22.11.2022

Группа 512

Предмет: Технология производства сварных конструкций

Тема :Сварка ручным способом с внешним источником нагрева(сварка нагретым газом (НГ), сварка нагретым инструментом (НИ), экструзионна сварка (Э)) простых деталей неответственных конс­трукций и сложных от­ветственных конструк­ций (оборудования, из­делий, узлов, трубопро­водов, деталей) из поли­мерных материалов (пластмасс, полиэти­лена, полипропилена)

 Тема урока: 

Сварка полимерных материалов с закладными нагревателями ЗН ручным способом.

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

Сварку при помощи деталей с закладными нагревателями (ЗН) можно применять для соединения труб любых диаметров и длины (особенно она эффективна для соединения длинномерных труб), а также для приварки к трубопроводу седловых отводов, усиливающих муфт и т.п. Сварка производится при температуре окружающего воздуха от -15° С до +15° С. Суть технологического процесса сварки заключается в том, что встроенные в соединительную деталь закладные нагреватели (проволочные электроспирали) разогревают место соприкосновения поверхностей детали и трубы, в результате происходит расплавление и смешивание материала поверхностных слоев, который после охлаждения представляет собой однородную массу. Сам процесс проходит в следующей последовательности (рис.2.36):

• • подготовка концов труб (разметка под деталь с ЗН, механическая обработка — циклевка свариваемых поверхностей труб, их обезжиривание, а также в случае необходимости обезжиривание детали с ЗН);
• • сборка стыка (установка и закрепление концов свариваемых труб в зажимах центрирующего приспособления с одновременной посадкой детали с ЗН);

• • подключение детали с ЗН к сварочному аппарату (ввод информации — задание режима процесса сварки);
• • пуск процесса сварки (нагрев);
• • охлаждение соединения;
• • удаление центрирующего приспособления.

 

Рис. 2.36. Последовательность соединения труб муфтой

с закладным нагревателем:

а — подготовка соединяемых элементов; б, в, г — этапы сборки стыка; д — собранный под сварку стык; 1 — труба; 2 — метка посадки муфты и механической обработки поверхности трубы; 3 — муфта; 4 — закладной нагреватель; 5 — клеммы токопровода;

6 — приспособление для сборки; 7 — токоподводящие кабели сварочного аппарата

Параметры режимов сварки устанавливаются в зависимости от вида и сортамента используемых соединительных деталей с ЗН и/или сварочных аппаратов, в соответствии с указаниями заводов-изготовителей в паспортах изделий. При включении аппарата процесс сварки происходит в автоматическом режиме, результаты сварки протоколируются.

Для подсоединения ответвлений к распределительному трубопроводу служат седловые отводы с ЗН (рис. 2.37), которые привариваются к поверхности трубы, затем в трубе специальной фрезой (не оставляющей стружки) прорезается отверстие и подключается трубопровод ответвления.

Рис. 2.37. Соединение полиэтиленовой трубы и седловых отводов

с закладными нагревателями:

а — седловой отвод с закладным нагревателем; б — отвод с разрезной муфтой с закладным нагревателем; 1 — труба; 2 — метки посадки отводов и механической обработки поверхности трубы; 3 — отвод; 4 — закладной нагреватель; 5 — полухмут;

6 — винты крепления; F — усилие прижатия отвода при сборке и сварке

Седловые отводы изготавливаются разных конструкций и диаметров. Есть конструкции, в которых фреза встроена, в других совмещены функции фрезы и отключающего устройства. Управление отключающим устройством, совмещенным с седловым отводом, осуществляется через телескопическую приводную штангу, конец которой выводится на поверхность, под люк или ковер. Применение седловых отводов позволяет присоединять отводные трубопроводы без снижения давления среды в распределительном трубопроводе, кроме того, при использовании длинномерных труб максимально сохраняется их целостность, так как отверстие прорезается только в месте подключения ответвления, в отличие от подключения ответвления при помощи тройника.

Однако необходимо учитывать, что диаметр прорезаемого отверстия всегда будет меньше диаметра подключаемого ответвления, что необходимо брать в расчет при учете гидравлических потерь. Трубопровод ответвления приваривается к патрубку седлового отвода при помощи муфты с ЗН.

Сварка при помощи деталей с ЗН получила наибольшее распространение за рубежом, в России она долгое время не применялась, несмотря на наличие отечественных разработок. Считалось, что этот вид сварки намного дороже и сложнее, чем сварка встык, при этом не учитывались следующие факторы:

• • надежность соединения за счет большей площади свариваемой поверхности и механического обжатия деталью с ЗН тела трубы (исключение составляют седельные ответвления и патрубки-накладки);
• • возможность соединения труб с толщиной стенки менее 5 мм;
• • автоматический процесс сварки;
• • сварочный аппарат в 3-5 раз дешевле машины для сварки встык;
• • снижение стоимости деталей с ЗН по мере расширения их производства.

Относительно большая стоимость деталей с ЗН их малым количеством, необходимым для соединения длинномерных труб (например, при использовании труб длиной до 400 м при диаметре ПО мм или 1300 м при диаметре 63 мм). Так, в сочетании с небольшой стоимостью сварочного аппарата, общая стоимость такого соединения значительно ниже стоимости сварного соединения встык и надежнее соединения враструб. Кроме соединения длинномерных труб и труб с толщиной стенки менее 5 мм, этот способ сварки эффективен при производстве ремонтных работ и незаменим при реконструкции изношенных трубопроводов с использованием профилированных полиэтиленовых труб, а также для соединения труб разной толщины или материалов.

У каждой фирмы есть свои конструктивные решения фитингов с ЗН и предусматриваются разные режимы сварки, поэтому рассмотрим их более подробно. К основным режимам сварки относятся 5 видов:

• 1. Ручной — уровень напряжения или уровень тока, время сварки устанавливается вручную, по паспортным данным фитинга.
• 2. Штрих-код или магнитная карта — автоматическая система распознавания технологии сварки, когда информация записана в 24- или 32-разрядном штрих-коде или занесена на магнитную карту.
• 3. Фьюзиматик — время сварки определяется через значения встроенных в деталь сопротивлений при фиксированном уровне напряжения — 39,5 В.
• 4. Саморегулирования (RAR) — нет определенного времени сварки: сварка считается законченной, когда расплавленный материал выходит в специальные окошечки и давит на микровыключатели при фиксированном уровне напряжения — 39,5 В.
• 5. Мемо — внутри фитинга находится микросхема с запрограммированными параметрами сварки.

Первоначально каждому типу фитингов предназначался свой сварочный аппарат. Такие сварочные аппараты, настроенные на сварку только определенных типов фитингов, называются специализированными. Они стоят недорого, но покупатель впоследствии теряет гораздо больше, так как вынужден покупать фитинги только той фирмы, для которых предназначен этот аппарат. Поэтому большинство производителей сварочной техники перешло к выпуску универсальных сварочных аппаратов, в электронном блоке управления которых заложены программы сварки разных типов фитингов. Чем больше таких программ заложено в памяти сварочного аппарата, тем больше свободы у его владельца в выборе более дешевых фитингов. Кроме выполнения функции установления режима сварки, штрих-код является универсальным способом введения информации о фитинге в память сварочного аппарата. Штрих-кодом могут снабжаться фитинги, конструкция которых предусматривает и другие режимы сварки. В этом случае в штрихах кодируются параметры конструктивного для данного фитинга режима сварки при определенной температуре окружающего воздуха.

В 24-разрядном штрих-коде указывается:

• • изготовитель и конструктивная деталь;
• • размер;
• • параметры сварки;
• • положение запятой для сопротивления;
• • сварочное напряжение, сопротивление
• • детали;
• • допуск на сопротивление;
• • время сварки;
• • температурная компенсация;
• • контрольная цифра.

В 32-разрядном штрих-коде указывается:

• • сведения о конструктивной детали;
• • параметры сварки;
• • маркировка изготовителя;
• • цифровой код изготовителя;
• • диаметр детали;
• • партия изделий, соотношение толщин стенок
• • труб;
• • заготовка фасонной части;
• • сварочное напряжение и сварочный ток;
• • сопротивление детали или мощность в Ваттах;
• • класс допуска на сопротивление;
• • температурный коэффициент проволоки;
• • время сварки или суммарная энергия в Джоулях;
• • температурная компенсация;
• • контрольная цифра.

Такая информация после введения с помощью считывающего карандаша в память аппарата, позволяет сварочному аппарату осуществить обратный контроль (связь с фитингом) перед началом сварки, а в случае несоответствия параметров фитинга введенной информации — заблокировать начало проведения сварки, выводя на экран дисплея сигнал «Ошибка». Наличие большого количества нулей в штрих-коде говорит об отсутствии информации по ряду вопросов, что снижает возможности осуществления проверочных функций контроля (обратной связи аппарата с фитингом), поэтому к применению таких фитингов следует относиться более внимательно. Магнитная карта содержит све дения только об определенном режиме сварки фитинга, поэтому имеет ограниченное применение и не может служить источником информации для других режимов. Штрих-код наклеивается на фитинг, а магнитная карта прикладывается к каждому фитингу. Несмотря на наличие в электронном блоке управления сварочного аппарата программы сварки других режимов для выполнения сварки в этих режимах, как правило, требуются специальные приспособления (кабели, зажимы, разъ емы и т.п.).