Крепление с помощью сварки

Обновлено: 17.05.2024

Сегодня строительная область предоставляет широкий выбор всевозможных крепежей и методов совмещения различных материалов. Но какие есть способы соединения металлических изделий, знают далеко не все, хотя эта информация может очень пригодиться, ведь сферы, где это актуально, многочисленны и разнообразны.

В нашей статье мы представили обзор основных способов, с помощью которых соединяют детали из металла, указав их ключевые особенности. Также перечислили главные крепежные изделия, которые применяются для этой цели, поэтому информация вас ожидает крайне полезная.

Разновидности крепежных изделий для соединения металла

Для соединения изделий друг с другом используется металлический крепеж, представленный на рынке в широком ассортименте. Крепежные элементы имеют разные размеры, форму и назначение. Чаще всего детали соединяют винтами, болтами, гайками, саморезами, шурупами, анкерами, заклепками, шпильками, шайбами и т. п.

1. Болт.

Одним из способов соединения металлических изделий является посредством болтов – стержней с наружной резьбой и четырех- или шестигранной головкой. Для соединения требуется гайка или отверстие с внутренней резьбой. Болт внешне напоминает винт, оба крепежных элемента широко применяются в машиностроении, строительстве и пр.

Различаются они по способу работы:

болт проходит через соединяемые элементы насквозь, фиксируется гайкой или гаечным ключом;
винт вкручивается в деталь с резьбой с помощью отвертки или торцевого ключа.

В отличие от второго, первый не прокручивается внутрь соединяемых элементов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

2. Саморезы.

Для соединения деревянных деталей часто используются саморезы:

крепежными элементами с мелкой резьбой соединяют металлические заготовки небольшой толщины с деревянными или пластмассовыми деталями;
саморезы с крупной резьбой предназначены для фиксации деревянных деталей.

Острый наконечник, выполненный в форме сверла, самостоятельно проделывает отверстия в соединяемых заготовках.

3. Гайка.

Еще одним способом соединения деталей из металла является с помощью гаек – крепежных элементов с отверстием и внутренней резьбой. Используются в паре с болтами. Гайки различаются по форме (шестигранные, круглые с насечками, квадратные, T-образные, с выступами для пальцев и т. п.), а также по прочности.

4. Шуруп.

Этот крепежный элемент представляет собой стержень с наружной резьбой, острием конической формы и головкой. Способ соединения металла между собой с помощью шурупов заключается во вкручивании крепежа в готовое отверстие или мягкий материал (пластмассу, дерево). В этом заключается разница между ними и саморезами. Они менее универсальны по сравнению с последними, так как имеют меньшую высоту и шаг резьбы. Востребован этот вид крепежных изделий в строительных и отделочных работах.

5. Анкер.

Анкер крепится к опорному основанию и удерживает нужный элемент. Крепеж имеет две части:

нераспорную, которая не участвует непосредственно в фиксации конструкций;
распорную (рабочую), с изменяемыми размерами.

Помимо основных частей, может иметь манжету – кайму, препятствующую проникновению внутрь основания или фиксируемой конструкции. Анкеры используют для соединения металлических изделий из листовых материалов, а также для крепления тяжеловесных конструкций и фундамента.

6. Заклепки.

Делятся на два основных вида:

Вытяжные, состоящие из алюминиевой головки и стержня из оцинкованной стали. Они предназначены для неразрывной фиксации двух или более металлических элементов. При работе с ними используются механические инструменты.
Резьбовые заклепки широко применяются в машиностроении и электронике. На стержень этого крепежного изделия нанесена резьба, поэтому соединяемые с его помощью детали можно при необходимости разобрать.

7. Шпилька.

Это цилиндрический стержень без головки с резьбой по всей длине или только на концах. К такому способу соединения металлических изделий прибегают при отсутствии резьбы у фиксируемых деталей. Используется в паре с гайкой, может быть дополнен шайбой. Последняя представляет собой круглую пластинку, подкладываемую под гайку и повышающую прочность крепления, предотвращающую деформацию соединяемых заготовок. Это достигается за счет увеличения прижимной поверхности скрепляемых деталей.

С помощью шпилек скрепляют любые изделия и конструкции, включая высоконагруженные. Преимущество этого способа крепления металлических элементов заключается в том, что для его применения не требуются особые навыки.

В зависимости от наличия резьбы крепежные элементы делятся на:

метрические, представленные винтами, болтами, гайками и шпильками;
неметрические (приспособленные), представленные гвоздями, анкерами и т. п.

В зависимости от области использования они делятся на:

высокопрочные резьбовые крепежи;
элементы массового использования;
изделия для безударной и/или односторонней фиксации;
крепежи, предназначенные для герметизации изделий;
детали, предназначенные для соединения полимерных композитных материалов и т. п.

Это условная классификация, поскольку крепежные изделия могут одновременно относиться к нескольким группам.

6 способов соединения металлических изделий

Разные способы соединения металлических изделий имеют свои достоинства и недостатки. При выборе того или иного варианта необходимо, в первую очередь, исходить из предполагаемых условий эксплуатации будущей конструкции, а во вторую – из характеристик крепежных элементов.

1. Спайка.

Технологически этот способ соединения деталей из металла схож со сваркой, разница заключается в плавящемся материале:

при спайке плавится присадочная проволока;
при сварке – сам материал заготовки.

Спайка отличается меньшей надежностью по сравнению со сваркой.

Для соединения алюминиевых деталей, к примеру, велосипедных рам, больше подходит сварка, поскольку в данном случае требуются прочные сварные соединения.

Учитывая, что большая часть элементов велосипедной рамы изготовлена из алюминия, то сложностей при сварке не возникнет, главное, правильно выбрать технологию сваривания. Шов должен быть качественным и высокопрочным, устойчивым к деформациям и механическому воздействию.

Производители выпускают трековые велосипеды для скоростных гонок и шоссе, используемые на ровной поверхности. Для них важно, чтобы масса велосипеда была меньше, это достигается за счет использования при изготовлении рам трубок меньшего диаметра.

Такое решение приводит к сложностям при применении сварки как способа соединения металлических деталей. Высокая температура может стать причиной появлений трещин и деформации стальных элементов рамы. Вместо сварки в таком случае использовали спайку.

Хотя шов и получается более прочным, он все равно уступает по качеству сварным соединениям. Современные велосипедные рамы изготавливают из карбона, поэтому необходимость использования того или иного способа крепления металлических элементов либо полностью отсутствует, либо сводится к минимуму.

2. Склеивание.

Склеивание как способ соединения металлических изделий подходит для материалов, которые плохо поддаются сварке. Речь идет о таких металлах, как титан или магний. Во время склеивания мастера сталкиваются со следующими сложностями:

склеиваемые поверхности должны быть точечно подготовлены к обработке;
при склеивании внахлест требуется подгонка;
для соединения характерна невысокая прочность;
нельзя выполнять работу в несколько приемов.

Для повышения прочности крепления заготовок используют комбинированные способы, такие как заклепочно-клееные и сварочно-клееные.

3. Сварка.

Наиболее надежным способом соединения металлических изделий друг с другом считается сварка. Для фиксации элементов используют следующие ее виды:

газовую ацетиленокислородную;
контактную;
электродуговую;
электроннолучевую;
лазерную;
холодную.

При газовой сварке края соединяемых заготовок расплавляют в пламени кислородно-ацетиленовой смеси. Таким образом сваривают малоуглеродистые и низколегированные стали. Недостаток способа заключается в том, что сварной шов получается пористым, во время обработки из-за воздействия кислорода подвергается окислению, что отрицательно сказывается на его качестве.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Во время контактной сварки края соединяемых заготовок плотно прижимаются друг к другу и нагреваются за счет прохождения через них тока большой силы. Используется для соединения небольших по площади изделий, делится на шовную и точечную.

Электроды для электровакуумных изделий изготавливают при помощи точечной сварки. Крепление элементов друг к другу производится за счет импульсного тока, при этом изменяются такие параметры обработки, как продолжительность и сила воздействия, а также давление в точке сварки. Правильный подбор параметров позволяет соединять различные по типу и форме металлические заготовки, к примеру, вольфрамовую нить и никелевую фольгу.

4. Заклепывание.

Несмотря на широкое распространение сварки, заклепывание по-прежнему продолжает применяться как один из способов соединения металлических изделий. Его основной недостаток заключается в том, что шов может быть выполнен только внахлест. Однако он менее прочный, поскольку со временем заклепки расшатываются, а сверление отверстий может привести к дополнительной деформации материала заготовки.

Тем не менее, этот способ фиксации металлических деталей применяется в самолето- и мостостроении. Он долговечен и безопасен для конструкции, зачастую к заклепыванию прибегают при невозможности использования сварки.

Этот способ соединения деталей из металла также используется в производстве техники, автомобилестроении, при ремонте транспортных средств, однако он вытесняется технологией точечной сварки.

По мере развития технологий сварка все больше заменяет другие способы крепления металлических деталей. Уже сегодня она используется при возведении мостов, в строительстве авиатехники.

5. Шпоночное соединение.

Шпонки используют как способ соединения таких металлических изделий, как вал с деталями, передающими вращение и колебание. Элементы могут иметь различную конструкцию: призматическую, клиновую, сегментную, тангенциальную. Крепежные детали образует два основных вида соединений:

Ненапряженные, для создания которых используются призматические сегментные шпонки. Во время сборки не возникает предварительное напряжение.
Напряженные, для создания которых используются тангенциальные и сегментные шпонки. Подходят для соединения деталей сложных конструкций, во время сборки возникает монтажное напряжение.

6. Зубчатое (шлицевое).

Этот способ соединения металлических изделий предполагает фиксацию элементов путем попадания выступающих зубьев на валу в специальные углубления в ступице.

Размеры крепежных элементов устанавливаются отраслевыми стандартами. Способ подходит для создания подвижных и неподвижных соединений.

В зависимости от жесткости фиксации выделяют три варианта: легкая, средняя, высокая. Отличаются друг от друга высотой и количеством зубцов, варьирующимся от 6 до 20 штук. Зубцы могут иметь различную форму:

Треугольные подходят для соединения небольших валов неподвижных или с небольшим крутящим моментом. Этот вид крепежных элементов используется редко.
Прямобочные. Этот вид изделий для соединения металлических деталей центрируют по внутреннему и наружному диаметру боковых граней.
Эвольвентные – используют для крепления больших валов.

Назначение зубчатых соединений – передача крутящего момента. В основном, их используют в производстве электроинструментов.

Области применения различных способов соединения металлических изделий

Различные способы фиксации металлических элементов применяются в разных сферах промышленности, а также в быту. Их используют при производстве мебели, в строительстве, тяжелой промышленности и т. п.

Шпоночные и шлицевые крепления распространены в сферах создания электроинструментов, оборудования, в машиностроении. Без соединений с натягом невозможно изготовить валы зубчатых колец, червячные колеса. Пайка необходима для работы над электронным оборудованием, требующем высокой точности. С помощью заклепок соединяют тонколистовые металлы.

По мере развития технического прогресса появляются и новые способы соединения металлических изделий. Современная жизнь невозможна без различных машин и механизмов. Для того чтобы они служили дольше, необходимы надежные крепежные элементы. От качества крепежа зависят также форма готового изделия, качество его работы, риски возникновения аварийных и нештатных ситуаций на производствах и т. п.

В статье мы поговорили о видах и способах соединения металлических изделий и деталей. Прежде чем купить тот или иной крепежный элемент, следует его осмотреть на наличие дефектов. Деформированные в процессе работы детали можно использовать для наружных контуров металлических заготовок. Таким образом, возможна экономия на расходных материалах, но при этом без ущерба для качества готовой продукции.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Приварка крепежа

Приварной крепеж – метизы, преимущественно с резьбой, которые с помощью конденсаторной сварки (есть и другие способы, например, сварка дугой, но конденсаторная сварка предпочтительнее, так приваривание происходит за один "выстрел", моментально) привариваются (пристреливаются) в предварительно размеченные места на листовых металлических заготовках. Приварной крепеж приваривается за счет расплавления поверхности шляпки крепежа с расположенной на ней головкой и листа (см. ниже пояснение).

Процесс приварки (приваривания) конденсаторной сваркой: электрический разряд, накопленный в конденсаторе большой емкости, проходит через привариваемый крепеж и поверхность листового металла (время разряда 1-5 мкс). В результате подложка крепежа (фланец + небольшой выступающий кончик) и область листового металла под фланцем плавится. Вернее, все зависит от выбора режима приваривания - в идеале листовой металл только нагревается, омедненный крепеж нагревается чуть сильнее, а плавится только кончик крепежа. Крепеж вдавливается в расплав при помощи пружины сварочного пистолета, потому процесс и называется зачастую "пристрелкой". Идет адгезия расплавленного металла из кончика в листовой металл. Место приварки и крепеж остывают за счет теплообмена с листовым металлом. Крепеж можно приваривать на листовой металл от 0.5 мм без повреждений листа с обратной стороны (см. выше объяснение про режимы).

Основные виды приварки крепежа.

1. Конденсаторная сварка (CD) – наиболее распространенный и универсальный метод, применяемый для приварки крепежа. Электрический заряд, накопленный в конденсаторах сварочного аппарата, разряжается через тонкий наконечник на головке шпильки или втулки. Накопленная энергия расходуется на расплавление наконечника метиза и поверхностного слоя листового металла, в результате чего и создается надежное приварное соединение. Подходит для приварки крепежных элементов из омедненной стали, нержавеющей стали А2-50, алюминия и латуни диаметром от М2 до М10 в листовой металл толщиной от 0,5мм.

2. Контактно-дуговая сварка (ARC) – метод приварки крепежа с помощью электрической дуги между метизом и поверхностью материала, возникшей при пропускании через крепеж и листовую заготовку сварочного тока. Для данного процесса используется сварочный аппарат с выпрямителем переменного тока, который и создает необходимый сварочный ток. Для контактно-дуговой сварки необходимо дополнительно использовать специальные керамические кольца, которые препятствуют растеканию расплавленного металла из области приварки, либо подавать в зону приварки инертный газ. За счет высоких энергетических параметров электрической дуги (в сравнении с энергией разряда при конденсаторной сварке) метод контактно-дуговой сварки позволяет приваривать крепеж с широким диапазоном размеров вплоть до М24 к листовым материалам толщиной от 2мм, область расплавленного металла может достигать 1мм в глубину. Получаемое приварное соединение обладает повышенной надежностью и стойкостью к отрыву и провороту.

3. Импульсная контактно-дуговая сварка (SC) – упрощенная разновидность контакно-дуговой сварки. Электрическая дуга имеет меньшие энергетические характеристики за счет ограниченного времени действия импульса сварочного тока (1мсек – 1 сек). Глубина проплавляемого слоя достигает лишь 0,5мм. Применяется данный метод для приварки втулок и шпилек диаметром М3-М12 к листовым металлам толщиной от 0,8мм. Использование керамических колец или подача инертного газа в область приварки является желательным но необязательным условием.

4. Приварка вращающейся дугой (MARC) – метод приварки втулок и других полых крепежных элементов (с внутренней резьбой), когда кромки материала заготовки и торцы привариваемого метиза предварительно разогреваются электрической дугой, вращающейся в магнитном поле, после чего механически сдавливаются (процесс осадки). Метод инновационный и достаточно дорогой, но имеет свои неоспоримые преимущества – пониженная температура сварки позволяет приваривать крепеж к сложным и тонким поверхностям, не деформируя их. Метод позволяет приваривать стандартные гайки и резьбовые втулки.

5. Конденсаторная (HVAC) и дуговая сварка (FRI) для изоляции (ISO) – метод приваривания гвоздей с изолированным стержнем и шляпкой ISO-плюс – чашеобразная шляпка гвоздя помещается в держатель сварочного пистолета, после чего гвоздь приваривается к металлической подложке, которая находится под слоем установленной изоляции.

Назначение приварного крепежа

Приварной крепеж предназначен для обеспечения крепления/фиксации конструкций и других элементов на листовых или массивных заготовках. За счет повышенных характеристик на отрыв, сдвиг и проворот подходит для широкого спектра применений в производстве корпусного оборудования и строительстве. Для монтажа приварных втулок и шпилек, лепестковых контактов и других типов приварного крепежа не требуется никаких дополнительных подготовительных операций (сверления посадочных отверстий, зенковки и других). Для установки требуется дополнительное сварочное оборудование.

Приспособления для сварочного стола

Приспособления для сварочного стола значительно облегчают работу специалиста, позволяя выполнять различные сложные соединения. Таким образом качество оснастки напрямую влияет и на то, какими будут готовые изделия.

Не всегда требуется все и сразу, но лучше понимать, какие приспособления востребованы в первую очередь, а какие можно прикупить и потом. В нашей статье мы расскажем про оснастку для сварочного стола, ее виды и приведем требования, которые предъявляют к подобному оборудованию.

Требования к приспособлениям для сварочного стола

Сварка может осуществляться и без подготовленного рабочего места, однако последнее значительно упрощает работу над объемными заказами.

Приспособления для сварочного стола дают следующие преимущества:

возможность отказаться от подгонки вручную за счет определенного расположения заготовок, в том числе узлов, которые включают в себя сразу ряд элементов;
полное соответствие сварного изделия чертежам и нормам технической документации;
сохранение между деталями установленного правилами межкромочного пространства;
наличие доступа ко всем соединениям, что позволяет делать зачистку, прихватки и сваривать основные швы;
эргономичная сборка, повышенная производительность, обеспечение высокого качества соединений;
безопасность работника при сварке любой сложности и во внештатных ситуациях, например, когда ослабляется крепление или происходит разбор фиксирующей конструкции, пр.

Нужно понимать, что приспособления для сварочного стола должны иметь такие характеристики:

Жесткость, прочность и большая продолжительность службы всей оснастки.
Быстрая установка и простое удаление фрагментов оборудования.
Отсутствие вероятности налипания металлических брызг на изделие и сам стол.
Устойчивость к повышенной температуре.
Быстрое отведение тепла, так как продолжительная работа с одним узлом приводит к существенному росту температуры. Понизить данный показатель за короткое время позволяют специальные инверторы.
Сварка в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также вариативность подбора углов.

Важно, чтобы используемые фиксаторы подстраивались под увеличение объема изделия, поскольку при нагревании металла происходит его расширение. Детали должны надежно фиксироваться, однако не слишком жестко, иначе возрастает температурное и усадочное напряжение. Последнее приводит к деформации сварочной сборки.

Основные приспособления для сварочного стола

Среди всех этапов сварки больше всего времени занимает размещение отдельных деталей в виде сборочной единицы. Иными словами, все заготовки устанавливаются в соответствии с чертежом и надежно фиксируются. Для этого используются:

Данная разновидность приспособлений для сварочного стола включает в себя рамный корпус и подвижные зажимы разных видов, что дает возможность добиться надежной фиксации заготовок. Специалисты достаточно часто применяют угловые струбцины. Для обеспечения удобства конструкция может быть оснащена быстрозажимными эксцентриковыми механизмами.

Если во время сварки требуется большое рабочее пространство, струбцины заменяют специальными зажимами. Тогда, чтобы зафиксировать детали, обхватываемые зажимом, мастер должен просто сжать ручки. Если требуется изменить размер зева, нужно переставить штифт в другое отверстие. Либо возможны иные способы.

Они позволяют разместить на столе трубы и профили прямоугольного сечения. Рабочие поверхности имеют форму углов в 90° либо 120°. В призмах могут быть места для крепления к сварочному столу или работы проводятся без фиксации оснастки на определенном месте. Когда необходимо защитить свариваемую заготовку от мелких царапин и полностью предотвратить повреждение металла изделия, используют призмы из полиамида.

Составление рабочей поверхности из набора пластин позволяет сократить расходы на сам стол за счет меньших затрат на металл. Обычно выбирают пластины из серого чугуна, так как он прекрасно поглощает антипригарные материалы, к нему не прилипают брызги горячего металла.

Еще одним плюсом этого металла является низкая теплопроводность – благодаря ей пластины не нагреваются и не меняют форму. Немаловажно, что чугун имеет высокую износостойкость, а при утрате своих характеристик пластины могут быть заменены на новые. Таким образом обеспечивается почти неограниченный срок эксплуатации стола.

Тиски являются еще одним важным видом приспособлений для сварочного стола и чаще всего применяются во время ремонтных работ, заменяя мастеру еще одну руку. Рычажный инструмент подбирается под форму соединяемых заготовок и может иметь различную конфигурацию губок: U-образную, С-образную, пр. За счет данной особенности детали могут быть зафиксированы даже в труднодоступных местах, а это нередко важно в процессе ремонта.

Монтаж и ремонт трубопроводов не обходится без цепных тисков: трубы устанавливаются на центраторе и прижимаются к нему цепями. Стоит пояснить, что центратор справляется с сильным нагревом и деформацией при сварочных работах.

Сварочно-монтажные плиты используются для размещения заготовок в положениях, соответствующих чертежам. Плиты подбираются под размеры деталей и чаще всего бывают цельными, так как данный формат обеспечивает лучшую плоскостность, чем у составных конструкций.

Крепление разнообразных оснасток к таким приспособлениям для сварочного стола проводится по сетке отверстий. Например, для систем D16 предусматриваются отверстия диаметром 16 мм, для систем D22 – 22 мм. Т-образные пазы обеспечивают фиксацию различных по форме деталей в необходимом месте.

Чтобы добиться большей точности размещения, плиты снабжают координатной сеткой – так визуализируется расположение заготовок по горизонтали и вертикали.

Сварка всегда сопровождается выделением различных вредных химических соединений. Чтобы обезопасить специалиста от пыли и газов, вблизи рабочей зоны устанавливают местные отсосы.

Всасывающие рукава – это гибкие воздуховоды, изготовленные из трудновоспламеняемых и негорючих материалов. Они без труда устанавливаются на сварочном столе, сгибаются в любом направлении, растягиваются и закрепляются.

Подобные приспособления используются для фиксации заготовок на сварочном столе, позволяя осуществлять точную подгонку элементов. Опорная поверхность бывает плоской либо в виде эксцентрика. При втором варианте удается подгонять детали за счет поворота механизма, не снимая устройство с рабочей поверхности.

Упоры бывают постоянными и откидными, или съемными. Последние используются в качестве промежуточного крепления и не могут задействоваться во время сварки.

Станина – это жесткая рамная конструкция, установленная на регулируемые опоры, за счет правильно подобранного их количества достигается общая устойчивость. Опоры могут быть снабжены колесиками, если необходим мобильный сварочный стол. Также сварщики используют складывающиеся столы, поскольку их можно без труда перемещать.

Заземление гарантирует электробезопасность работ. Чаще всего с этой целью на раме стола устанавливают кронштейн, чтобы подсоединить к нему кабель заземления.

Данная разновидность приспособлений для сварочного стола позволяет выставлять между деталями углы в соответствии с чертежом. Угольники выполняются в виде шаблонов на 30°, 45°, 75°, 90°, пр. Однако на практике лучше всего себя зарекомендовала оснастка с поворотными опорными поверхностями, позволяющая выставить любой угол.

Специалисты активно используют магнитные угольники, где включенный магнит обеспечивает плотное прилегание детали к его поверхности. Когда сварочные работы завершены, магнит отключают, и приспособление легко удаляется с готовой конструкции.

Крепко прижать заготовку к столу позволяют угольники, оснащенные механическим либо гидромеханическим зажимом.

Крепежные приспособления для сварочного стола

Для сварочных столов используют болты из вороненой стали, что позволяет им служить в течение большего срока. За счет конструкции с четырьмя крепежными шариками достигается надежная установка приспособлений на 3D-сварочном столе. Если необходимо соединить между собой сварочные столы, закрепить переходные плиты, транспортные кольца, прибегают к помощи зажимных болтов с потайной головкой и быстрозажимных болтов.

Быстрозажимной болт отличается от других видов крепежных приспособлений для сварочного стола такими характеристиками:

усовершенствованная конструкция;
надежная фиксация за счет четырех крепежных шариков;
беспрепятственное стопорение, достигаемое при помощи направляющей канавки;
плотное прилегание к внутренней стороне отверстий, так как в конструкции предусмотрены убирающиеся выступы и кольцо;
отсутствие возможности повредить внутреннюю сторону отверстий;
возможность закрутить болт одной рукой;
многофункциональность, поскольку обеспечивается соединение сварочных столов, закрепление стопоров, угольников, переходных плит, иных приспособлений;
фиксация посредством шестигранного ключа SW14/SW8;
твердость HRC50.

Особенности зажимного болта с потайной головкой:

потайная головка;
предназначен для отверстий, не может использоваться для пазов;
надежная фиксация, также обеспечиваемая четырьмя крепежными шариками;
беспрепятственное стопорение, освобождение данного приспособления для сварочного стола за счет направляющей канавки;
возможность использовать для соединения сварочных столов, для закрепления различной оснастки;
фиксируется шестигранным ключом SW14/SW8;
имеет твердость HRC50.

Еще одна разновидность крепежа – соединительный болт:

применяется для соединения элементов на большой срок;
обеспечивает незаметное скрепление;
используется только для отверстий, не подходит для пазов;
устанавливается шестигранным ключом SW10/SW6;
изготовлен из вороненой стали.

Позиционирующий болт отличается такими качествами:

позиционирование без стопорения;
используется в паре с зажимным болтом;
замена второго зажимного болта является выгодной в финансовом плане;
изготовлен из вороненой стали.

Быстрозажимной болт:

вращается на 360°;
минимальные временные затраты на крепление деталей;
надежность фиксации;
высокая прочность крепления при небольшом усилии;
может устанавливаться без дополнительных инструментов;
имеет хромированную рукоятку или бывает с пластиковым покрытием.

Магнитный болт:

монтируется в системные отверстия;
изготавливается из вороненой стали;
обеспечивает надежную установку;
имеет высокую степень фиксации;
требует минимальных усилий при закреплении;
отличается удерживающей силой для 16 серии – 20–25 Н и 50–70 Н – для 28 серии.

Защитные приспособления для сварки

Сварочные работы должны осуществляться таким образом, чтобы обеспечивалась защита зоны расплава, а также смежных с ней областей. Дело в том, что титан при превышении +400 °C вступает в активную реакцию с газами из воздуха. Это негативно сказывается на его прочности, повышая хрупкость. Избежать подобных проблем позволяет вторичная защита – она препятствует контакту с воздухом зон металла, разогретых до указанной температуры.

Главным приспособлением для сварочного стола, обеспечивающим вторичную защиту, является металлический кожух, его также называют «сапожок». Подобную оснастку фиксируют на сопле горелки и обеспечивают подачу газа к области шва. Важно, чтобы форма кожуха отвечала конфигурации свариваемого изделия и параметрам горелки, в противном случае он не сможет качественно выполнять свои функции. Мастер сам изготавливает такой «сапожок» либо заказывает под конкретную горелку и работу. Чтобы добиться равномерной подачи газа на защищаемую поверхность, устройство заполняют пористым наполнителем, например, алюминиевой стружкой.

Кроме того, аналогичную функцию могут выполнять гибкие фартуки. Их отличием от описанного выше «сапожка» является гибкость, поэтому защита способна огибать цилиндрические конструкции. Фартуки могут быть изготовлены из толстой медной фольги.

На данный момент существует множество приспособлений для сварочных столов, хотя не все они должны использоваться одновременно. У настоящего мастера всегда есть вся необходимая оснастка, чтобы обеспечивать высокое качество любых работ.

Приварка шпилек и гибких упоров

Технология и оборудование для приварки крепежных изделий

При изготовлении различных сварных конструкций часто приходится сталкиваться с необходимостью выполнять сварные соединения типа «плоская деталь — штырь». Рассмотрим варианты изготовления такого соединения.

Сварные соединения типа «плоская деталь — штырь»

Такие конструкции используются, в частности, при изготовлении различи ных лючков и горловин, когда в качестве «штыря» выступает то или иное крепежное изделие, однако сфера распространения таких соединений гораздо шире. Как правило, применяют два варианта изготовления такого соединения. Первый вариант — приварка крепежного элемента (например, шпильки) ручной дуговой сваркой непосредственно на листовую конструкцию.

Второй вариант можно рассмотреть на примере горловины какой-либо емкости. Изготавливается наварыш, в котором сверлятся отверстия и нарезается резьба. Часто для этой цели используют стандартные фланцы для трубных соединений. Фланец приваривается круговым швом к отверстию горловины, затем в отверстия вворачиваются шпильки, которые фиксируются сварным швом или какимлибо герметиком. На горловину одевается крышка, отверстия которой совпадают с местами установки шпилек. Эскиз подобного узла приведен на рисунке 1.

Рис. 1. Стандартное крепление крышки горловины
1 — наварыш (фланец), 2 — шпилька, 3— крышка горловины, 4— сварной шов

Второй вариант сварки таких узлов, особенно широко применяемый в строительстве, заключается в приварке ручной дуговой сваркой стандартных крепежных изделий (болтов, шпилек и т. д.) к стальным листам или профилям. Недостатки подобной технологии очевидны:

низкое качество сварных соединений;
несоблюдение перпендикулярности крепежных изделий по отношению к основе;
разновысотность крепежных изделий;
возможность «подгорания» резьбы (особенно при приварке крепежа малых диаметров и длин);
большие затраты ручного труда.

Ниже приведен неполный перечень отраслей промышленности и типовых изделий, в которых встречаются соединения этого типа.

Судостроение: установка люковых закрытий, дверей, иллюминаторов, кабельных кронштейнов; крепление оборудования и механизмов на фундаменты и подкрепления; крепление изоляции помещений и палубного настила.

Транспортное машиностроение и автомобилестроение: крепление кабелей и проводов, декоративных панелей и облицовки, приборов и механизмов.

Строительство: крепление рельсов на подкрановых балках; крепление арматурных сеток под бетонирование на стальных конструкциях; изготовление и монтаж фундаментных и бетонных конструкций; закладные изделия железобетонных конструкций; монтаж стеновых панелей быстровозводимых зданий.

Машиностроение: котлы, аппараты и емкости для химической и пищевой промышленности; оборудование для вентиляции и кондиционирования воздуха; электрошкафы.
Металлургия: футеровка печей, котлов, дымоходов; укладка огнестойкого бетона, износостойкая и ударостойкая облицовка.

Попытки применения контактной (в частности, ударноконденсаторной) сварки при изготовлении подобных узлов не получили широкого распространения, потому что оборудование для контактной сварки имеет высокую энергоемкость, большие габариты непосредственно сварочных электродов, а также изза того, что не всегда есть возможность обеспечить надежный двусторонний прижим свариваемых деталей. Кроме всего прочего, при ударном варианте сварки затруднена приварка к листам малой толщины (менее 2–3 мм) изза возможной деформации листов.

Технологии крепления шпилек сваркой с подъемной дугой

Однако зарубежные машиностроители широко используют эффективную технологию и специализированное оборудование для получения сварных соединений подобного типа. Речь идет о технологии крепления шпилек сваркой с подъемной (вытягиваемой) дугой, называемой в англоязычной технической литературе stud welding drawing arc. Эта технология была разработана в Германии в 70х годах компанией Köco, а ее дочернее предприятие - фирма Köster GmbH - начало выпускать специальное оборудование для такой сварки.

Рис. 3. Схема приварки шпилек на оборудовании серии KST
а — установка шпильки на пластину; б— возникновение сварочного (дугового) зазора за счет подъема шпильки; в— возбуждение дуги; г— кристаллизация сварного шва
1 — цанга сварочного пистолета; 2— шпилька; 3 — опорный фланец шпильки; 4— контактный «хвостик»; 5— сварочный (дуговой) зазор

При применении технологии stud welding очень короткая сварочная дуга возбуждается за счет разности потенциалов между шпилькой и детальюосновой в момент разрыва контакта. Начало сварочного процесса похоже на начало стыковой сварки сопротивлением: свариваемые детали соприкасаются, после чего включается сварочный ток. Первоначальный нагрев деталей так же, как и при стыковой сварке сопротивлением, происходит за счет высокого сопротивления зоны контакта. Однако в отличие от стыковой сварки затем происходит разрыв контакта за счет поднимания шпильки. Это приводит к возникновению многочисленных микродуг, которые сливаются в мощный дуговой разряд, замкнутый в ограниченном пространстве между деталями и блуждающий по поверхности сечения шпильки. При этом разогрев деталиосновы более интенсивен и ведет к расплавлению зоны контакта основы и появлению сварочной ванны.

В конце цикла сварки шпилька погружается в сварочную ванну, частично при этом расплавляясь. После этого сварочный ток выключается и сварочная ванна кристаллизуется. Перемещение шпильки вверх в начале сварочного цикла и опускание ее в сварочную ванну обеспечивается рабочим органом сварочной установки (сварочным пистолетом), снабженным пружинной или гидравлической системой подъема/опускания.

Как и во всяком дуговом процессе, сварочная ванна при использовании технологии stud welding нуждается в защите от атмосферного воздуха. Поэтому применяют сварку с расплавляемым керамическим флюсовым кольцом и сварку в среде защитного газа (использовать можно стандартные сварочные газовые смеси). Разновидностью этой технологии является сварка с контактным поджигом (tip ignition), которую проводят с взрывным нарастанием сварочного тока по зазору или с контактным поджигом. Схематическое изображение вариантов stud welding приведено на рисунке 2.

Преимущества технологии stud welding

Крепление шпилек сваркой с подвижной дугой - современный и рациональный способ монтажа, который находит применение в различных областях промышленности. Преимущества технологии stud welding очевидны:

1. Высокое качество сварного соединения за счет образования сварочной ванны и «мягкого» режима ее кристаллизации.

2. Надежная и быстрая сварка по всему периметру шпильки.

3. Высокая производительность сварки за счет очень короткого цикла сварки (надо отметить, что многие производители оборудования для сварки шпилек с подвижной дугой указывают производительность в числе основных технических характеристик на своей продукции).

4. Простота технологии, отсутствие операций перфорирования, сверления, нарезания резьбы, заворачивания шпилек, клепки и т. д.

5. Выбор различных комбинаций материалов.

6. Различные положения шпилек и основы в пространстве.

7. Снижение деформаций основы изза минимального и контролируемого тепловложения в металл.

8. Гарантированная перпендикулярность приваренных шпилек по отношению к основе, их одинаковая высота, отсутствие деформаций резьбы.

9. Отсутствие или очень небольшие повреждения стороны основы, обратной приварке.

10. Гарантированная плотность (герметичность) конструкции.

11. Достаточность доступа к одной стороне основы.

Применение технологии stud welding и оборудования фирмы Kоco/Kоster одобрено международными стандартами EN ISO 14555 и EN ISO 13918.

При выборе материала шпилек в зависимости от материала основы можно воспользоваться рекомендациями таблиц 1 и 2 (обозначение сталей приведено по европейским стандартам). Рекомендации по выбору конкретного технологического процесса stud welding приведены в таблице 3.

Таблица 1. Сочетания материалов шпилек и основы при сварке с подвижной дугой

Углеродистая сталь (предел прочности не более 460 Н/мм 2 )

Термомеханически упрочняемые и закаливающиеся стали с мелкозернистой структурой (предел прочности более 460 Н/мм 2 )

Читайте также: