Теория сварки: Подраздел “Теория сварки”

Рабочий лист по теории сварки
Книга: Металлообработка – Технология и практика – Репп Виктор Евгеньевич – Page 209-233 – Unit 26
 
Name: _______________________________ Block: _____ Date: ________________
 
Definitions:
Fusion Weld:
______________________________________________________________________________
 
Pressure Welding:
______________________________________________________________________________
 
Spot Welding:
______________________________________________________________________________
 
Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа:
____________________________________________________________________________
 
Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG):
____________________________________________________________________________
 
Постоянный ток (DC):
____________________________________________________________________________
 
________________________________________________
Переменный ток (AC): 900
 
Welding Arc:
______________________________________________________________________________
 
Electrode:
______________________________________________________________________________
 
Flux:
______________________________________________________________________________
 
Slag:
______________________________________________________________________________
 
Welding Beads:
______________________________________________________________________________
 
Gas Metal Arc Welding (GMAW) (MIG):
______________________________________________________________________________
Filler Rod:
______________________________________________________________________________
 
Tack Weld:
______________________________________________________________________________
 
Regulators:
______________________________________________________________________________
 
Describe (on the left) and draw (on the right) каждый из 5 основных сварных швов: (стр. 217)
 
Butt
 
Tee
 
Edge

Lap
 
Corner
  
Describe the 3 types of oxy-acetylene flames (page 226)
 
Neutral Flame:
______________________________________________________________________________
 
Carburizing flame:
______________________________________________________________________________
 
Oxidizing пламя:
________________________________________________________________________________
 
Draw a “satisfactory” oxy-acetylene weld and describe why it is good (page 229):  
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
 
Chapter Review Questions (page 233)
Please write answers on a separate piece линованной бумаги и прикрепите к этому листу

1. Опишите, как выполняется сварка плавлением.
2. Какую температуру может создавать кислородно-ацетиленовое пламя? Электрическая дуга?
3. В чем разница между основным металлом и металлом сварного шва?
4. Какой размер наконечника, настройки регулятора и диаметр присадочного стержня следует использовать для сварки стали толщиной 1/8 дюйма (3,2 мм)?
5. Почему необходимо использовать регулятор давления газа на кислородных и ацетиленовых баллонах?
6. Какое пламя следует использовать для большинства газовых сварок?
7. Для чего нужен прихваточный шов?
8. Что может произойти, если сварка выполняется слишком медленно?
9. Чем электрическая дуга похожа на солнце?
10. Почему сварщик должен носить одежду без карманов и манжет?
11. Каково назначение покрытия на электродах для дуговой сварки?
12. Все ли электроды E6013 одинаковы? Почему или почему нет?
13. Почему во время процесса электросварки необходимо носить обычные защитные очки, а также сварочный шлем?
14. Описать процесс точечной сварки. Для чего его используют?
15. Чем сварка TIG отличается от сварки MIG?

Теория аппаратов для высокочастотной сварки и принципы работы термосварочного аппарата для радиочастотной сварки

Аппарат для высокочастотной сварки

Аппарат для высокочастотной сварки использует пневматический пресс для зажима материала. В процессе РЧ-сварки используются верхняя и нижняя формы (уплотняющие матрицы РЧ), в которых материал сжимается и нагревается в поле РЧ. При закрытии пресса включается ВЧ-генератор. Радиочастотное поле заставляет случайно ориентированные молекулы материала ориентироваться в направлении поля. Ток утечки материала начинает нагревать материал и формирует изделие между матрицами под действием силы зажима.

Радиочастотная сварка представляет собой процесс соединения материалов по принципу диэлектрических потерь. В процессе RF-сварки или RF-термосварки используется высокочастотная энергия для расплавления пластикового материала с полярными молекулами, помещенными между двумя электродами (RF-сварочные штампы). Наиболее часто используемая частота RF составляет 27,12 МГц.

ВЧ-сварочные генераторы используются в процессе ВЧ-сварки для плавления пластиковых материалов, состоящих из полярных молекул. В большинстве процессов РЧ-уплотнения используется высокая частота 27,12 МГц. Та же частота также используется в индустрии радиолюбительской связи, поэтому высокая частота (ВЧ) называется радиочастотой (РЧ).

Диапазон частот ISM (промышленный, научный, медицинский) : Частота, используемая в ВЧ-сварочных системах, регулируется Федеральной комиссией по связи (FCC), и генераторы должны соответствовать рекомендациям по частоте ISM. Крупные ВЧ-сварщики обычно используют частоту 13,56 МГц, если размер плиты превышает 1/4 длины волны частоты.

Запечатывающий пресс RF : Станция RF Welding представляет собой автономный пневматический или гидравлический пресс, который сжимает пластиковый материал между двумя пресс-формами, называемыми RF запечатывающими штампами.

Процесс сварки RF : Проще говоря, сварочные аппараты RF работают так же, как микроволновые печи, которые нагревают пищу. Микроволна возбуждает полярные молекулы воды и нагревает пищу.

ВЧ-сварщик, с другой стороны, нагревает пластиковый материал, содержащий полярные молекулы, которые возбуждаются высокочастотной энергией.

Когда РЧ-энергия воздействует на сжатый материал между поверхностями РЧ-уплотняющих кристаллов (РЧ-электродами), в этом случае поверхности штампов действуют как конденсаторы, а пластиковый материал — как изоляционные диэлектрические материалы, полярные молекулы поляризуются и начинают колебаться в переменное электромагнитное поле. Это движение или внутреннее молекулярное трение и диэлектрические потери материала нагревают и плавят материал. По мере того, как материал размягчается, пресс продвигается дальше, чтобы сформировать склеенный участок, определяемый как толщина сварного шва RF. Как только радиочастотная энергия прерывается, материал охлаждается за счет потери тепла через металлическую поверхность штампа.

Сила сжатия RF сварщика Влияние на толщину шва RF

Сила сжатия RF сварочного пресса важна для формирования пластического материала во время его плавления, где форма зоны сварки контролируется формой RF уплотнительного штампа. Площадь уплотнения и тип материала определяют усилие сжатия.

Чем больше площадь уплотнения, тем больше должно быть усилие. Тем не менее, трудно контролировать толщину шва только с помощью силы или мощности радиочастоты и времени.

Существуют и другие факторы, влияющие на толщину уплотнения, такие как исходная температура материала, форма уплотнительной поверхности штампа или даже уровень влажности.

Обычной практикой являются жесткие упоры для контроля толщины уплотнения и немного более высокое давление для обеспечения согласованности уплотнения RF.

Проблемы, связанные с давлением:

• Низкое давление вызывает искрение или ожоги. Когда пресс опускается и включает радиочастотную мощность, если материалы не сжаты и имеют небольшой воздушный зазор, поверхность материала начнет заряжаться, как конденсатор, и в этой области начнется искрение.
• Если площадь поверхности мала и пресс оказывает слишком большое давление, материал будет разрушаться, становиться тонким, как бумага, или даже разрываться или трескаться, что приведет к дуговому или неравномерному уплотнению из-за параллелизма конструкции пресса или несоответствия поверхности.

Чтобы обеспечить равномерную толщину уплотнения RF, необходимо правильно контролировать давление, уплотнительные матрицы RF должны быть плоскими и параллельными, и, наконец, необходимо использовать упоры в тщательно спроектированных местах для поддержания ровности по периметру уплотняемой поверхности RF.

RF Сила уплотнения влияет на качество уплотнения

Сила уплотнения RF прямо пропорциональна площади поверхности уплотнительной матрицы и свойствам материала.

Общее правило для радиочастотной герметизации ПВХ-материала толщиной 0,012 дюйма за 3 секунды запечатывания и 3 секунды охлаждения. Для этого процесса потребуется около 250–300 Вт мощности радиочастоты.

Существует несколько других факторов, которые могут повлиять на качество уплотнения, помимо воздействия на площадь уплотнения, а именно:

• Температура штампа _ по мере того, как материал нагревается до температуры плавления, он теряет часть своей температуры через уплотнительный штамп. Для предотвращения накопления остаточного тепла в процессе используется терморегулирование с использованием рециркуляционной воды или нагретой верхней плиты. этот метод даст последовательный контроль процесса.
• Буферный материал _ помогает уменьшить потери тепла термопластом и может сократить время цикла. Кроме того, буферные материалы используются для повышения сопротивления пробоя напряжения для предотвращения образования дуги.
• Материал штампа _ Известно, что алюминиевые штампы требуют на 25% больше радиочастотной энергии по сравнению с латунными штампами.
• Несоответствие импеданса _ Если существует несоответствие импеданса между генератором и нагрузкой, отраженная радиочастотная энергия нейтрализует прямую радиочастотную энергию, вызывая ослабление уплотнений.

Для обеспечения качественной пломбы необходимо правильно контролировать мощность РЧ, чтобы пломба не развалилась из-за недостатка мощности или материал не загорелся из-за избыточной мощности.

Влияние времени RF-сварки на качество сварки

Процесс RF-сварки состоит из трех основных таймеров процесса.

1. Время предварительного уплотнения
2. Время основного уплотнения
3. Прохладное время

Время предварительной запайки начинается, когда пресс полностью опущен. Концевой выключатель или датчик определяет положение нажатия, и таймер начинает отсчет времени.

ONEX RF рекомендует применять минимальную мощность радиочастоты, например, 30-50% от мощности основного уплотнения, чтобы материал начал плавиться через 1-2 секунды.

По истечении времени предварительной герметизации запускается таймер основной герметизации, и мощность РЧ увеличивается до установленной мощности основной герметизации.

Некоторые компании хотели бы использовать высокую радиочастотную мощность для достижения хорошего качества уплотнения в кратчайшие сроки и столкнулись со многими несоответствиями.

Мы узнали, что верно и обратное. Для достижения согласованного управления процессом гораздо проще полагаться на управление секундами, а не миллисекундами, когда даже время сканирования ПЛК может влиять на цикл запечатывания при использовании более высокой радиочастотной мощности.

Влияние времени охлаждения на качество RF-уплотнения

Время цикла охлаждения может повлиять на качество уплотнения, если станция RF-запечатывания преждевременно втягивает пресс, пока материал затвердевает.

Как только истекает время действия таймера RF Main-Seal, генератор останавливает подачу RF энергии, и материал остается сжатым между матрицами. Пластмассовый материал медленно рассеивает тепло через поверхности штампа. Если в процессе используются изоляционные материалы, цикл охлаждения будет более продолжительным по сравнению с прямым контактом с металлом.

Material Sealability Chart for RF Sealing Process in Alphabetical Order