
При выполнении нахлесточного соединения степень перекрытия свариваемых листов зависит от толщины металла и равна 15s, где s — толщина верхнего листа.
Сварочные полуавтоматы обеспечивают получение высококачественных швов в любых пространственных положениях, что особенно важно при ремонте кузова легкового автомобиля. Значительное влияние на качество шва оказывает тщательность очистки кузовных деталей ог краски, ржавчины и масла перед проведением сварочных работ.
В зависимости от назначения конструктивного элемента, его расположения в кузове, наличия доступа к соединяемым деталям и их толщины сварка осуществляется сплошным, прерывистым или точечным швом, а также по выполненным отверстиям.
Сварку сплошным швом производят в основном при выполнении стыковых соединений. В этом случае осуществляют непрерывную подачу сварочной проволоки, а продолжительность процесса сварки регулируют включателем сварочной горелки. При сварке в горизонтальном положении последовательность действий аналогична той, которая характерна для газовой сварки. Горелку удерживают под углом 75° к оси уже сваренного шва и на расстоянии 8… 10 мм от поверхности сварки, перемещая плавно, без рывков.
В зависимости от положения панели, толщины металла и точности подгонки деталей сварку производят током силой 40, 60 или 80 А только короткой дугой при скорости сварки 0,2…0,3 м/мин.
С целью уменьшения температурных деформаций и коробления сварку длинных соединений выполняют «вразбежку» (меняют место сварки между двумя прихватками подлине свариваемых деталей).
Короткими участками, максимально удаленными друг от друга, проваривают весь шов.
При наличии значительного зазора между соединяемыми деталями из тонколистового металла, имеющими большие открытые поверхности (крылья), из-за опасности прожога применяют сварку прерывистым швом. Периодическим прерыванием на 0,3 с подачи сварочной проволоки достигается уменьшение передачи теплоты металлу. При подаче защитного газа и сварочного тока, но при отсутствии подачи проволоки дуга гаснет, и сварочная ванна остывает. Длительность сварки обычно составляет 0,3…30 с, а соотношение между этим временем и продолжительностью паузы выбирают в соответствии с толщиной соединяемых деталей и величиной зазора. Все основные действия со сварочной горелкой и приемы сварки такие же, как и при режиме непрерывной сварки.
Точечная сварка возможна в любых пространственных положениях, поэтому в ремонтной технологии кузова она является самым распространенным способом сварки даже при соединении несущих элементов кузова (лонжероны, пороги, поперечины, пол, усилители и другие детали).
При выполнении этого вида сварки применяют специальную газовую горелку с боковыми отверстиями на конце или опорными ножками (длиной 10… 15 мм) для обеспечения необходимого расстояния до поверхности свариваемых деталей.
Конец горелки для точечной сварки имеет форму двухили трехступенчатого усеченного конуса, обеспечивающего выход углекислого газа. При выполнении точечной сварки конец горелки подводят к свариваемой поверхности и небольшим усилием прижимают к ней для создания плотного контакта между деталями.
После нажатия на включатель горелки его быстро отпускают. Образовавшаяся дуга сначала расплавляет металл верхней детали, а затем, пронизав жидкий металл, обеспечивает расплавление металла нижней детали.
Сварка по отверстиям, представляющая собой разновидность точечной сварки, позволяет более экономно использовать материалы и электроэнергию, а также сократить трудозатраты. На фланцах или кромках привариваемой панели дыроколом предварительно выполняют отверстия диаметром 5 мм, затем ее прижимают к сопрягаемой панели при помощи горелки и в месте нахождения отверстия выполняют сварную точку путем направления проволоки в перфорированное отверстие.
У полученных выпуклых сварных точек, расположенных в открытых местах, механически удаляют верхнюю часть (лезвийным или абразивным инструментом) до уровня основного металла. Благодаря высокому качеству сварки и незначительным выступам над поверхностью основного металла, образованным сварными точками, этот способ, существенно сокращающий затраты на окончательную доводку поверхностей в местах сварки, эффективен для соединения лицевых панелей.
При выборе шага сварки ориентиром может служить число заводских точек, с помощью которых деталь сварена с кузовом. Сварку выполняют по отверстиям, полученным при отсоединении поврежденных деталей.
Точечная контактная сварка. Этот способ сварки является наиболее перспективным при ремонте кузовов автомобилей. По сравнению с дуговой сваркой в защитном газе он обеспечивает более слабый нагрев свариваемых деталей, исключает необходимость выполнения подготовительных операций, связанных с перфорированием фланцев. Места соединения точечной контактной сваркой не выступают над поверхностью, что сокращает трудоемкость операций при подготовке к окраске. Такая сварка практически не меняет качества металла в соединении, что способствует длительной эксплуатации отремонтированного узла кузова.
Однако этот способ сварки имеет и ряд недостатков:
-
- повышенные требования к чистоте свариваемых поверхностей;
- потребность в большом наборе специальных сменных держателей с электродами для двустороннего доступа к различным участкам кузова;
- необходимость обеспечения определенного усилия сжатия;
- большая масса клещей для точечной сварки, что усложняет работу с ними.
Для получения сварной точки хорошо очищенные свариваемые детали необходимо сжать с определенным усилием и пропустить через место контакта импульс тока требуемой длительности.
(0,01 …0,5 с).
В этом случае на границе контакта деталей образуется зона расплава, называемая ядром. По завершении протекания тока ядро, кристаллизующееся при воздействии сжимающего усилия, образует прочное соединение.
Технологические параметры сварки включают в себя диаметр электродов, силу тока, усилие сжатия и продолжительность сварки. На качестве сварки также сказывается шаг сварных точек и их расстояние до края листа. На размер и механическую прочность точек влияют усилие сжатия, сила сварочного тока, длительность его импульса и диаметр </<sub>кэ контактной поверхности электродов. Максимальный диаметр, мм, определяют по формуле.
где s — толщина более тонкой свариваемой детали, мм.
Сила сварочного тока, А,.
где / — номинальная плотность тока, / = 200… 500 А/мм 2 .
Усилие сжатия на электродах.
где р — давление на электродах, р — 65… 115 МПа.
Длительность импульсов сварочного тока ориентировочно выбирают в пределах 0,1 …0,5 с. Все технологические параметры сварки устанавливают в соответствии с толщиной свариваемых деталей, шероховатостью поверхностей и сопрягаемостью свариваемых кромок.
Как показывает практический опыт, при правильном выборе режима сварки по отключении сварочного тока поверхность более тонкой свариваемой детали на непродолжительное время краснеет. Если покраснение сохраняется в течение большего промежутка времени, то это означает, что велика либо длительность импульса, либо сила тока. Шаг сварки (расстояние между двумя последовательно расположенными точками), должен составлять 20 s, а расстояние, мм, от оси сварной точки до края детали — (2s + 4), где s — толщина свариваемого металла, мм.
Амплитуда и длительность импульса тока определяют энерговыделение в зоне сварки. Уменьшение этих параметров приводит к непровару, а увеличение — к сквозному прожогу детали с выплеском части расплава.
Сила сварочного тока зависит от диаметра контактной поверхности электродов. При неизменной силе сварочного тока чем меньше диаметр, тем выше плотность тока и интенсивнее нагрев ядра. Однако при этом и диаметр ядра будет меньше. И наоборот, возрастание диаметра контактной поверхности электродов приводит Таблица 11.7.
Зависимость технологических параметров сварки от толщины свариваемых деталей.
Технологические параметры.
Толщина двух деталей, мм.
0,6 + 0,6.
0,8 + 0,8.
1,0 + 1,0.
1,2 + 1,2.
1,5+ 1,5.
к
Ю.
мм.
dK э , мм.
3,5.
4,0.
4,5.
4,5.
5,0.
к увеличению размера точки и уменьшению интенсивности нагрева зоны соединения. Этот эффект наблюдается при износе электродов. Если своевременно не восстановить форму электродов или не увеличить длительность импульса, то качество соединения снизится и даже возможен непровар деталей.
Расчет взаимного влияния технологических параметров сварки очень сложен, так как результат зависит от большого числа факторов: толщины и вида материала свариваемых деталей, конструктивных и эксплуатационных особенностей сварочного аппарата. Зависимость оптимального диаметра контактной поверхности электродов, минимальной ширины атт области перекрытия нахлссточного соединения и минимального шага точек #min , #min = = k (S + s 2 ), от толщины свариваемых деталей s, и s2 с достаточной для практических целей точностью можно определить, пользуясь данными, приведенными в табл. 11.7.
Проверка качества сварного соединения производится испытанием точки на отрыв. Если при ее отрыве на одной детали остается столбик металла, по диаметру равный ядру, а на другой — сквозное отверстие, то точка считается качественной. Для обеспечения гарантированного качества сварки перед началом работы производят регулировку сварочного аппарата и настройку технологических параметров, выполняя пробную сварку образцов.
