Стыковая сварка ленточных пил

Обновлено: 04.10.2024

Сварка ленточных пил является одной из узких и в тоже время распространенной областью применения контактной стыковой сварки как сопротивлением так и оплавлением.

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.

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.

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.

Ленточнопильные технологии: быстрая и качественная резка различных материалов

Подготовка ленточного полотна
Подготовка полотен пил включает в себя соединение концов ленты сваркой или пайкой, контроль напряженного состояния полотна, правку дефектов формы полотна, вальцевание, заключительный контроль напряженного состояния пилы.

Сварка концов ленты встык состоит из следующих приемов: обрезки и выравнивания концов, сварки, отпуска и зачистки шва. Концы ленты при сварке должны быть обрезаны точно под углом 90° к кромке пилы, тщательно зачищены и обезжирены.

Для соединения концов ленточной пилы методом стыковой сварки применяют специальные агрегаты.

Для соединения пайкой необходимы: станок для скашивания концов ленточной пилы с фрезой или со шлифовальным кругом; приспособление для снятия фасок вручную напильником; аппарат для спайки ленточных столярных пил; пресс с паяльными брусками, приспособление для зачистки шва после пайки (выпуклая опора с зажимами).

Соединение концов пилы пайкой по сравнению со сваркой более трудоемкий процесс, дающий менее прочное соединение. По этому оно допускается лишь при отсутствии сварочного агрегата. Спайка концов ленты внахлестку состоит из следующих приемов: разметки шва и обрезки концов, скашивания концов (снятия фасок), зачистки фасок, спайки, закалки, отпуска и опиловки (зачистки) шва. Ширина фасок (шва) должна быть у столярных пил 8. 10 мм, у делительных 10. 15 мм. Концы лент необходимо скашивать на клин в пределах ширины шва, чтобы при наложении концов толщина шва равнялась толщине пилы. Применяют припои серебряные, латунные и медно-цинковые.

При спайке стык нагревают до расплавления припоя, вложенного между скошенными концами ленты, после чего обжимают специальным устройством для закалки шва. При отпуске место пайки нагревают до коричнево-красного цвета побежалости. Окончательная толщина шва должна быть равна толщине ленты или меньше ее на 0,1 . 0,2 мм.
Дефекты полотен ленточных пил бывают общими и местными. Местные дефекты полотен ленточных пил те же, что и у рамных (выпучины, тугие участки, слабые участки). Устраняют их аналогично.

К общим дефектам относятся скручивание, покоробленность, крыловатость, продольная волнистость, отгиб задней кромки полотна, непрямолинейность кромок. После исправления общих дефектов полотна выявляют и устраняют местные дефекты.

Напряженное состояние полотна ленточной пилы оценивают по величине стрелы прогиба полотна в поперечном сечении при его продольном изгибе (0,1 . 0,23 мм), а также по величине стрелы выпуклости задней кромки полотна (0,05. 0,1 мм). Оба показателя измеряют на каждом метре длины пилы.

Если величина стрелы прогиба полотна меньше нормативной, пилу вальцуют симметрично или на "конус". По первому способу удлиняют среднюю часть пилы. Его применяют при выпуклых шкивах ленточного станка. При этом сначала вальцуют середину пилы, затем, отступая по 10. 15 мм от первого прохода, делают новые проходы, постепенно уменьшая давление роликов. Последние проходы должны отстоять от задней кромки и линии впадин зубьев на 15. 20 мм. По второму способу пилу вальцуют на "конус". Этот способ применяют при наклоне верхнего шкива во избежание сползания пилы со шкивов. Удлиняя вальцеванием заднюю кромку пилы, компенсируют ее более сильное натяжение за счет наклона шкива. При этом сначала вальцуют на расстоянии 15. 20 мм от линии впадин, а затем делают проходы через 10. 15 мм, постоянно уменьшая давление роликов.

Установка ленточных пил
При установке ленточных пил должны быть соблюдены следующие условия:
1.Режущая кромка пилы должна выступать за край пильного шкива на высоту зуба.
2. Смещение ленты по шкивам предотвращают регулированием положения оси верхнего шкива (вместе со шкивом) в вертикальной (наклон вперед - назад) и горизонтальной (разворот влево - вправо) плоскостях. Угол наклона шкива вперед (на рабочего) равен : 0,2. 0,3°.
3. Усилие натяжения пилы, Н, суммарное для обеих ветвей ленты, устанавливают в зависимости от ширины и толщины пилы:
F = 2 σ ab,
где σ - напряжение растяжения в сечении ленты (50. 60 МПа); a, b- ширина и толщина ленты, мм.
4. Зазор между направляющими устройствами и пилой должен быть
0,1. 0,15 мм. Соприкосновение пилы с направляющими устройствами допускается только при выпиливании криволинейных деталей.

Пилы, подготовленные к работе, должны отвечать техническим требованиям по точности линейных и угловых параметров, а также шероховатости поверхностей ленты и зубьев:

Предельное отклонение размера, мм:
по длине (для типов пил 1 и 2). +100
толщине. ±0,06/0,07
ширине пилы. ±1
шагу зубьев. ±0,03/0,05

Допускаемое отклонение от прямолинейности
К ромок пилы (отклонение кромок от прямой на 1000 мм длины пилы), мм. 0,3/0,4
Допускаемое отклонение уширения вершин зубьев на сторону, мм. ±0,05
Допускаемое отклонение угловых параметров зубьев, °. ±1
Шероховатость, мкм (не более): боковых поверхностей ленты Ra. 1,25
З аточенных поверхностей зубьев Rm. 20

Technoweld

Этот сайт был создан мной и не принадлежал никогда компании Техномеридиан хоть содержал координаты этого ООО.

Продукция

Области производства

Технология сварки ленточных пил.

Соединение ленточных пил в кольцо для работы на ленточнопильном станке или пилораме возможно:

Пайкой.
Метод применялся ранее для не широких пил по древесине, до распространения аппаратов контактной стыковой сварки ленточных пил методами сопротивления и оплавления. Требует трудоемкой подготовки, в серийном производстве слабо применим, однако может быть использован для ремонта.
Сваркой полуавтоматом на формирующей подкладке.
В данном случае применяется легированная сварочная проволока и подогрев полотна перед и в процессе сварки.
Станки такие есть, часть оснащена встроенным нагревателем подкладки. Метод соединения не трудоемкий но длительный. Применяется для широких полотне по древесине. Имеет частичную замену в виде аппаратов для сварки ленточных пил оплавлением с возможностями сварки полотен до 210 мм, однако в России всего несколько таких машин.
Стыковой контактной сваркой сопротивлением.
Метод применим для сварки пил в небольших объемах так как по физике процесса чувствителен к дефектам обрезки торца полотна. Последнее трудно выполнить при резке больших объемов полотна, особенно биметаллического по металлу. Износ и местные небольшие повреждения ножей быстро дают о себе знать, а при резке жестких полотен он быстро достигает такой степени что появляются дефекты сварки. В связи с этим область применения метода ограничена.
Стыковой контактной сваркой оплавлением.
На сегодняшний день это основной метод сварки полотен от столярки до широких биметаллических пил по металлу и по древесине.

О двух последних методах и пойдет речь ниже.

Сварка ленточных пил сопротивлением

Суть метода в процессе разогрева материала пилы под воздействием проходящего через контакт торцев тока и усилия осадки. Происходит разупрочнение полотна в основном в зоне стыка, так как именно там локализуется основное выделение тепла. Под действием усилия осадки разупрочнённый материал начинает выдавливаться в грат, а расстояние между губками аппарата для сварки ленточных пил сокращается.
При достижении регулируемой потери длины происходит отключение тока и полотно остывает под действием усилия осадки, затем давление осадки снимается, полотно зажимается снова в разведённые губки машины в положение отжига для проведения термообработки с нагревом так же за счёт проходящего через полотно тока.

Параметрами режима являются:

Начальное расстояние между губками (электродами) аппарата.
Это расстояние в основном зависит от толщины и жесткости материала полотна. При превышении этого расстояния полотно может терять устойчивость под действием усилия осадки, при малом расстоянии недостаточно материала выдавливается в грат и в шве вероятны непровары, свищи и посторонние включения.
Усилие осадки – чем больше сечение полотна и чем более вязкий металл тем больше необходимо усилие.
Момент отключения тока при осадке – этот параметр регулирует степень осадки полотна и предупреждает опасное сближение электродов сварочного аппарата и их повреждение

Специфика состоит в том что распределение тока по ширине полотна будет неравномерно и зависеть от равномерности прижима полотна к электродам по ширине, и от состояния торцевых поверхностей.
Если первое достигается регулировками прижима и состоянием поверхности электродов (шлифованная или чисто фрезерованная плоская поверхность свободная от загрязнений) то второе только чистотой обрезки и выдерживанием строго перпендикулярного реза. Это необходимо для того чтобы нагрев происходил равномерно по всей ширине полотна на примерно одинаковую глубину.
Заусенцы, не перпендикулярность реза оси ленточного полотна , попадание загрязнений в зону зажима пилы, дефекты поверхности пилы в виде потертостей, отклонения толщины ленты будут вызвать неравномерный нагрев и либо получение шва с выраженной неравномерностью свойств либо визуальный брак.

С визуальными дефектами всё ясно – они очевидны. Однако, при нарушениях технологии, шов ленточной пилы может и не иметь визуальных дефектов. грат есть но он не равномерный по ширине полотна и разный по толщине. Такой дефект, в зависимости от чувствительности материала пилы к отжигу, может как критически сказаться на работе ленточной пилы, так и оказаться допустимым. Скорость охлаждения металла после сварки пилы в той зоне, где зона вблизи шва была более нагрета, будет меньше чем скорость охлаждения там где в контакт вступили относительно более холодные участки. Закалка структуры пилы произойдёт по разному, а кроме того,- в зоне замедленного остывания может не хватить давления осадки и появиться крупное зерно.
Если полотно жесткое, то оно скорее всего окажется требовательным к соблюдению параметров термообработки с целью получения приближенных к упругим свойствам основного материал пилы свойств шва и околошовной зоны.
Увы, так как изначальное состояние полотна после сварки оказалось разным по степени закалке и структуре выровнять свойства термообработкой не получится, и, если полотно к таким отклонением чувствительно то работоспособность такого шва в пиле окажется под большим вопросом…
В случае если полотно относительно мягкое и податливое, если при нормальной сварке допускает значительные отклонения температуры и времени термообработки при этом резко не меняя свойств,- скорее всего такой дефект окажется допустимым и, если и повлияет на работоспособность пилы,- то только в долговременной перспективе.

При простоте оборудования и относительной дешевизне аппаратов для сварки пил методом сварки сопротивлением именно эта “капризность” технологии к равномерному подводу тока при сварке и сдерживает применение при поточной сварке, сварке полотен с дефектами. Сферой применения метода сварки пил по технологии сварки сопротивлением оказывается сварка не широких полотен по древесине в небольших объемах, сварка части ленточных ножей, эпизодическая сварка биметаллических пил, сварка лент при производстве других видов продукции таких как бронирование кабелей, производство порошковой сварочной проволоки, шовных труб малого диаметра.

Сварка ленточных пил контактной сваркой оплавлением.

При этом методе сварки процесс после зажима концов полотна в губки аппарата сварки пил происходит по другой технологической последовательности:

Губки аппарата для сварки пил разводятся приводом на небольшое расстояние составляющее около 0.2 мм и включается подача напряжения на сварочный трансформатор и к губкам;
Начинается сближение губок с нарастающей скоростью. По мере сближения микро неровности торцов полотна вступают в контакт и проходящий через это локальное соединение ток расплавляет участки поверхности, а , также частично испаряет вступивший в контакт ( короткое замыкание) мостик их жидкого металла пилы.
По мере сближения в контакт вступают соседние участки полотна, количество микродуг от разрыва мостиков увеличивается, дуги перемешаются по всему сечению полотна равномерно прогревая торец.
Испарение части металла и выбрасываемые брызги выжигают кислород воздуха из зоны сварки и служат защитой нагретого металла торцов от окисления.
При достижении некоторого пути оплавления и желаемого прогрева концов пилы происходит резкое закрытие зазора с приложением к полотну усилия осадки. Сварочный ток при этом остается включенным до сближения губок аппарата до регулируемого расстояния между ними или отключается с настраиваемой задержкой времени (в зависимости от технологии заложенной в аппарат для сварки пил).
Остывание полотна происходит при приложенном усилии осадки, в дальнейшем так же выполняется перезахват в положение отжига (либо вручную, либо автоматически) и дальнейшая термообработка с освобождением полотна от осевого давления при нагреве и остывании.
Подвижная губка при включенном отжиге должна свободно перемещаться хотя бы на небольшое расстояние. Будет это 0.3 или 1.0 мм с точки зрения технологии для освобождения пилы при термообработке после сварки разницы не играет – но эта свобода должна быть!
То же относится и сварке сопротивлением, однако далеко не все сварщики пил после зажима пилы в положение для отжига дополнительно ещё немного дожимают пружину осадки с этой же целью.

Равномерность прижима и электрического контакта пила – электрод

При этом методе должна быть достигнута как можно лучше, однако небольшие отклонения не приводят ни к каким последствиям при сварке и могут сказаться лишь на неравномерности отжига. Возможное явление – при точно настроенных прижимах отжиг всё равно начинается не равномерно именно на сваренном полотне. Это обусловлено усадкой шва и короблением полотна в сочетании с недостаточным усилием прижима пилы к электродам аппарата.
В таком случае уместно вспомнить что отжиг (отпуск) полотна процесс зависящий от температуры и времени. Снижение температуры и увеличение времени отжига в большинстве случаев позволяет подавить отрицательные проявления. Исключением являются те полотна которые очень резко меняют механические свойства при небольших отклонениях отжига по температуре и по длительности.. Увы, такие полотна так же не выносят различия свойств по ширине полотна в месте сварки а в данном случае они будут.

Начальное расстояние между губками и путь оплавления полотна.

На большинстве аппаратов кроме последних серий автоматов с сервоприводом путь оплавления задаётся механически формой кулачка аппарата для сварки пил. Он не изменяем и фиксирован и обычно составляет величину 2.5…3.0 мм. В таком случае начальное расстояние между губками рассчитывается исходя из толщины полотна но ” с конца”.
Расстояние между губками после сварки должно составлять не менее 2 толщин полотна,- в противном случае выдавливание расплава и разупрочнённого слоя в грат окажется затруднено и в шве могут быть дефекты; кроме того, скорость остывания будет высокой из за близкого расположения зоны шва к электродам и уровень закалки может быть такой сто полотно получит микротрещины ещё до того как будет произведён отжиг.
С точки зрения срока службы электродов до очередной перешлифовки рабочей поверхности это расстояние желательно увеличить. В большинстве случае его можно принять равным 2.5 толщинам полотна.
В грат должно выйти не менее чем 1 толщина полотна с каждой стороны – то есть минимальная потеря при осадке 2 толщины полотна пилы.
Искровой зазор не должен быть более чем 2 толщины полотна – это приведёт к дефектам.
Имеем для полотна толщиной 0.9 мм 0.9*2.5 +0.9*2+0.9*2+2.5 мм = 8.35 мм – начальное расстояние не должно быть меньше этого – то есть подбор режима начинать надо примерно с 8.5 мм.
Превышение оптимального начального расстояния может повлечь за собой как потерю устойчивости при осадке, так и неравномерность прогрева. Дело в том что при приближении зоны разогрева к охлаждаемым губкам аппарата для сварки ленточных пил возникает эффект выравнивания температуры по ширине полотна.
Слишком малое расстояние чревато повреждением электродов и прижимов или недостаточно глубокой осадкой полотна с дефектами в сварном соединении.
В случае если ваш аппарат имеет другой или регулируемый путь оплавления эту величину и требуется подставить в расчёт ориентировочной величины начального расстояния.

Скорость оплавления.

Она не постоянна при сближении полотна, однако для аппаратов где нарастание скорости задаётся кулачком она может быть изменена путём изменения постоянной частоты вращения двигателя. На аппаратах с сервоприводом подвижной губки это делается программно и позволяет менять и кривую нарастания линейной скорости сближения губок.
Скорость должна находится в балансе с током и напряжением на губках. Если ток и напряжение велико а скорость мала то в конце оплавление при разогреве полотна может увеличиваться искровой зазор. Это слышно и не слух, и видно как крупная и редкая искра, можно и пронаблюдать – попытаться сквозь искры, стоя чуть сбоку и, как минимум надев очки, разглядеть в процессе оплавления грани торца полотна. Если удалось – скорость и ток выбраны НЕ верно!

В случае малой мощности трансформатора и высокой скорости чаще не хватает нормально начать оплавление. Начало запаздывает и выглядит как закрытая расплавом часть шва из которой вылетают редкие искры, которая затем проваливается и начинается подобие нормального оплавления. Подобие – потому как цель достигнуть равномерного подогрева торца перед осадкой уже провалена! Провалена потом что через эту долго существовавшую зону короткого замыкания проходил большой ток и он разогрел только часть сечения полотна.
Это тоже потенциальный дефект.

Давление (усилие) осадки и момент отключения тока

Так как трансформаторы на аппаратах для сварки пил питаются через тиристорные контакторы переменным током 50 гц то момент физического отключения тока всегда может запаздывать на разное время в пределах до 10 микросекунд от времени подачи команды на отключение тока. Этот эффект вызывает некоторый разброс конечного расстояния между губками даже при неизменности остальных параметров протекания процесса сварки. И , этот эффект и можно использовать для подбора соотношения указанных параметров с оглядкой на оптимальные величины и разброс.
Оптимальная величина 2.5 * толщина полотна, меньше чем 2* толщина полотна вероятен брак, и как правило при неглубокой осадке менее 3* толщина полотна тоже вероятны включения в шве со снижением прочностных свойств.
Для полотна с толщиной 0.9 получаем диапазон значений от 1.8 до 2.7 мм, но при настройке стараемся ориентироваться на среднюю часть диапазона – то есть 2.0..2.5 мм.
После того как удалось при некотором соотношении получить несколько сварок в указанном диапазоне можно посмотреть что произойдёт если чуть задержать момент выключения тока. При нормальном усилии осадки это вызовет не резкое и предсказуемое сокращение усреднённой по сварке нескольких стыков дистанции между губками аппарата после сварки.
Если давление ( сила) осадки велико – произойдёт резкое сокращение, мало – практически никакой реакции.

Так же существует способ оценки соответствия по галтели в зоне выхода грата со стороны спинки пилы. Если усилие велико а ток отключен очень рано возникает низкий прочно сцепленный с пилой гребень и выраженная галтель с радиусным переходом в него. При обратной ситуации грат выходит как будто резко под углом 90 град и слабо сцеплен с пилой.
И та и другая ситуация не является оптимальной – при большом давлении осадки будет разброс параметров, а при малом недостаточная прочность шва.

По отжигу

К отработке режима отжига не стоит приступать ранее того как будут получены более менее стабильные результаты сварки- это пустая трата времени. Состояние пилы после сварки может быть различным и режим отжига зависеть будет от него. Изменяя параметры режима сварки вы изменяете и это состояние.

Затруднения при подборе режимов

Разброс конечного расстояния при любых параметрах сварки выше разумного, хотя внешне всё выглядит нормально. Тут стоит проверить:
– Нет ли проскальзывания пилы в губках при осадке,
– Проведя ряд отжигов на не сваренном полотне,- оценить насколько повторяемо и однозначно полотно зажимается в губки и нет ли у полотна отклонений по толщине в сечении или дефектов покрытия с разной электропроводностью
– Поменять ступень трансформатора и попробовать подобрать режим при другом токе, на аппаратах для сварки пил с регулировкой скорости оплавления можно и попробовать менять скорость оплавления.
– Посмотреть не отклоняется ли в больших пределах уровень напряжения в сети
– Проверить нет ли в присоединении машины к электросети проводов заниженного сечения и некачественных контактных соединений
Полотно нарушено по геометрии – видно при зачистке зоны шва.
– состояние и настройка взаимного положения электродов и прижимов
– неправильный боковой зазор на гильотине или износ ножей вызывает деформацию полотна при резке в размер
– увеличена сверх необходимого установочная длина (начальное расстояние) между электродами аппарата для сварки пил
– слишком большое давление осадки при раннем отключении тока
– люфты в следствии износов в направляющих аппарата или деталях прижимной системы
Полотно имеет прогиб “саблю” по спинке, как его сваривать?
Ответ
– если полотно будучи размотанным и свободно лежащим некоторое время на столе выпрямляется – сваривать после того как полежит
– если такого не происходит устанавливать упоры аппарата по полотну ( по спинке) и при сварке пытаться точно повторить форму полотна и в зоне стыка тоже
Как лучше ставить полотно по зубу или по спинке?
– столярку, узкие биметаллические полотна, полотна по древесине если они не имеют прогибов – по зубу
– биметаллические по металлу, полотна с саблей – по спинке
Это связано с особенностями приработки пил в начальный период эксплуатации, так как в зоне сварки небольшие отклонения геометрии более чем вероятны

В старой версии сайта существовала не только подобное описание технологии, но со временем набралось немало комментариев с вопросами и ответами по различным вопросам технологии и реальным ситуациям с браком при сварке ленточных пил, а так же вопросами по обслуживанию оборудования накопленным за много лет. Восстановить всё это увы возможности нет.
Если у вас возникают технологические затруднения, вопросы по диагностике аппаратов для сварки пил, или проблемы с браком при сварке пил – обращайтесь, чем сможем поможем.

Этот сайт был создан мной и пока я был инженером по сварочному оборудованию компании Техномеридиан и содержал координаты этой компании. Сотрудничество прекращено

Сварка ленточных пил и кратко о современных реалиях (часть 2)

Ленточные пилы по дереву

С полотнами по древесине изменения есть, и они скорее пошли в противоположном направлении в сравнении с рынком биметаллических пил по металлу – в сторону изменения в лучшую сторону рабочих характеристик полотна с увеличением стоимости полотен.
Не будем касаться темы широких пил по древесине – будем рассматривать те изменения и факторы с которыми приходится сталкиваться сварщикам ленточных пил в массовых случаях, как это влияет на работу и настройки наиболее распостранённого оборудования для сварки ленточных пил.

Тенденции обусловлены, как отмечалось в части 1, тем, что началась погоня за производительностью при распиловке. Часто в ущерб и выходу и качеству пиломатериалов, и общему ресурсу пилы…
Но время = деньги, – итого имеем тенденцию :

Всё большее распространение получают полотна, которые в состоянии выдерживать увеличенное усилие натяжения, позволять увеличение производительности распиловки при сохранении хоть какой то устойчивости. Полотно меньше “волнит” при спешке оператора.
Нагрузки на зуб, на само полотно при таких условиях растут. Состав металла пилы усложняются, однако качество и свойства ленты из одного и того же материала может иметь большой разброс параметров влияющих на режим сварки.
Появились пилы по древесине с разными типами покрытий. Влияние на сварку полотна они оказывают иногда серьезное.
Шире стали применяться биметаллические полотна по древесине
Многие полотна стали жестче при той же толщине ленты
У некоторых производителей сильно снизилось качество полотна, оно оказывается неоднородно в пределах даже одной бухты- имеет отклонения по геометрии.

Цель этих изменений – увеличение ресурса между перезаточками или вообще уход от этой операции, увеличение устойчивости, получение возможностей работы на повышенных нагрузках для увеличения производительности.

усложнение условий свариваемости полотен с обеспечением достаточного ресурса зоны сварного шва при долговременной эксплуатации
повышение чувствительности ленточных пил к отклонению геометрии в области сварного шва что осложняет работу в случае если пила имеет прогиб после размотки из бухты
использование покрытий в сочетании с низкими температурами отжига делает очень затруднительным повторяемый отжиг без применения пирометров; настройка отжига и с пирометром может представлять некторые сложности

Как результат, требования к аппаратам для сварки ленточных пил и оснащению стали повышенные; часть из аппаратов которые многие годы с успехом использовали для сварки ленточных пил по дереву стали иметь очень ограниченное применение.

Аппараты сварки ленточных пил сопротивлением хоть и гораздо более дешевы чем аппараты для сварки пил оплавлением но применяются всё реже и реже из за чувствительности к качеству обрезки полотна которое всё сложнее стабильно обеспечивать на жестких и толстых полотнах. Так же, термический цикл при сварке сопротивлением часто вообще не позволяет подобрать режим термообработки. После такой сварки – полотно получает внутренние микротрещины ещё до начала отжига.

Что же касается распространённых в РФ аппаратов для сварки пил младших серий Ideal-Werk и их аналогов то получается примерно такая картина:

IDEAL BAS 40

Мощности для надёжного подогрева полотна в процессе осадки под током для пил с увеличенным поперечным сечением за счёт толщины ленты
Усилия осадки – чем более легирована сталь, тем больше требуется усилие для надежного выдавливания загрязнений в грат
Усилия прижима полотна к электродам – недостаток приводит к неравномерному началу нагрева при отжиге и к неоднородности свойств шва по ширине

Аппарат стал маломощен и под сварку подобных полотен по древесине практически непригоден, пожалую за исключением случаев эпизодической сварки с получением стыка “очень среднего качества”.
Область применения таких аппаратов это сварка ленточных ножей, узких полотен по древесине и узкого биметалла, пил по мясу и т.д.

IDEAL BAS 50

Мощности при напряжении сети близком к 400 Вольт и усилия осадки для работы с полотнами увеличенной толщины 1.07 – 1.1 – 1.16 мм этой машине хватает однако по усилию прижима электродов этот аппарат для сварки ленточных пил оказывается на пределе. Версия аппарата для сварки пил Ideal BAS 50-11 с гидравлическим прижимами работает надёжнее с такими полотнами, но основа прижимной системы увы та же и нагрузки на систему прижима оказывают критичное влияние на ресурс.
В результате получаются такие побочные эффекты:

При гладкой шлифованной поверхности электродов и ленточном полотне со следами масла в сочетании с загрязнением или небольшом износе деталей узлов прижима возможно проскальзывание полотна в процессе осадки
Недостаток усилия прижима может сказываться на равномерности начала нагрева при термообработке; и при работе с пирометром возможен локальный перегрев участков шва
Увеличенная тепловая нагрузка на узлы прижима из за большего выделения тепла в процессе термообработки полотна приводит к дрейфу настроек равномерности прижима в процессе работы и вынуждает производить частые коррекции этой регулировки
При осадке пружины, при пониженном напряжении аппарат перестает нормально сваривать 50 мм ширины полотна

Тем не менее с применением этого очень распространённого аппарата для сварки ленточных пил сваривается очень много полотен по РФ. Рекомендации для тех кто сваривает полотна с увеличенной толщиной ленты могут быть такие:

По возможности заменить процесс перешлифовки электродов процессом чистой фрезеровки с движением инструмента в том же направлении что и шлифовального круга и с оставлением следов (шероховатости) от широкой фрезы в направлении поперёк полотна. Это не снизит общий ресурс электрода так как уменьшит вероятность проскальзывания, пригорания пыли к поверхности электрода увеличит ресурс до следующего восстановления.
Через одну замену электродов на восстановленные – снимать тело прижима и делать ревизию и смазку направляющих; этим можно значительно продлить ресурс этим нагруженным в таком случае узлам и избежать ненадёжного и не однообразного зажима полотна при отжиге. Это ведёт к неравномерности нагрева в начале отжига и к возможному браку свариваемых полотен.
Если аппарат оснащён пирометром типа АРТО 2001 и имеются признаки недостаточности усилия зажима полотна в виде неравномерного начала нагрева пирометр прицеливайте в зону стыка которая нагревается первой
Если аппарат оснащен пирометром со ступенчатым отжигом снизьте температуру нагрева первой ступени, увеличьте время подогрева до этой температуры и немного выдержку на первой ступени отжига – это сделает процесс менее чувствительным к недостаточному усилию прижима но увы не позволит полностью избежать проблемы
При сварке полотен с покрытиями некоторые из них снижают электропроводность электрод – пила и вынуждают использовать более высокие ступени сварочного трансформатора.
В сочетании с пирометром который неудачно подобран по управлению мощностью в начале нагрева до выхода на первую температуру отжига возможен кратковременный перегрев который не устраняется регулировкой параметров отжига.
В некоторых случаях помогает изменение схемы аппарата для сварки ленточных пил с принудительным включением отжига всегда через 1-ю ступень трансформатора. Такое изменение электросхемы идёт с завода на всех аппаратах этой серии выпусков с 2017г.
При работе с пирометрами при сварке полотен с покрытиями в первые секунды нагрева при отжиге пирометр может с запозданием (занижением) воспринимать температуру. В сочтании с форсированным по времени нагревом и невысокой основной температурой отжига, этот эффект может повлечь такой же кратковременный перегрев – для части или по всему сечению стыка ленточного полотна. Итог – нестабильность качества сваренного ленточного полотна.
Меры противодействия те же – снижение температуры первой ступени нагрева и скорости нагрева полотна до основной температуры отжига.

Аппарат для сварки пил UBN-9 (Китай) = BAS 20. Это модель выпускавшаяся немцами в 1980-х годах в дальнейшем с минимальными изменениями внедрённая китайцами, с некоторым снижением качества комплектующих. При работе на полотнах толщиной более 1.0 мм износ не только прижимных узлов но и кулачка задающего движение подвижной губки происходит скорее
FL-50 Практически китайская копия IDEAL BAS 50 . Всё сказанное выше для этих аппаратов так же верно – по механике аппараты практически одинаковы, однакое есть разница в качестве комплетующих.

Ideal BAS60-01

Пожалуй это первый ( младший и наиболее дешевый) из линейки аппаратов которые могут с запасом справляться с задачами поточной сварки ленточных пил с увеличенной толщиной ленты.

Ручные прижимы полотна принципиально другой конструкции с гораздо большим ресурсом деталей в состоянии обеспечить более чем достаточное усилие прижима для обеспечения надёжного удержания полотна при осадке. Отсутствует эффект нарушения геометрии в зоне сварке из за проскальзывания полотен в зажиме. Такой эффект нередко появляется даже при небольших износах деталей прижима на BAS 50-01 при ленточных полотен по древесине с толщиной 1.07 – 1.1 мм.
Прижим с увеличенным усилием позволяет обеспечить однообразный электрический контакт полотно- электрод даже в случае деформации полотна. Этот эффект проявляющийся на BAS50 в виде неравномерного начала отжига на сваренном полотне на машине этой серии отсутствует.

Но без недостатков не обошлось!
Сложнее вести сварку тонких полотен “столярки” и ленточных ножей, пил по рыбе- мясу ввиду массивности губок и габаритов узлов прижима. Что касается сварки биметаллических полотен по металлу, на этом аппарате можно сваривать пилы до сечения 41*1.3 мм – усилия осадки и мощности осадки хватает с запасом.

Читайте также: