Электрозаклепка или сварка через отверстие

Сварка и применение электрозаклепок

Электрозаклепками называют точечные швы, которые выполняются сварочной дугой при помощи плавящегося или неплавящегося электрода. Сварка таким способом широко применяется в промышленности, она является высокопроизводительной и удобной в сборке конструкций больших габаритов, например, когда осуществляется обшивка пассажирских вагонов.

Сварка электрозаклепками

Применение

Сварка электрозаклепками используется для того, чтобы:

1. соединить тонколистовую обшивку с рамами, которые выполнены из профильного проката. Так как из-за крупных габаритов конструкции невозможно применить контактный способ точечной сварки.
2. образовалось соединение из пакета элементов.
3. приварить шпильки.

Как осуществляется сварка?

Разработанная С.А. Егоровым, сварка электрозаклепками, как правило, организовывается с помощью плавящегося стального электрода под слоем флюса. Она выполняется двумя способами.

1. В первом случае сварочной дугой проплавляется верхняя деталь. Применяется, когда металлический лист тонкий (меньше 2 мм).
2. Второй метод основывается на предварительно подготовленном отверстии, выполненное сверлением или прокалыванием.

Экономичней оказался первый способ, когда сварка металла электрозаклепками происходит без отверстия в верхней детали.

Также сварка электрозаклепками может осуществляться с помощью стального электрода под флюсом без предварительного сверления отверстия в верхнем листе толщиной до 12 мм. Это становится возможным благодаря применению силы сварочного тока в 4590 — 5000 А и использованию электродной проволоки диаметром 14 — 16 мм.

Но все же сварка деталей, у которых толщина более 2 мм без подготовленного отверстия, как правило, нецелесообразна. Ведь тогда применяются большие сварочные токи и электроды больших диаметров, что заканчивается образованием очень большой головки электрозаклепки, тогда как диаметр ее стержня мал.

Если элементы толщиной больше 2 мм, то необходимость в сверлении или прокалывании отверстия приводит к ограничению области применения электрозаклепочных швов.

Использование неплавящегося электрода при сварке электрозаклепками позволяет создавать швы без усиления, при этом получается большая глубина проплавления металла, по сравнению с применением плавящегося электрода. Листы толщиной по 6 мм и более можно сваривать неплавящимся гра-фитированным электродом с помощью постоянного тока, который применяется в диапазоне от 400 — 700 А. Графитированная масса марки А, выпущенная Московским заводом электродов, применяется как электродный материал. Чтобы защитить шов при сварке можно использовать флюс или разнообразные защитные газы.

Техника и режимы сварки

Электрозаклепки ставятся с помощью подачи сварочной проволоки и без нее. В первом случае проволоку направляют в зону сварки, завершается процесс после того, как заданное количество проволоки расплавилось. Это происходит при помощи реле времени или механического прерывателя. Без проволоки осуществляется процесс так: в процессе горения дуги она не подается, так как закреплена в токоподводящем мундштуке. Дуга продолжает гореть до естественного обрыва, ведь ее длина и напряжение меняются.

Лунки выплавляются с помощью электрозаклепочника без флюса, когда величина тока составляет 1800 — 2000 А. Чтобы начать процесс нужно электрозаклепочник установить таким образом, чтобы сварочная проволока образовывала с вертикалью угол 15-20 градусов, а у сварочной проволоки торец соответствовал центру будущей точки. Результатом недолгого горения дуги станет выплескивание расплавленного металла ее дутьем на кромку лунки. Лишний металл удаляют с помощью зубила и молотка.

Инженер И.И. Каховский осуществил соединение электрозаклепками с ручной подачей проволоки. Чтобы проволока плавно опускалась по мере ее плавления, нужно ее направлять и одновременно быстро поворачивать в обе стороны, производя движения вокруг ее оси. Ее диаметр может быть прежним и не зависеть от диаметра отверстия в верхней детали.

Чтобы выбрать режим и технику сварочных работ нужно учесть следующие моменты:

• В зависимости от марки применяемого флюса находится его расход и глубина провара.
• Электрозаклепки могут получиться разного размера, на это влияет скорость подачи проволоки.
• Если слой флюса небольшой, то электрозаклепки вздуваются.
• В электрозаклепках образуется пористость, причинами ее могут быть ржавчина, окалина или влажный флюс.

Шланговые полуавтоматы пригодятся для целесообразной работы, ведь тогда для проплавления верхнего слоя понадобится значительно меньшая величина сварочного тока. При их задействовании важнейшим параметром режима сварки становится время горения дуги, определяющее качество электрозаклепок. Поэтому электрическая схема полуавтомата должна базироваться на реле, чтобы дозировать время прохождения тока.

Если режим и технику сварочной работы не соблюдать, то это чревато дефектами в электрозаклепочных соединениях. Причинами их образования являются:

1. При сварке без направления проволоки непроваренные кромки получаются, если диаметр отверстия больше диаметра проволоки на 1-3 мм.
2. Если нижний элемент не проварен, то это возможно при малом токе, если диаметр проволоки мал, при недостаточном сжатии соединяемых элементов, ослаблении контактов цепи.
3. Верхняя часть бывает прожженной в случае сильного сжатия сварочных элементов или когда повышена величина тока.
4. Если плохо сжаты свариваемые поверхности, то возникают трещины в ядре электрозаклепки.
5. На поверхности и в сечении электрозаклепки образуются поры от соединения элементов, которые не очищены от ржавчины, влаги, грязи, а также если применяется влажный или замусоренный флюс.
6. Выплеск металла на поверхность или на края электрозаклепки происходит в том случае, если применяется засоренный шлаковой коркой флюс или когда зашлакован конец проволоки или токоподводящий мундштук.
7. Если в зону сварки засыпано недостаточное количество флюса, тогда возникает вздутие головки электрозаклепки.
8. Электрозаклепка, в которой образуется недостаточная высота головки, получается в результате зазора между соединяемыми поверхностями.
9. Слишком большая высота электрозаклепки возникает, когда флюс содержит много мелких частиц, а также при недостаточной величине тока для конкретного диаметра проволоки.

Высокая работоспособность электрозаклепочных соединений наблюдается при ударной и знакопеременной нагрузках, по сравнению со сплошными швами. На металле малой толщины можно осуществить контроль качества по внешнему виду с обеих сторон.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электрозаклепка

Сварка электрозаклепками обычно выполняется в соединениях внахлестку, втавр, а также угловых. Основной трудностью сварки подобных соединений является обеспечение плотного прилегания поверхностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания расплавленного флюса и металла зазор не должен превышать 1 мм. Сварка может сопровождаться подачей электрода в процессе сварки или без его подачи до естественного обрыва дуги. В первом случае используют обычные полуавтоматы для сварки под флюсом, во втором – специальные элек-трозаклепочники. [46]

Сварка электрозаклепками происходит за счет сквозного про-плавления верхнего листа при небольшой его толщине и частичного проплавления ( на глубину 1 5 – 2 5 мм) нижнего листа или полки элемента каркаса. Для получения высокопрочного сварного соединения необходимо плотное прилегание поверхностей свариваемых элементов в местах постановки электрозаклепок. Кроме того, поверхность в месте сварки должна быть тщательно очищена от краски, ржавчины, влаги и грязи. Способом проплавления верхнего листа легко свариваются соединения, у которых верхний лист имеет толщину до 3 мм. У более толстых верхних листов предварительно делаются отверстия в месте постановки электрозаклепок. [48]

Сварку электрозаклепками под флюсом производят двумя способами: проплавлением верхней детали дугой ( для тонколистовых конструкций) и через отверстия, предварительно просверленные или пробитые в верхней детали. Здесь более приемлема сварка электрозаклепками плавящимся электродом в среде СОа, которая обеспечивает по сравнению со сваркой под флюсом большие глубины проплавления и устойчивость дуги, позволяет сваривать более толстый металл. [49]

Сварка электрозаклепками имеет ряд преимуществ. К ним относится прежде всего простота сварочного оборудования. Электрозаклепочники могут быть изготовлены силами заводов, применяющих сварку электрозаклепками. Повышение производительности при сварке электрозаклепками может быть достигнуто за счет применения многоэлектродных установок. При сварке электрозаклепками резко снижается величина деформаций свариваемых элементов. Это в большинстве случаев исключает последующую трудоемкую операцию – правку после сварки. Электрозаклепки более пластичны, чем сварные точки, выполненные контактной сваркой. [50]

Сварка электрозаклепками дает возможность соединять элементы значительной толщины, не требуя для этого мощных и дорогих сварочных машин. Благодаря достаточно высокой прочности и пластичности электрозаклепочные соединения могут успешно конкурировать с клепаными соединениями во многих ответственных конструкциях. [51]

Соединения электрозаклепками , выполненные тонкой проволокой, достаточно прочны. Например, разрушающая нагрузка на срез соединения деталей толщиной 1 5 мм составляет 300 – 350 кг. [52]

Соединения электрозаклепками рациональны при толщине верхнего листа не более 5 мм. [53]

Сварка электрозаклепками заключается в том, что сварочная дуга горит под слоем флюса между неподвижным электродом и изделием, проплавляет верхний лист и сваривает его с нижним. Дуга горит до естестзенного обрыва. По этому методу можно приварить листы толщиной до 8 мм, а при большей толщине сварку выполняют через отверстие в верхнем листе. Диаметр отверстия должен превышать диаметр электрода не менее чем на 2 – 6 мм. [54]

Сварку электрозаклепками и точками применяют для выполнения нахл есточных тавровых, угловых и стыковых соединений на металле толщиной более 0 5 мм со швами, расположенными во всех пространственных положениях. В отдельных случаях при сварке металла большой толщины в нижнем положении используют проволоку до 0 4 мм. [55]

Соединения электрозаклепками ( рис. 38, к) применяют в нахлесточных и тавровых соединениях. При помощи электрозаклепок получают прочные, но не плотные соединения. При толщине верхнего листа до 6 мм его можно предварительно не просверливать, а проплавлять дугой, горящей под флюсом или в защитном газе, при этом можно применять и неплавящиеся электроды. [57]

Сварка электрозаклепками применяется для соединения тонколистовой обшивки с рамами из профильного проката, где из-за крупных размеров конструкции затруднено применение контактной точечной сварки; для образования соединений из пакета элементов; для приварки шпилек. [59]

Сварка электрозаклепками неплавящимся электродом позволяет получать швы без усиления и с большей глубиной проплавления металла, чем сварка плавящимся электродом. [60]

Сварка элеткрозаклепками в домашних условиях

Сварка электрозаклепками как правило применяется на производстве для соединения деталей из тонкого листового металла. В домашних условиях этот метод применяется редко ввиду сложности, чаще делается сварной шов. Точечная сварка может стать необходимостью при ремонте кузова машины, при обшивке различных конструкций листами металла и т.п. Есть важные хитрости, которые надо знать при сварке электрозаклепками в домашних условиях.

Установка электрической заклепки с подготовкой отверстия

Неопытному сварщику для начала следует делать электрозаклепки с просверливанием отверстия в верхнем листе. При приваривании стали толщиной 3 мм его диаметр должен составлять 6-9 мм.

Электрод прикладывается к нижней заготовке через отверстие в верхнем листе. Если используется тонкая сталь, то его розжиг стоит начать с центра, после чего медленно смещаться и продолжать наплавление металла у края, двигаясь по кругу вверх. На толстом металле при большом отверстии разжигать электрод нужно у края, а при движении по кругу иногда смещаться к центру.

Чтобы получить надежную заклепку, нужно соблюдать несколько правил:

• Для быстрого разогрева нижней заготовки, на сварочном аппарате лучше установить ток 110А.
• Ставить как минимум 2 заклепки, чтобы предотвратить выкручивание соединяемых деталей.
• Плотно сжимать тонкие заготовки между собой, чтобы предотвратить прожиг верхнего металла;
• Чем выше сечения металла, тем нужен больший диаметр отверстия под установку заклепки.
• Заклепка ставится за один раз без пауз. Благодаря этому весь шлак соберется сверху и его можно будет сбить, получив аккуратный грибок.

Электрозаклепка методом прожига без отверстия

Имея опыт в сварке швом можно ставить электрозаклепки без сверления верхнего листа. Этот способ подходит для точечной приварки тонких листов. Электрод приставляется к месту соединения и удерживается до момента появления характерного звука прожига верхней детали. Как только лист прогорит нужно медленно поднять электрод, наплавляя металл, чтобы закрыть полученное отверстие.

Ставя электрозаклепки на тонком металле можно использовать рутиловые электроды. На более серьезных заготовках лучше подойдет основное покрытие. Если сделано хотя бы 2 заклепки, то соединенные детали будет невозможно разорвать в любом направлении воздействия. Варить заклепками быстрее и экономичней в плане расхода электродов, поэтому способ действительно полезный.

Смотрите видео

Сварка электрозаклепками и точками в СO₂

Сварку такого вида применяют для выполнения нахлесточных тавровых, угловых и стыковых соединений на металле толщиной >0,5 мм со швами, расположенными во всех пространственных положениях. При сварке на токах до 350 А целесообразно использовать проволоки Ø 0,8—1,4 мм, на больших токах — проволоки Ø 1,6—2 мм. В отдельных случаях при сварке металла большой толщины в нижнем положении используют проволоку до Ø 4 мм.

При сварке электрозаклепками металла толщиной >1,5 мм в вертикальном и потолочном положениях и толщиной >6 мм в нижнем положении рекомендуется делать отверстия в верхнем листе. В остальных случаях отверстия в верхнем листе не делают. Требования к качеству сборки обычно такие же, как при сварке швов большой длины. Стабильность начала процесса оказывает большое влияние на качество сварки точками и электрозаклепками. При сварке проволоками до Ø 1,6 мм начало процесса осуществляют путем подачи электродной проволоки под напряжением к изделию. Для улучшения начала сварки процесс следует начинать на малом вылете электрода.

— При сварке точками и электрозаклепками следует использовать специальные приемы зажигания дуги. Например, при автоматической сварке целесообразно начинать процесс при пониженной скорости подачи электродной проволоки и повышенной скорости нарастания тока в сварочной цепи, а после зажигания дуги переходить на рабочий режим. При этом важно, чтобы переход на рабочий режим сварки происходил после зажигания дуги. Для этого в сварочную аппаратуру вводят спаренные датчики напряжения и тока, которые подают сигнал на переключение режима сварки.

— На глубину проплавления точки наиболее эффективно влияет сварочный ток. С его повышением увеличиваются диаметр и усиление точки. Сварку следует выполнять на токе, максимально допустимом для данной толщины металла. Напряжение дуги оказывает влияние на форму точки. При недостаточном напряжении в центре точки образуется углубление, а при завышенном — бугорок. Оптимальное напряжение зависит от сварочного тока и диаметра электрода. При сварке точки глубина проплавления растет в первый период горения дуги. В дальнейшем глубина проплавления растет незначительно. увеличивается только усиление.

Сварку металла толщиной до 2 мм обычно выполняют без изменения тока в процессе сварки точки. При этом путем выбора напряжения можно получить хорошее формирование точки с достаточной глубиной и шириной проплавления. При большей толщине металла рекомендуется выполнять сварку с изменением сварочного тока. После начала сварки точки силу тока увеличивают, а в конце уменьшают и одновременно повышают напряжение. Это обеспечивает глубокое проплавление, хорошую форму электрозаклепки и позволяет регулировать термический цикл при сварке. Для увеличения сечения проплавления и прочности электрозаклепки сварку рекомендуют выполнять с круговым перемещением электрода, а иногда делать отверстия в верхнем листе.

Прочность отдельной точки зависит от толщины металла и сечения электрозаклепки. Работоспособность электрозаклепочных и точечных соединений при знакопеременной и ударной нагрузках в ряде случаев выше, чем соединений, выполненных сплошными швами. Контроль качества электрозаклепок на металле малой толщины осуществляют по их внешнему виду с обеих сторон. При нарушении газовой защиты, превышении зазоров в соединении, наличии большого загрязнения листов и использовании ржавой проволоки в электрозаклепках образуются поры. Трещины в электрозаклепках и точках появляются в основном при сварке высокоуглеродистых сталей и при повышенных режимах сварки.

Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы. том 2