Контактная сварка

 

Контактная сварка - процесс соединения деталей нагревом их в месте контакта до пластического или жидкого состояния с применением одновременного или последующего сильного сжатия (осадки), обеспечивающего взаимодействие металла. Контактная сварка является одним из высокопроизводительных способов сварки; она легко поддается механизации и автоматизации, вследствие чего ее широко применяют в машиностроении и строительстве. Контактную сварку по форме свариваемого соединения, определяющего тип сварочной машины, разделяют на стыковую, точечную и шовную. Нагрев металла при всех видах контактной сварки происходит за счет выделения тепла при прохождении электрического тока по свариваемым деталям.

Особенностью контактной сварки является применение кратковременных (доли секунды) импульсов сварочного тока большой мощности (иногда до 100 ООО А) при напряжении 0,3-10 В. Такой режим сварки повышает производительность труда, экономит электроэнергию, снижает возможность окисления деталей, уменьшает зону термического влияния, позволяет управлять процессом тепловыделения и теплоотвода, т. е. процессом формирования соединения.

Машина для контактной сварки состоит из понижающего трансформатора; механизмов, обеспечивающих закрепление, создание усилий сжатия и перемещения свариваемых деталей; пульта управления.

Стыковая сварка. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Один из зажимов установлен на неподвижной плите, другой, перемещающийся в направляющих, укреплен на подвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием усилия, развиваемого механизмом осадки. Стыковую сварку разделяют на сварку оплавлением и сварку сопротивлением. При сварке сопротивлением торцы деталей тщательно обрабатывают, детали сводят до соприкосновения и включают ток. После нагрева металла в месте контакта до пластического состояния давление сжатия повышается. Этот способ может быть использован для сварки изделий из стали, меди и латуни с площадью контакта до 1500-2000 мм2.

Наибольшее распространение получила сварка оплавлением. При этом не требуется тщательная подготовка кромок. После включения тока детали сводятся до соприкосновения, и в местах контактов, благодаря высокой плотности тока, происходит оплавление. При последующих соприкосновениях происходит оплавление всего стыка. Прилегающий к стыку металл нагревается до пластического состояния, и в этот момент осуществляется его осадка. В процессе осадки выдавливается жидкий металл с торцов и вместе с ним удаляются окислы и загрязнения с кромок. В результате полного удаления окислов удается получить более стабильные результаты по качеству образующихся соединений.

Сварка оплавлением бывает двух видов: сварка непрерывным оплавлением и сварка оплавлением с подогревом. Сварку с подогревом применяют для деталей, способных резко закаливаться. Предварительный подогрев металла способствует более равномерному нагреву и некоторому снижению скорости его охлаждения (для стали типа ЗОХГСА, инструментальной и т. п.). Сваркой оплавлением можно сваривать заготовки с разным сечением, разнородные металлы (например, быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т. п.). Наиболее распространенными изделиями, изготавливаемыми стыковой сваркой, являются элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, арматура для железобетона.

Контактно-точечная сварка. Точечная сварка - разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных точках. Для получения сварной точки заготовки собирают внахлестку и помещают между электродами установки контактной сварки. При нажатии на педаль верхний хобот установки с электродом опускается и зажимает детали. Через определенное время, необходимое для создания плотного контакта между деталями, включается сварочный ток. Соприкасающиеся с медными электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжается до пластического состояния внешних слоев и до расплавления ядра зоны (внутренних слоев). Затем выключают ток, и после кристаллизации расплавленного ядра давление снимается. В результате образуется литая сварная точка. Диаметр точек зависит от диаметра электрода, времени прохождения тока, толщины свариваемых элементов и мощности установки.

Электроды должны обладать высокой электропроводностью и теплопроводностью, сохранять необходимую прочность до 400 °С. Электроды изготавливаются в форме усеченного конуса из электролитической меди и сплавов на ее основе. Электроды для сварки тонких металлов могут иметь воздушное охлаждение, а для сварки толстых металлов имеют полую конструкцию и во время сварки охлаждаются водой. Точечная сварка приобретает особое значение при внедрении в стальные металлические конструкции тонкостенных элементов из штампованных или холоднокатаных профилей.

Шовная сварка. Контактная шовная сварка - одна из разновидностей точечной сварки, при которой отдельные точки частично перекрывают друг друга, образуя непрерывный шов свариваемых деталей. Электроды выполнены в форме плоских роликов, между которыми пропускают свариваемые заготовки. В результате образуется плотный герметичный шов. Существует два способа выполнения шовной сварки: непрерывный и прерывистый. При непрерывном способе сварки детали перемещаются непрерывно, причем все время к электродам поступает ток. Поверхность свариваемых деталей сильно перегревается, электроды быстро изнашиваются, что ухудшает качество сварки.

 

При прерывистой сварке детали перемещаются непрерывно, а ток к электродам подается импульсами. Быстро повторяющиеся циклы сварки создают серию накладывающихся друг на друга точек, которые образуют непрерывный сварочный шов. Шовную сварку применяют в массовом производстве при изготовлении различных сосудов. Толщина свариваемых листов составляет 0,3-3,0 мм. Шовной сваркой выполняют те же типы сварных соединений, что и точечной, но используют для получения герметичного шва.

1000 осталось символов