Ленточные пилы широко применяются во всей деревообрабатывающей промышленности, для столярных работ, в мебельной промышленности и т.д. Они используются в различных пилорамах, ленточнопильных и ленточно — делительных станках.
Особенностью ленточных пил является непрерывная режущая поверхность, представляющая собой кольцо из металлической ленты с зубьями. Для изготовления ленточных пил заранее подготовленную ленту сваривают в кольцо. Также сварка используется для ремонта порванных пил. О технологии сварки ленточных пил и будет рассказано в статье.
Технология сварки ленточных пил
Она делится на несколько этапов – подготовка, заточка, сварка и разводка зубьев полученной пилы. На всех этапах необходимо соблюдать должную тщательность. Рассмотрим технологию подробней.
Ремонт ленточных пил, имеет свои особенности
Аппараты для сварки ленточных пил
Как правило, аппарат для сварки ленточных пил работает так: концы пилы зажимаются в зажимах, стыкуются, а затем через них пропускается ток, который оплавляет и сваривает кромки торцов. Ток подводится через электроды, которые соединяются с фиксаторами-зажимами.
Аппараты сварки сопротивлением
Эти аппараты дешевы, компактны, отличаются не очень большой производительностью и предназначаются для небольших объемов работ – например, для ремонта пил на производственных лесопильных участках.
Особенности технологии требуют высокого качества подготовки шва, высокого качества электродов, хорошей регулировки фиксаторов и правильной настройки режима.
Аппараты сварки оплавлением
Производительность существенно выше, такие аппараты можно причислить к среднему классу. Они работают на принципе непрерывного оплавления и предназначаются для сварки всех видов полотен, в том числе и биметаллических.
Особенности технологии – высокие требования к поверхности полотен и электродов, необходимость соблюдения правильного шага зубьев с учетом потерь металла. Правильно подобранный режим характеризуется хорошим, ровным процессом оплавления на всем протяжении сварки.
Автоматизированные аппараты сварки оплавлением
Процесс сварки автоматизирован, от оператора требуется лишь устанавливать пилы в аппарат и снимать сваренные полотна. Такие аппараты отличаются хорошей производительностью и применяются, как правило, в сервисных центрах.
Помимо аппаратов для сварки, при сварке ленточных пил требуются некоторые вспомогательные аппараты – гильотины для полотен, станки для зачистки, пирометры и так далее.
Процесс сварки ленточных пил
Рассмотрим технологию сварки. Как говорилось выше, она делится на несколько этапов, которые будут рассматриваться по порядку.
Подготовка полотна
Перед тем, как сваривать полотно, его необходимо подготовить. Подготовка пилы состоит из нескольких шагов.
Резка полотна
Полотно отрезается посредством специальных гильотинных ножниц. Если таковых не имеется, можно отрезать полотно с помощью зубила либо отрезного станка. Если сварку предполагается проводить по участку, который сваривался раньше, то с каждой стороны от прошлого шва нужно отрезать по 5 миллиметров.
Полотно отрезается между вершинами зубьев. С каждой стороны оставляют припуск около полутора миллиметров. Линия реза должна проходить строго перпендикулярно к спинке пилы.
Ленточная пила, очень гибкий, но хрупкий инструмент
Зачистка концов
Подготовленное полотно необходимо зачистить. Для этого их очищают от загрязнений, при необходимости чистят ацетоном или спиртом. Кромки обрабатывают абразивным материалом, удаляя заусенцы и неровности – это удобно делать на заточном станке.
За тем идет сварка полотна. Подготовленное полотно закрепляется в станке и сваривается.
Установка пилы в аппарат
Подготовленное полотно монтируют в зажимной механизм аппарат для сварки ленточных пил так, чтобы кромки полотна полностью совпадали и находились посередине пространства между фиксаторами. Усилие, режим осадки и ход осадки выбирают в зависимости от полотна – документация на аппараты содержит таблицы с информацией режимах для различных полотен. Выбранный режим задается поворотами управляющих рукояток.
Сварка полотна
Станок запускается поворотом рубильника или нажатием кнопки. При этом ток начинает подаваться на электроды и расплавляет металл в месте стыка. Подвижный зажим идет к неподвижному и образует на месте шва сварной валик.
Важный параметр – время подачи тока. Как правило, при автоматической сварке оно составляет одну-две секунды, при ручной – контролируется оператором.
Если сварка прошла неудовлетворительно – подбираются подходящие настройки и записываются; в дальнейшем они используются для сварки аналогичных полотен.
Электроды должны быть чистыми. Плохой контакт между электродами и полотном повышает сопротивление и нарушает процесс сварки.
Для соединения пил требуется, специальная установка
Обработка пилы после сварки
Сразу после сварки пила не пригодна к использованию. Для того, чтобы привести ее в должное состояние, проводятся несколько операций.
Отжиг шва
При сварке материал полотна твердеет и становится хрупким. Отжиг позволяет ему вернуть пластичность и вязкость. Пилу не вынимают из станка, осадка выставляется нулевой, выбирается другой режим тока. Нажатием кнопки подачи тока на отжиг разогревают шов, а затем медленно охлаждают. Если нет пирометра – температуру контролируют визуально. Оптимальный цвет каления металла – вишнево-красный. Оранжевый или желтый цвет сигнализирует о перегреве.
Охлаждение длится три-пять минут. Для некоторых полотен нужно проводить два цикла.
Зачистка полотна
При зачистке полотна со сварного участка удаляют наплыв металла, а также выводят правильную форму впадины между зубьями полотна. Для зачистки подходит любой абразив, лучше всего – заточный станок.
Технологические особенности
Стоит учитывать, что:
- Сплавы, из которых изготавливают полотно пил, являются трудносвариваемыми;
- При работе на сварочный шов приходятся предельные нагрузки;
- Геометрия зубьев на участке шва влияет на нагрузки при работе.
Заключение
Из прочитанного выше вы узнали, как проводится сварка ленточных пил, какие существуют аппараты для сварки ленточных пил и какие у этого процесса особенности. Надеемся, что приведенная информация будет полезной для вас.
Сварка ленточных пил — один из самых эффективных способов соединения этих изделий. Такие инструменты незаменимы в современной деревообработке, которая уже давно признана едва ли не самым доходным бизнесом. В процессе обработки леса ленточные пилы подвергаются значительным нагрузкам, приводящим к нарушению целостности лезвий. Это возникает по разным причинам — от несоответствия параметров ленточной пилы типу обрабатываемого материала до несвоевременного обслуживания инструмента. В любом случае для восстановления работоспособности пилы необходимо использовать пайку или сварку.
Ленточная пила — это многорезцовый режущий инструмент, применяемый в ленточнопильных станках.
Сложности техпроцесса
Основное предназначение сварки — получение шва, по прочности равному основному металлу . В случае с ленточными пилами такого результата добиться очень сложно по следующим причинам:
- ленточные пилы по дереву или металлу, как правило, изготавливаются из трудносвариваемых материалов;
- при контактной сварке лента представляет собой деталь развитого сечения;
- эксплуатация ленточных пил вызывает предельные нагрузки на сварочный шов;
- необходима очень высокая точность соблюдения геометрии в сварном шве. В противном случае нагрузка при работе будет распределяться неравномерно, что приведет к значительному сокращению срока службы инструмента.
Оборудование и способы сварки
Контактная сварка ленточных пил помимо пайки является единственным способом получения качественного соединения. Сварочное соединение можно получить двумя основными методами:
- сварка сопротивлением;
- сварка оплавлением.
Применение того или иного метода имеет свои преимущества и недостатки, поэтому окончательный выбор всегда остается за инженером-технологом.
Сварка сопротивлением заключается в том, что через состыкованные концы пилы, сжатые с определенным усилием, пропускается электрический ток. Под его воздействием торцевые кромки полотна разогреваются и свариваются под давлением. Аппарат для сварки ленточных пил сопротивлением будет стоить намного дешевле аналога, работающего по принципу оплавления. Для обоих способов потребуется следующее оборудование:
- станок для сварки (плавлением или сопротивлением);
- гильотинные ножницы, абразивный круг или зубило для резки;
- ацетон или спиртовой раствор;
- ненужные обрезки полотна для подбора режимов.
Процесс сварки ленточных пил
Ручные ножницы гильотинные используются для резки металла с шириной листа до 2,08 метра и толщиной до 1,5 мм и пределом прочности 500 МПа.
Процедура сварки одинакова для обеих методов и состоит из нескольких этапов:
- Резка пилы.
- Зачистка кромок.
- Выбор режима сварки и установка полотна в сварочный станок.
- Собственно сварка пилы.
- Отжиг.
- Зачистка шва.
Резать полотно лучше гильотинными ножницами, но можно применять и более архаичные инструменты вроде отрезного круга или зубила. Если лента сваривается повторно, с каждого ее конца необходимо отрезать около 5 мм (зона термического влияния при сварке). Стыковка должна осуществляться между вершинами зубьев. Необходимо оставлять около 1,5 мм припуска для каждого конца ленты (на осадку). Обеспечить оптимальную ровность полотна позволит расположение, показанное на следующем рисунке (рис. 1).
Для качественной сварки кромки пилы должны быть полностью избавлены от заусенцев. Кроме того, их нужно очистить от грязи, пыли и промышленного мусора, а также обезжирить спиртовым раствором или ацетоном.
На этапе установки необходимо установить подготовленные кромки в зажимной механизм, состоящий из подвижного и неподвижного зажимов, и выставить их так, чтобы они полностью совпадали по высоте. Выбор режима сварки в данном случае лучше осуществлять экспериментальным путем на ненужных обрезках ленты, поскольку существует огромное разнообразие размеров пил и материалов их изготовления. Нередки случаи, когда необходимого сочетания не оказывается в инструкции. Подобрав оптимальный режим, лучше записать его показатели на случай необходимости повторной сварки аналогичных изделий.
Рисунок 1. Расположение ленты.
После установки торцов в зажимы и выставления режима нужно запустить процесс сварки специальной кнопкой или рукояткой. Под действием тока кромки изделия начнут расплавляться. Вместе с этим подвижный зажим будет двигаться к неподвижному на расстояние, равное ходу осадки. После этого на концах пилы образуется сварной шов, который и соединит их.
В процессе сварки в металле образуются закалочные структуры, вследствие чего он становится более твердым и хрупким. Чтобы нивелировать напряжения и деформации при сварке, применяют отжиг до температуры 600 °C. Дорогостоящие сварочные аппараты имеют встроенную функцию отжига и медленного охлаждения, а в случае с более дешевыми моделями понадобится печь для отжига и масло для замедления остывания металла.
При сварке образуется наплыв, являющийся концентратором напряжения. Его необходимо удалить с помощью любого абразивного инструмента.
Итоговая поверхность не должна выступать над сварочным швом.
Проверка качества сварного соединения
Самый простой и проверенный метод контроля качества — визуальный осмотр. О некачественном соединении свидетельствуют следующие признаки:
- сваренные края изделия не совпадают по высоте. Дефект возникает вследствие недостаточной силы тока или при чрезмерном значении осадки;
- капли расплавленного металла на поверхности ленты. Происходит при слишком высоком значении сварочного тока;
- непроваренные участки. Возникают из-за недостаточной силы тока или слишком низкого давления.
Усиление шва (разница между толщиной наплавленного и основного металла) не должно быть меньше 1,5 мм. В противном случае полезное сечение сварного шва будет недостаточным для работы в условиях ленточной пилы.
К особенностям ленточных пил следует отнести очень тяжёлые условия их эксплуатации. Максимальные растягивающие нагрузки на материал нередко приводят к разрыву полотен.
Согласно требованиям нормативов восстановление повреждённой зоны не должно приводить к снижению прочностных показателей всего изделия в целом. Вот почему сварка ленточных пил относится к разряду особо ответственных мероприятий, которые по силам лишь специалистам с большим опытом практических работ.
Положение нередко усугубляется ещё и тем, что иногда приходится сваривать фрагменты различных полотен, отличающихся как по своему размеру, так и по материалу, из которого они изготовлены. Всё это лишь повышает требования к качеству ремонтных работ и предполагает основательное изучение технологии сварки полотен для ленточных пил.
Суть контактного метода сварки заключается в пропускании электрического тока через соединенные по принципу «встык». Одновременно половинки поврежденной пилы сжимаются с некоторым усилием.
Вследствие сильного разогрева места стыка с последующим его оплавлением и происходит сваривание половинок повреждённого полотна. Ток к месту сварки от импульсного трансформатора подводится посредством специальных зажимов, выполняющих функцию электродов.
Отечественная промышленность освоила выпуск самых различных моделей станков, которые применяют для контактного восстановления ленточных пил. В прогрессивных образцах весь цикл сварки и отжига полностью автоматизирован, что облегчает работу по соединению половинок пилы.
Такой сварочный аппарат обеспечивает высокую точность установки мощности и времени действия электрического импульса, подаваемого на контактные электроды.
В простейших устройствах для сварки ленточных пил данные показатели контролируются самим оператором.
Подготовка заготовок
Контактный принцип восстановления ленточных пил с помощью сварки предполагает особый подход к подготовке смежных заготовок, заключающийся в образовании идеальной линии стыка между ними.
При этом на подготовительном этапе торцы свариваемых частей обрезаются и зачищаются одновременно путём изгиба одного из концов на 360 градусов и прикладывания его ко второму.
В результате даже при неровной линии реза (её неперпендикулярности спинке пилы) образовавшиеся торцевые части могут быть состыкованы без малейшего зазора.
Из рисунка хорошо видно, что после возвращения полотна в исходное состояние неровность одного среза компенсируется соответствующей неровностью другого.
Помимо этого, в оборудовании указанного класса предусматривается особый механизм, обеспечивающий постепенное сжатие половинок полотна ленточной пилы для образования полноценного сварочного шва (без разрывов).
Сварочные станки
Типовой станок для сварки ленточной пилы, работающий согласно рассмотренному выше принципу, состоит из следующих основных частей:
- основание (корпус);
- импульсный трансформатор;
- специальные механизмы зажима с электродами и кронштейны, состоящие из передвигающейся и подвижной частей;
- пусковой узел (кнопка «Пуск»).
Входящий в состав станка зажимной механизм устроен так, чтобы в месте подсоединения контактов оставался зазор, необходимый для встречного перемещения половинок ленты с образованием качественного сварочного валика.
Под действием специальной встроенной пружины создаётся осадочное давление, в результате которого стыкующиеся торцы с заданным усилием прижимаются один к другому. Можно сказать, что реализованная в станке технология сварки состоит из следующих обязательных операций:
- подготовка линии предполагаемой стыковки (включая резку свариваемых частей);
- зачистка стыкуемых торцов;
- их размещение в сварочном станке, сопровождающееся установкой токового режима, требуемого усилия и величины осадки;
- электросварка полотна ленточной пилы с последующим отжигом и зачисткой шва.
Для выравнивающей резки полотна удобнее всего воспользоваться специальными гильотинными ножницами, однако в случае их отсутствия можно использовать и другой режущий инструмент. При повторной работе с одними и теми же ленточными пилами с каждой из сторон их полотна отрезается не менее 5 миллиметров материала.
При любом варианте подготовительного выравнивания кромок следует проследить за тем, чтобы место сварки располагалось между вершинами соседних зубьев (с учётом необходимого припуска на осадку). В процессе резки необходимо стараться, чтобы срез получался ровным и строго перпендикулярным продольной линии пилы (её спинке).
Своими руками
В ситуации, когда обстоятельства вынуждают заняться сваркой пилы своими руками, следует ознакомиться с рядом моментов, без учёта которых добиться желаемого результата будет очень сложно.
В первую очередь необходимо тщательно подготовить место стыка к сварке, включая очистку его от загрязнений и последующее обезжиривание ацетоном или спиртовым составом. Затем следует зачистить соединяемые кромки ленточной пилы посредством абразива, так чтобы они стали ровными и не имели заусенцев.
На следующей стадии работ полотно ленточной пилы заправляется в аппарат таким образом, чтобы одна его половинка закреплялась в неподвижном зажиме, а другая – в подвижном. При этом свариваемые кромки должны располагаться примерно посередине между контактными зажимами и полностью совпадать по линии среза.
После этого с помощью ручек управления необходимо выставить усилие и величину осадки, а также подходящий режим сварки. Все указанные параметры выбираются в зависимости от размеров восстанавливаемого полотна. С увеличением размеров и толщины пилы возрастают уставки требуемого для качественной сварки электрического тока и усилие осадки.
В инструкции к любому такому оборудованию приводятся специальные таблицы, в которых указываются все необходимые установочные параметры.
Процесс сварки запускается путём нажатия кнопки «Пуск» или поворотом специальной рукоятки. Сразу же после этого ток от импульсного трансформатора через зажимы поступает на свариваемые части полотна ленточной пилы и плавит металл на участке соединения.
При этом под воздействием пружины подвижный зажим перемещается в направлении неподвижного на заданную величину осадки, после чего в зоне стыка должен получиться аккуратный сварной валик, надёжно соединяющий две части.
Помимо силы рабочего тока, в ходе сварки ленточной пилы контролируется время воздействия токового импульса. В агрегатах с автоматикой специальный механизм задаёт временной промежуток в пределах 1-2 секунды, в то время как в ручном режиме этот параметр контролируется оператором.
Отжиг и зачистка
По завершении сварки ленточной пилы производится отжиг места соединения, позволяющий вернуть металлу структуру, близкую к начальному состоянию.
В результате из хрупкого и ломкого он вновь становится пластичным и вязким. Для этой процедуры используется тот же механизм, что и при сварке, но только с другими значениями импульсных токов и без осадочного поджима.
К сведению новичков, для перевода автоматического агрегата в требуемый режим переключатель работ необходимо установить в положение «Отжиг».
Отдельные виды полотен по дереву нуждаются в повторном проведении отжига, что позволяет восстановить их структуру до первоначального состояния.
В ряде случаев оба этих процесса (сварка и отжиг) осуществляются одновременно, что достигается путём продления времени охлаждения зоны стыка, а также периодической подачи в неё импульсов подогревающего тока.
На завершающей стадии работ полотно ленточной пилы тщательно зачищается. При этом с него удаляется образовавшийся в зоне сварного шва наплыв и восстанавливается рисунок межзубчатой впадины.
Для зачистки может применяться любой подходящий абразивный инструмент, посредством которого удаётся получить ровную и сливающуюся с соседними областями плоскость.
Напомним, что известные трудности сварки ленточной пилы объясняются различиями в их габаритах и особенностью металла, из которого они изготовлены. В связи с этим нередки случаи, когда первая попытка сварки заканчивается неудачей, и оператору приходится подбирать режим обработки шва экспериментальным путём.
Для пробных попыток лучше всего брать уже использованные и ненужные обрезки старых пил. После того, как нужные режимы обработки будут окончательно установлены – полученные параметры рекомендуется зафиксировать с целью использования их для восстановления изделий с аналогичными характеристиками.
Сварка ленточных пил является довольно распространенной операцией, которая необходима для подготовки ленточных пил. Сварка для ленточных пил используется, чтобы восстановить сломанные и порванные пилы, а также для изготовления новых изделий данного образца.
Аппарат для сварки ленточных пил является устройством, пропускающим через зажимы пилы электроток, который и сваривает, а также расплавляет торцы полотна. Ток подводится при помощи электродов, которые соединяются и фиксируются специализированными зажимами.
Станок для сварки ленточных пил
Сварка ленточных пил работает по принципу контактно-стыкового метода при сопротивлении и оплавлении. Данное оборудование предназначается для самых разнообразных объемов работ по свариванию, а также различных видов деятельности.
Аппарат для сварки пил подразделяется на несколько групп :
- Сваривание при помощи сопротивления является приемлемым по стоимости сварочным оборудованием, которое предназначается для пил по дереву и их ремонта, к примеру, на производстве при распиловке древесины. Конструкция данного оборудования проста в использовании, однако у нее небольшая производительность, всего около сотни свариваний за целую смену.
- Сварка при помощи оплавления производится при использовании среднего варианта оборудования, которое предназначается для сваривания ножей и пил любых разновидностей, нагрузка здесь довольно большая, в сравнении с вышеописанным оборудованием.
- Сварка при помощи оплавление автоматизированные со сварочным циклом позволяют быстро сваривать различные пилы и ножи, причем данное оборудование обладает высокой производительностью, что позволяет за одну смену производить до тысяч сварок. Обычно таким способом пользуются в центрах и сервисах, а также на производствах.
Также имеется и другое оборудование, которое является вспомогательным для того, чтобы подготавливать и контролировать процесс сваривания:
- станок для сварки пил;
- устройство для зачистки;
- пирометр.
Технология сварки ленточных пил по дереву
Разрезание пилы подразумевает, что полотно должно разрезаться при помощи специализированных гильотинных ножниц. Если нет данного инструмента в наличии, то вполне возможно воспользоваться зубилом или отрезным станком. Если полотно сваривается на месте, в котором раньше происходило сваривание, то с каждой стороны старого шва необходимо немного отрезать. Полотно разрезается между вершинами зуба. Необходимо только оставить небольшой припуск, ну а линия разрезания после использования ножниц должна быть идеально ровной, причем находиться под прямым углом от спинки пилы.
Свариваемые концы и их зачистка
Окончания пилы тщательно очищаются от разных видов загрязнений, возможно их обеззаразить при помощи спирта или ацетона. Кромки также обрабатываются, чтобы они стали ровными и в них отсутствовали заусенцы. Для этого часто применяется специализированный зачистной станок с абразивом.
Как установить пилу в аппарат для сваривания и выбрать правильный режим?
Полотно необходимо установить в специальные зажимы оборудования таким образом, чтобы кромки в точности совпадали между зажимным механизмом. Необходимо при выборе усиления, режима и хода учитывать размер пилы. В инструкции к сварочному оборудованию имеются различные таблицы, в которых подробно прописаны режимы для определенных размеров пил. В итоге следует установить определенные положения для рукояток пил, что и считается выбором сварочного режима.
Сваривание
Сварка начинается после того, как нажимается кнопка пуск или поворачивается рукоятка. Ток проходит до концов пилы, и металл начинает расплавляться. Подвижные зажимы образуют валик в месте шва.
Также стоит особое внимание уделять токовой подачи и времени, когда это происходит. При автоматическом режиме сваривания импульс проходит за 1 — 2 секунды, ну а ручное управление подразумевает постоянный контроль специалиста. Если результат сваривания получился неудачным, то необходимо еще раз подобрать настройки сваривания, записать их, а потом использовать для таких же разновидностей пил.
Электроды должны быть идеально чистыми. При нарушении контакта между электродом и заготовкой значительно увеличивается сопротивление, а режим сваривания нарушается.
Сварной шов и отжиг
Отжиг предназначается специально для того, чтобы полотно, которое становится при сваривании хрупким и твердым, стал вновь пластичным и вязким. Данная процедура происходит в том же положении, в котором происходило сваривание, только токовый режим необходимо выбирать другой. Разогрев до необходимой температуры, а затем охлаждение должно регулироваться кнопкой токовой подачи. Если в комплектации оборудования отсутствует пирометр, то температуру необходимо контролировать в зависимости от цвета заготовки. Чтобы добиться оптимального температурного режима, металл должен приобрести вишнево-красный оттенок. Металл не должен разогреваться до приобретения оранжевого оттенка, ведь это будет означать перегрев. Охлаждается металл постепенно, происходит это около 4 минут. Некоторые изделия нуждаются в двух циклах отжига.
Полотно и его зачистка
Наплывший металл должен удаляться при помощи зачистки. Необходимо вывести правильную форму впадины между зубцами изделия на месте шва. Зачистка производится абразивом, к примеру заточным станком. Необходимо продвигаться вдоль шва сваривания.
Факторы, которые следует учитывать при сваривании пил ленточного типа :
- Сплавы для ленточных пил считаются трудно свариваемыми материалами.
- Сварочные швы при использовании пилы постоянно подвергнуты большим нагрузкам.
- Зубья пил на месте свариваемого шва оказывают влияние на нагрузку при применении изделий.
Сварка ленточных пил
Всего есть два типа сваривания, при помощи сопротивления и оплавления.
1. Сваривание сопротивлением осуществляется сварочным оборудованием, которое довольно просто и экономично использовать, однако у него есть определенные ограничения в применении.
Технология имеет свои особенности :
- Подготовительные операции самого хорошего качества, ведь при обрезании полотен должны отсутствовать заусенцы и кромки, чего в большинстве случаев довольно тяжело достигнуть. Обычно ножи пилы бывают сильно изношенными, поэтому и кромка остается неровной.
- Хорошее качество поверхности для контакта со сварочными электродами, прижимными сегментами и их регулирования.
- Правильный режим сваривания стыкового типа. Полотно обычно требует самостоятельного выбора сварочного режима.
2. Сваривание оплавлением
Технология и ее особенности :
- Качество подготовки изделий и электродов.
- Правильный шаг полотна при учете потерь материалов при сваривании.
Правильный подбор режима сваривания определяется по некоторым факторам :
- ровный процесс оплавления непрерывного типа от самого начала сваривания до полной осадки;
- визуальный осмотр швов прекрасно показывает деформацию и выдавленный расплав на поверхности.
Аппараты сварки ленточных пил и материал электродов
Материал для электродов обязательно должен быть твердого типа, а также хорошо проводить электричество. Медь мягкая, поэтому ее использовать не рекомендуется. В большинстве случаев для этого используется бронза, однако она при высоких температурных режимах начинает двигаться на поверхности электрода, при этом его свойства и проводимость претерпевают изменения. При проведении больше 25 свариваний он становится непригодным для работы.
Автоматная латунь нередко применяется в электродах, однако цинк и свинец часто меняют сопротивление. Поэтому электрод очень быстро становится непригодным для дальнейшего использования.
Отжиг сварных швов
Низколегированные полотна должны отжигаться при температуре от 420 до 450 градусов, ну а легированные при 630 и выше.
- отжиг не является самостоятельным процессом, а включается в сварочный режим;
- временной промежуток изменения металла и его структуры находится в прямой зависимости от температурного режима, чтобы сечение прогревалось равномерно, рекомендуется использовать низкие температуры при более длительном процессе;
- самым оптимальным считается отжиг ступенчатого типа, то есть первый прогрев выдерживается и выравнивает температуру по всему сечению, а затем происходит быстрое нагревание и охлаждение;
- режим термообработки настраивается после отладки режима для сваривания;
- не стоит спешить и освобождать зажимы сразу после сваривания, необходимо полное остывание материала на электродах;
- не стоит сразу вытаскивать пилу после сваривания для зачистки, ведь данная часть довольно хрупкая, поэтому это может стать причиной образования трещин;
- после того, как обдув сжатым воздухом был проведен, нужно вытащить изделие, еще раз обдуть все необходимые места и потом зафиксировать изделие для отжига.
Имеется такое мнение, что при обдуве электродов быстрее изнашиваются линейные направляющие. Однако качественные аппараты предусматривают закрытие подшипников сальниками, поэтому это не влияет на последующее использование изделий.
Сварка ленточных пил является одной из узких и в тоже время распространенной областью применения контактной стыковой сварки как сопротивлением так и оплавлением.
Основная специфика этой технологии:
- практически все материалы ленточных пил относятся к трудно свариваемым;
- ленточное полотно или нож с точки зрения контактной стыковой сварки является деталью развитого сечения;
- предельные нагрузки на сварочный шов при эксплуатации ленточной пилы;
- влияние точности соблюдения геометрии ленточной пилы в области сварного шва на характер и уровень нагрузки при работе.
Оборудование для сварки сопротивлением конструктивно проще чем для стыковой сварки оплавлением и соответственно дешевле , однако применение сварки сопротивлением для ленточных пил имеет значительные ограничения. Начнем с подготовительных операций — отрезка полотна. При обрезке полотна из бухты в размер возможно появление заусенцев и деформации кромки полотна. Понятно, что для резки более толстого полотна настройка, да и сама гильотина должна быть несколько другой, – ножи должны меняться вовремя и рез должен быть строго перпендикулярен и не иметь деформации и заусенцев. На практике соблюсти все это возможно, но делается далеко не всегда. Стыковая сварка ленточных полотен сопротивлением на порядок чувствительнее к таким дефектам заготовительных операций.
Большее влияние на результат сварки оказывает состояние контактной поверхности электродов и поверхности прижимных сегментов, а также настройка их положения. Если при сварке ленточных пил оплавлением неточная настройка или незначительный износ контактных поверхностей электродов аппарата в первую очередь оказывают влияние на процесс последующей термообработки (отжига) сваренного полотна, – то при сварке сопротивлением эти небольшие дефекты подготовки оборудования к работе могут оказывать фатальное влияние на качество сварки.
Материал полотна ленточной пилы, его состав и состояние как правило не разглашаются производителями. В большинстве случаев подбирать режимы стыковой сварки приходиться исходя из ориентировочных данных о настройках для похожей группы материалов. При сварке сопротивлением большое значение оказывает соотношение продольной устойчивости полотна и степени разупрочнения его материала при нагреве. Казалось бы – чем более легировано полотно, тем оно жестче и устойчивее и легче должен происходить процесс сварки. Практика говорит что нет – требуется и большее вторичное напряжение трансформатора и опережающее устойчивость увеличение усилия осадки. Кроме того, при сварке биметаллических пил иногда не удается полностью выдавить образующуюся в стыке жидкую фазу. После сварки образуются зоны с крупным зерном в стыке. Часто никакая термообработка не может исправить такой дефект и качество сварного шва – то есть его прочностные и усталостные характеристики оказываются на "3 с минусом" по 5 балльной шкале. Сваренная пила работоспособна, но ресурс работы полотна ленточной пилы в зоне стыка оказывается ниже чем ресурс работы режущей части до полного износа.
Сварка ленточных пил сопротивлением как дешевый и простой метод сварки вполне пригоден для сварки большинства ленточных полотен по дереву небольшой ширины (до 50 мм), эпизодической сварки более широких полотен по дереву и биметаллических пил по металлу малой ширины. Ограничение по сварке биметаллических полотен вызвано еще и тем, что резка такого полотна неизбежно ведет к ускоренному местному износу ножей гильотины — а такой износ оставляет заусенцы и зоны деформации на отрезаемой кромке полотна, что является полностью недопустимым дефектом при сварке ленточных пил сопротивлением.
Сварка ленточных полотен оплавлением лишена большей части этих недостатков, однако требования к подготовке полотен под сварку и к состоянию поверхностей электродов тоже остаются высокими. В этом процессе есть другая тонкость — это соблюдение правильного шага или последовательности зуба полотна при потере металла по длине. Если при сварке пил по дереву со стандартным шагом 22 мм и стандартным профилем это решается достаточно просто (рекомендуется при подрезке полотна в размер рассчитывать расположение шва в нижней части спинки зуба). Не рекомендуется располагать шов во впадине — это ведет к уменьшению полезного сечения шва и снижению его несущей способности, – а так же поднимать шов близко к вершинке зуба. Во втором случае возникает неполный прогрев части шва, располагающегося ближе к вершинке зуба, что может вызывать неполную осадку всего полотна. а при износе оборудования и искривление полотна по спинке в зоне сварки. Категорически не следует располагать шов на участке от впадины к передней кромке зуба. При работе полотна этот участок ленточной пилы наиболее нагружен.
При расположении сварного шва на пилах по металлу, которые в большинстве имеют переменный шаг, необходимо помимо вырезки не кратной части зубьев расположить шов в месте расположения зубьев с меньшим шагом (особенно важно для сварки полотен с крупным зубом). Этим достигается более широкий шов, его большая площадь и лучшие прочностные характеристики. Кроме того, те зубья, которые попадают под зону оплавления и осадки должны быть вырезаны перед сваркой до сечения предполагаемого места шва. Оставленные зубья часто мешают нормальному протеканию процесса, при этом они недостаточно прогреваются и ведут к деформации при осадке полотна «в плане» со стороны зуба. Категорически нельзя при сварке полотен с крупным шагом располагать шов «где попало». В этом случае меняется свариваемого сечение и о какой либо точности в соблюдении режима сварки говорить бессмысленно.
Следует обратить внимание при настройке машины контактной сварки ленточных полотен
и на форму профиля спинки самого полотна. Дело в том что часть полотен выпускается намеренно с серповидной спинкой, а на части полотен это является браком. Так или иначе после сварки профиль по спинке полотна в зоне сварки не должен отличаться. Если полотна имеют искривление по спинке — используйте кусок свариваемого полотна для настройки положения упоров на аппарате сварки ленточных полотен. Особо много неприятностей такие искривления доставляют на аппаратах для сварки ленточных пил сопротивлением.
Почему? – Да потому что процесс очень чувствителен к перпендикулярности кромок реза.
Косвенными критериями правильно подобранного режима сварки являются:
- непрерывный и ровный процесс оплавление от начала и до осадки. Если дать слишком много напряжения и тока, то процесс оплавления может прерываться ввиду того что выгорание материала идет быстрее чем сближение концов свариваемого полотна. Внешне по остальным признакам (вид шва, количество и характер выхода грата после стыковой сварки) этого можно не заметить, однако это ведет к неустойчивости и слабой повторяемости результатов сварки. Если оплавление прекратилось за долю секунды перед осадкой — то в шве будут включения литой структуры и возможно окислы со всеми вытекающими последствиями. Все таки процессы стыковой контактной сварки это не методы сварки плавлением так же как при сварке полуавтоматом или электродом. В последних образуется сварочная ванна и шов формируется после ее кристаллизации. При контактной стыковой сварке шов должен формироваться в «твердой фазе». Расплав на торцах соединяемых деталей служит лишь для последующего выдавливания при осадке вместе с загрязнениями и введения в соприкосновение подогретых и чистых на атомарном уровне поверхностей заготовок.
- расплав должен быть выдавлен а подстилающая поверхность деформирована! Именно на это необходимо в первую очередь обращать внимание при осмотре сварного шва. На полотнах это очень хорошо видно со стороны спинки а так же при зачистке шва от грата. Если грат есть а следов деформации поверхности спинка в прилегающей к выходящему грату зоне (десятые доли миллиметра) нет — режим подобран неверно.
- другая крайность — завышенное усилие осадки. В этом случае, обычно со стороны зуба возникает местная потеря устойчивости полотна и сдвиг в плане поверхности полотна свариваемых частей одной относительно другой. Такой же дефект может возникать и при сварке полотен на правильно подобранном режиме при износе гильотины и электродов, неправильной настройкой прижимных узлов аппарата для сварки ленточных пил.
Материал электродов для аппаратов сварки ленточных пил
Твердость материала играют большую роль в ресурсе электродов. С другой стороны электроды аппарата для сварки ленточных пил должны быть электропроводными. Медь — нет не годиться слишком мягкая, возьмем какую нибудь бронзу — она в нагартованном (наклепанном состоянии) достаточно прочна и обладает хорошей электропроводностью и удовлетворительной обрабатываемостью при изготовлении электрода. Такой вариант материала тоже годен ограничено, несмотря на то что в машинах стыковой контактной сварки для прутков имеет полное право на применение. Почему? – да потому что есть материал — железистая бронза. Свариваемые полотна - это в основном железо, которое под воздействием больших токов и локального нагрева достаточно быстро начинает дрейфовать в поверхность электрода аппарата для сварки пил изменяя свойства его проводимости и переходное сопротивление. Режим сварки опять «плывет». Уже после 25-30 сварок на таких электродах начальный режим сварки (для новых электродов) оказывается некорректным для последующей работы. Л67 обладает достаточной электропроводностью и твердостью, но недостаточно хорошо обрабатывается резанием. Есть еще так называемая автоматная латунь. Это свинцовистая латунь (латунь легированная свинцом). Она содержит 57-75% меди, 0,3-0,8% свинца, остальное - цинк. Отлично обрабатывается резанием, нагартовывается и вообще является достаточно распространенным материалом, однако ее применение для электродов тоже имеет свои минусы – свинец и цинк дрейфуют на поверхность и так же изменяют переходное сопротивление. Это случается не так быстро как при использовании близких по составу к меди бронз, но тем не менее выводит электрод аппарата сварки пил из строя гораздо быстрее механического износа поверхности.
При использовании сложных содержащих хром бронз подавляется дрейф химических элементов при локальном нагреве в тонком поверхностном слое и схватывание поверхностей. Такой электрод без значительного изменения параметров переходного сопротивления может выдержать и до 600 сварок. Обычно за это время электрод получает множественные местные повреждения и начинается завал поверхности ближе к зоне стыковки полотен. Метод восстановления - шлифовка поверхностей электродов аппаратов для сварки пил (обязательно в парах). И еще раз напомним, что шлифовка до зеркального блеска дает отрицательный результат в большинстве случаев. Помимо изменчивости переходного сопротивления электрод – пила при загрязнении поверхности свариваемого полотна или электрода маслами возможно проскальзывание свариваемой пилы по электродам при осадке. Поверхность электрода аппарата для сварки пил не должна содержать грубых рисок, в то же время – поверхность электродов для аппаратов сварки пил полученная после нормального качества обработки на фрезерном станке вполне удовлетворяет требованиям по шероховатости.
Термообработка или отжига зоны стыка
Температуры отжига полотен различны — от 420-450 °С для низколегированных полотен по дереву, до 630-650 °С и даже выше для легированных биметаллический пил по металлу. Производители температуру отжига если и дают то очень приблизительно — и вот почему:
- отжиг сваренных ленточных полотен не является самостоятельным процессом а значительно зависит от режима сварки;
- время перестройки структуры металла напрямую зависит от температуры — больше температура отжига – короче время. Но в это время сечение должно равномерно прогреться. При использовании визуального или не автоматизированного пирометрического контроля температуры отжига точно воспроизвести процесс невозможно. Поэтому разумно пользоваться отжигом на более низких температурах и с большим времен процесса. При использовании программного отжига с пирометрическим контролем температуры можно увеличить температуру отжига на 20-30 °С и сократить его продолжительность;
- ступенчатый отжиг с первичным прогревом и выдержкой для выравнивания температуры по сечению и быстрым нагревом до повышенной температуры с последующим управляемым охлаждением является наиболее быстрым, универсальным и точным;
- если режим сварки неустойчив и швы получаются разные по внешнему виду не стоит и начинать заниматься настройкой и подбором режима термообработки — сначала добейтесь стабильной сварки;
- не спешите освобождать прижимы после сварки, особенно на машинах с ручным приводом прижимов – дайте полотну остыть на электродах. Время нахождения ленточной пилы в губках непосредственно после сварки тоже влияет на образование закалочных структур в шве. Если освобождать полотно без паузы (сразу после сварки), условия для остывания полотна и зоны шва будут разные, что повлечет разную закалку зоны шва. Режим отжига при этом может оказаться некорректен для части полотен. Не спешите — после сварки сосчитайте до 5 — полотно равномерно остынет. Затем спокойно освобождайте прижимы;
- некоторые сварщики «берегут электроды» – то есть вынимают пилу после сварки из аппарата и чистят поверхности электродов. Этого по возможности делать не следует — закаленная зона достаточно хрупка и чем меньше манипуляций с ней и чем быстрее будет проведен отпуск — тем меньше вероятности образования трещин в зоне шва. Обдуйте сжатым воздухом прижимы и электроды (сосчитав до 5) освободите полотно, вторично обдуйте электроды и зафиксируйте сваренную пилу в позиции отжига. Чем более легировано полотно ленточной пилы — тем важнее вышесказанное;
- бытует мнение, что обдув электродов и прижимов аппаратов при сварке ленточных пил сжатым воздухом ведет к ускоренному износу шариковых линейных направляющих подвижной губки. Во первых они находятся достаточно далеко от зоны сварки, во вторых линейные подшипники закрыты сальниками – в аппарате нормального качества и конструкции такая операция на ресурс направляющих существенного влияния не оказывает.