Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология контактной сварки

Что такое контактная сварка

Контактная (или электроконтактная) сварка – один из распространенных типов сварки, чаще всего применяемый для скрепления тонких металлических листов или небольших однотипных деталей. При этом способе происходит кратковременный нагрев соединяемых поверхностей током высокого напряжения, и одновременное придавливание их друг к другу в зоне контакта, в результате чего образуется сварной шов. Благодаря своей простоте, высокой производительности и малым затратам на расходные материалы такой метод часто используется на производстве.

Принцип работы аппаратов контактной сварки

Сущность метода контактной сварки состоит в том, что скрепляемые поверхности одновременно нагреваются до пластичного состояния и подвергаются механической деформации. Поэтому основных блоков в сварочном аппарате два:

1. Механический, включающий в себя:

  • сами электроды (в машинах точечной сварки они выполняются в виде зажимных клещей, в машинах шовной сварки – в виде роликов);
  • привод сжатия;
  • привод вращения (для роликовых электродов);
  • привод зажатия и осадки (для стыковой сварки).

2. Электрический. Данный блок состоит из:

  • сварочного силового трансформатора;
  • регулятора выходного напряжения, который переключает число витков в первичной обмотке трансформатора;
  • вторичного контура, через который ток подводится к деталям;
  • прерывателя первичной цепи для включения и выключения тока;
  • регулятора цикла – устройства, задающего последовательность сварочных операций, их длительность, и регулирующего другие необходимые параметры.
  • Пневмогидравлический – содержит фильтры, устройства для смазки движущихся частей, систему, подводящую воздух к приводу сжатия (штуцера, воздушные клапаны, вентили) и систему регулировки давления;
  • Блок водяного охлаждения аппарата.

Принцип работы заключается в том, что область контактной сварки сжимается или прокатывается между двумя медными электродами, к которым подведен ток малого напряжения и большой силы. В некоторых аппаратах сила тока может достигать десятков тысяч ампер. Напряжение во вторичной обмотке низкое, и составляет менее 15 В. Сила сжатия между электродами варьируется от сотой доли ньютона до 100 килоньютонов.

Основными преимуществами этого метода являются:

  • быстрота – обработка одного точечного или стыкового соединения занимает доли секунды;
  • экономичность – не требуется кислород, защитный газ, присадка, почти не расходуются вода и воздух, медленно изнашиваются электроды;
  • простота – возможность получить прочный и надежный шов при малом числе контролируемых параметров, что под силу даже неопытным сварщикам;
  • безопасность – воздух не загрязняется вредным дымом, риск возгорания сведен к минимуму;
  • возможность легко автоматизировать процесс и поставить его на поток.

К недостаткам способа относят:

  • дорогостоящее оборудование;
  • необходимость применения тока большой силы (свыше 1000 А);
  • сложную технологию многоточечной сварки или сварки нескольких швов одновременно.

Кроме того, этот метод не всегда подходит для соединения поверхностей из разных металлов или сплавов, а также для металлов с малым переходным сопротивлением (таких, как медь).

Виды контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки – точечная, рельефная, шовная и стыковая, каждый из которых имеет свою область применения.

Точечная сварка

Точечная контактная сварка – наиболее популярный метод, который применяется как на производстве, так и в домашних условиях, для соединения небольших деталей или металлических листов толщиной менее 4-5 мм. При этом методе скрепляемые поверхности располагают немного внахлест, зажав их между двумя конусообразными медными электродами. Металл размягчается лишь непосредственно в месте соприкосновения с электродами, образуя сварную точку, диаметр которой составляет несколько миллиметров.

Точечная сварка бывает одно- и двусторонней, причем прочность соединения у одностороннего способа ниже, однако он дает возможность создавать сразу несколько сварных точек. По такому принципу работают многоточечные аппараты.

Есть два режима для обработки металла таким способом: мягкий и жесткий. Мягкий режим удобен для соединения изделий из закаленной стали. При нем через обрабатываемые детали пропускается электрический импульс относительно малой силы тока и большой продолжительности (от 0,5 секунды до нескольких секунд). Нагрев при этом более плавный, а мощность – ниже. Такой аппарат удобно использовать на дому.

При обработке в жестком режиме сила тока, как и сила сжатия сварочных клещей – больше, чем в предыдущем случае, длительность импульса составляет десятые или сотые доли секунд (в зависимости от толщины соединяемых поверхностей). Подобный режим чаще применяется на производстве, ввиду высокой производительности (затраты времени на обработку одной сварочной точки очень малы). С его помощью соединяют заготовки из сплавов с цветными металлами (медью, алюминием), из высоколегированной стали, а также металлические листы разной толщины.

Рельефная сварка

Рельефной контактной сваркой называют разновидность точечного метода, при которой на соединяемых деталях предварительно штампуют выступы, или рельефы. Форма рельефов может быть различной, и от нее зависит как размер, так и прочность сварочной точки.

Способ заключается в том, что детали зажимают между двумя плоскими электродами, на которые затем подают ток. Металл нагревается только в местах соприкосновения заготовок, а именно – на выступах. Так как рельефы можно подготовить заранее, это обеспечит высокую производительность: за короткое время будет обработано большое количество сварных точек.

Другое достоинство метода – долгий срок службы электродов, которые медленно изнашиваются благодаря своей форме, имеющей большую контактную поверхность. Основной недостаток – то, что для рельефной контактной сварки требуются аппараты большой мощности.

Шовная сварка

Шовная контактная сварка, называемая также роликовой – метод, при котором соединяемые металлические листы прокатываются между двумя электродами, имеющими форму диска. В результате образуется шов, состоящий из множества отдельных сварных точек. Такой шов может быть как непрерывным, так и прерывистым. Все зависит от того, как именно подается ток на электроды – постоянно или короткими импульсами.

При непрерывной шовной сварке ролики быстро изнашиваются, так как подача тока на них идет без перерыва. Заготовки могут перегреваться в месте соединения. Если поверхности плохо зачищены, имеют неодинаковую толщину или изготовлены из разных сплавов, шов получится непрочным. Такой метод сварки используется только для изделий из малоуглеродистой стали, толщиной до миллиметра.

Отличие прерывистой шовной сварки от предыдущего способа в том, что на ролики подаются электрические импульсы, создающие отдельные сварные точки. Как и при непрерывной сварке, заготовки прокатываются плавно, давление в области шва – постоянно, что обеспечивает меньший износ электродов.

Для сплавов с алюминием применяют третий способ – пошаговую шовную сварку, которая сочетает импульсную подачу тока с прерывистым перемещением заготовок. Ток на электроды подается только тогда, когда они останавливаются.

Среди всех способов соединения заготовок именно роликовая сварка дает наиболее герметичный шов. Ввиду этого ее применяют для изготовления различных труб, резервуаров или баков.

Стыковая сварка

В отличие от точечной, стыковая контактная сварка – способ, при котором нагревается вся область соприкосновения деталей, зажатая между электродами. Существуют две разновидности этого способа – сварка сопротивлением и сварка оплавлением.

При сварке сопротивлением детали сначала плотно прижимают друг к другу, а затем через место их контакта пропускают ток. Когда область шва нагревается до размягчения, ток выключают и продолжают сжимать заготовки, осуществляя таким образом их осадку. Обработка прекращается тогда, когда шов затвердеет. Свариваемые поверхности должны быть идеально подогнаны и зачищены, не иметь неровностей, зазоров – это сделает шов непрочным, и трудно будет обеспечить его высокое качество. Сварку сопротивлением применяют для изделий из медных и алюминиевых сплавов, а также из низкоуглеродистой стали.

При сварке оплавлением область стыковки деталей разогревают электрическим током, после чего медленно сближают заготовки до полного их соединения и производят осадку. Такой метод хорош, если необходима сварка металлических листов из разных сплавов. Его плюс – быстрота и высокая производительность, минус – потери металла, который может частично разбрызгиваться или сгорать, будучи расплавленным.

Машины для контактной сварки

Сварочные аппараты разделяют на группы по следующим критериям:

  • Назначение: узкоспециальные машины, рассчитанные на работу с большими партиями однотипных деталей, или универсальные, которые обрабатывают малое количество заготовок, но легко поддаются перенастройке;
  • Тип механического блока, осуществляющего сжатие и усадку деталей. По этому признаку аппараты делятся на гидравлические, пневматические, пневмогидравлические, механические и другие;
  • По мобильности – передвижные, переносные, стационарные;
  • По способу сварки;
  • По типу блока питания: машины с выпрямителем или машины, работающие от переменного тока (однофазного, трехфазного).

Конкретный вид машины выбирается в зависимости от выполняемой задачи.

Расходные материалы

Наибольшему износу в сварочных аппаратах подвергаются электроды, которые постоянно испытывают механические и термические нагрузки. Изготавливаются они из чистой меди, либо из медных сплавов с алюминием, цинком, кадмием и другими металлами, повышающими прочность и упругость изделия. Подобные сплавы делятся на несколько типов:

  • Для работы при высокой температуре (около 500 градусов по Цельсию) и непрерывной подаче тока – такие электроды изготавливают из бронзы с добавлением никеля, кремния, циркония или хрома;
  • Для работы при температуре до 300 градусов, сварки цветных сплавов, низколегированных сталей применяются сплавы МС (легированные серебром) и МК;
  • Для работы при малых (до 200 градусов по Цельсию) температурах подходят сплавы бронзы с хромом и кадмием.
Читать еще:  Технология сварки листовых металлоконструкций из нержавеющей стали

Быстрее всего изнашиваются электроды конической и цилиндрической формы, медленнее всего – плоские и широкие, применяемые в машинах для рельефной сварки.

Технология контактной сварки

Технология контактной сварки включает в себя нагрев стыковочной кромки деталей в сочетании с механическим давлением. Для нагрева на электроды подается ток – непрерывно или импульсами.

Меры предосторожности

При работе с контактными сварочными аппаратами опасность представляет как раскаленный металл в области шва, так и движущиеся части, соприкосновение с которыми – прямая дорога к травмам. Опасно и напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора – оно составляет 220 или 380 В. Поэтому нельзя работать на машинах, у которых не заземлен корпус, плохо изолированы провода, или неисправна система жидкостного охлаждения. Категорически запрещено переключать ступени первичной обмотки, если аппарат не отключен от сети.

Все сварочные работы необходимо производить в защитных очках, во избежание попадания в глаза капель раскаленного металла. Для защиты от ожогов нужно носить спецодежду, брезентовые рукавицы и головной убор.

При контактной сварке обрабатываемая поверхность выделяет ядовитые пары – особенно, если детали имеют свинцовое или иное антикоррозионное покрытие. Требования техники безопасности предписывают, чтобы рабочее место было оборудовано вытяжкой – это предотвратит попадание паров металла, масел, угарного газа в дыхательные пути.

Подготовка поверхностей

Перед сваркой необходимо подготовить соединяемые поверхности. Подготовка заключается прежде всего в их зачистке от коррозии, грязи, машинного масла и других нежелательных наслоений. Для этого подойдет напильник, или насадка на дрель в виде щетки. Если места сваривания имеют неровности, их нужно выровнять и подогнать друг к другу. Особенно это важно для стыковой контактной сварки, где любой зазор может испортить шов, сделав его непрочным. При подгонке отрезков трубы для их выравнивания применяется фреза.

Дефекты сварки и контроль качества

Дефекты, возникающие в процессе контактной сварки, бывают двух типов:

  • Бракованные сварные узлы. Причин тому может быть несколько: чрезмерный нагрев стыковочной области, избыточное механическое давление, сбои в работе самого аппарата. Размеры сварной точки контролируют с помощью специальных шаблонов и измерительных приборов;
  • Брак сварного шва. Такое случается, если область стыковки деталей слишком узкая, или наоборот – широкая, если она содержит неровности, заусенцы, зазоры. Подобные дефекты можно определить путем визуального осмотра – невооруженным глазом, через лупу, с помощью проверки щупом или пробником. В случае необходимости шов просвечивают рентгеном.

Профилактика брака – грамотная работа не только во время сварки, но и перед ней, что включает выравнивание и зачистку контактной кромки.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Обозначение на чертеже видимого сварного шва, вне зависимости от способа сварки, выполняется сплошной основной линией, невидимого – штриховой линией. Видимая сварная точка отмечается знаком «+», выполненным сплошными основными линиями, невидимая – не отмечается никак. От изображения шва или точки, если они видимы, проводят выносную линию, которая заканчивается односторонней стрелкой.

Контактная сварка

Контактная сварка – это метод часто используемый в промышленности для соединения однотипных деталей.

Принцип работы контактной сварки – использование электрического тока высокого напряжения, который преобразуется в месте соединения в тепловую энергию и вместе с оказываемым на поверхности давлением обеспечивает появление надежного соединения.

Технология контактной сварки известна еще уже давно. Чтобы соединить металлические детали их нагревали, прижимали друг у другу и ковали кузнечным молотом.

По сути электрический ток создает тепловую энергию, необходимую для процесса, упрощая длительный и трудоемкий процесс нагрева. Неизменным в технологии остается необходимость создать достаточное для хорошего контакта между поверхностями давление.

Оно достигается с помощью механических частей такого аппарата. Получившийся шов при правильной технологии обеспечивает достаточную прочность и герметичность даже для очень интенсивных и постоянных нагрузок на деталь.

Контактно прессовая сварка (чаще ее называют просто контактной сваркой) применяется очень широко в любых видах работ, когда необходимо соединение металлических деталей с образованием шва высокой прочности, в частности – в авиастроении.

Для домашнего использования отлично подойдут инверторные аппараты, их можно подключать даже к обычной розетке. Принцип работы инверторного сварочного аппарата очень прост, с ним сможет справиться даже новичок.

А если вам нужен более универсальный аппарат, обратите внимание на сварочные полуавтоматы. Читайте здесь, как выбрать лучший сварочный полуавтомат.

Принцип работы аппаратов контактной сварки

Такие аппараты могут быть подвесными, стационарными и переносными, в зависимости от условий производства. Чаще всего аппараты имеют очень узкую специализацию, но есть и универсальные.

Электроконтактная сварка требует определенной подготовки, поэтому чаще всего применяется в промышленности. Реже используется ручная контактная сварка, подобные аппараты можно встретить в автомастерских и на стройплощадках.

  1. Механическая часть кроме электродов включает элементы для сжатия соединяемых поверхностей, роликов. На стационарных аппаратах для создания необходимого давления и проката изделия часто используется гидравлика.
  2. Электрическая часть состоит из сварочного трансформатора, прерывателя первичной цепи и других элементов, необходимых для подачи тока к месту соединения и создания необходимого напряжения в режиме переменного или постоянного тока.
  3. В сложных современных аппаратах много электроники, позволяющей использовать различные режимы контактной сварки и регулировать мощность подаваемого тока и другие параметры.

Хотите провести ремонт автомобиля, но нет сварочного аппарата? Некоторые операции можно сделать простыми химическими средствами, например ремонт бензобака холодной сваркой.

А вы знаете, что даже такие металлы как алюминий поддаются сварке? Читайте тут различные способы сварки алюминия.

В случаях, когда шовную сварку применить нет возможность, следует отдать предпочтение точечному методу. Узнайте детальнее про режимы точечной сварки по этому адресу.

В зависимости от области применения основные элементы могут иметь различную конструкцию.

Контактная сварка имеет некоторые ограничения по свариваемым металлам. Металлы небольшим переходным электрическим сопротивлением плохо поддаются сварке с помощью электрического тока.

Поэтому контактная сварка меди применяется редко – это очень энергозатратный и не самый эффективный метод соединения медных деталей.

Расходные материалы сварочного аппарата


Самый важный элемент сварочного аппарата – электроды или сварочная проволока. В процессе располагаются с одной или обеих сторон соединяемых деталей.

Односторонняя контактная сварка считается менее эффективной, ее применяют, когда нет возможности подвести электроды с двух сторон соединяемых деталей.

В этом случае ток замыкается по контуру поверхностей. Электроды в разных аппаратах имеют разнообразную форму, в зависимости от назначения оборудования.

При работе с подобными аппаратами используется припой для контактной сварки, чаще всего – медные, бронзовые сплавы с добавлением других металлов.

Изготовленные из тех же металлов, бронзовые, медные электроды для контактной сварки используются в аппаратах с расплавляемыми электродами, но такие выпускаются довольно редко.

Виды сварочных аппаратов


Контактная электрическая сварка может производиться с использованием различных технологий, в зависимости от имеющегося оборудования и металла соединяемых деталей:

  • Контактно точечная сварка применяется для соединения поверхностей небольшой площади, площадь соединения равна или не намного больше площади контактов.
  • Рельефная электрическая контактная сварка – более сложный метод. С помощью штамповки или иным способом на поверхностях образуются выпуклости, на которые подается высокое напряжение. Часто таким образом соединяют два листа металла внахлестку. Этот метод позволяет соединять одновременно довольно большие площади металла.
  • Контактная стыковая сварка часто применяется для соединения рельсов и труб. Электроды повторяют по форме соединяемые поверхности по форме, это обеспечивает качественное соединение однотипных деталей.
  • Шовная контактная сварка фактически представляет собой разновидность точечной. Контактные точки соприкасаются, образуя герметичный шов, или не соприкасаются. В этом случае прочность будет значительно меньше.

Также шовный вид называют «роликовая контактная сварка» – в процессе сварки применяются ролики-электроды, которые одновременно сваривают, сжимают и прокатывают соединяемые поверхности.

По технологии процесса соединения поверхностей различают виды контактной сварки оплавлением и оплавлением с подогревом. Контактная стыковая сварка оплавлением используется, если пластичность шва не имеет большого значения, этот метод становится все менее используемым.

Подогрев деталей делает шов более пластичным, кроме того, подготовительная работа, необходимая для получения прочного шва, намного легче. Перед соединением поверхности подогреваются с помощью переменного тока. Это позволяет соединять детали из разных металлов, сложной формы и большого размера.

Процесс сварки


Независимо от применяемой технологии сварка производится в несколько этапов:

  1. Соединяемые поверхности обрабатываются, чтобы получить более точное соприкосновение деталей. Электрическое напряжение на всей поверхности деталей должно быть одинаковым. Для этого поверхности делают как можно более ровными, обрабатывая их механически, с помощью травления, зачистки, рихтовки или обезжиривания.
  2. Затем детали зажимаются специальным механизмом или просто прижимаются в ручную – в этом случае качество шва будет ниже из-за недостаточного давления. Давление усиливает диффузию металла и позволяет создать однородный прочный шов.
  3. На соединяемые поверхности подается электрический ток, тепловая энергия расплавляет нужный участок металла, образуя жидкое ядро, в котором образуются связи между поверхностями. Давление, оказываемое на металл, препятствует выплескиванию жидкого ядра за пределы рабочей зоны.
  4. После выключения тока жидкое ядро остывает, образуя сварочный шов. По прочности он при соблюдении технологии не уступает металлу соединяемых деталей.
Читать еще:  Свидетельство об аттестации технологии сварки

Для работы с тугоплавкими и мягкими металлами лучше использовать плазменный аппарат. Такой аппарат для плазменной сварки способен работать с любыми металлами и поверхностями.

Нужно провести сварочные работы в домашних условиях? Узнайте из этой публикации можно ли пользоваться сварочным аппаратом дома.

В процессе проведения таких работ не забывайте о защите глаз. Детальнее про выбор маски сварщика хамелеон можно прочитать тут.

Разные металлы требуют обработки по специальной технологии, например, поверхности алюминиевых деталей нужно обрабатывать не ранее, чем за 10 часов до процедуры соединения.

Контактная сварка очень широкого применяется в промышленности, когда надо соединить множество однотипных деталей, для решения многих задач это один из самых экономичных и эффективных способов.

Основные плюсы такого метода: высокая производительность, возможность автоматизации и роботизации с относительно небольшими затратами и высокое качество самих соединительных швов, дающее возможность интенсивно использовать готовое изделие.

Технология контактной сварки

Контактная сварка является основным видом сварки давлением термомеханического класса. Она осуществляется с применением давления и нагрева места сварки проходящим через заготовки электрическим током.Основными видами контактной сварки являются стыковая, точечная и шовная.

Рассмотрим сущность процесса на примере стыковой контактной сварки (рис.1). Свариваемые заготовки 3, закрепленные в зажимах (электродах) 2 стыковой машины, сжимаются осевой силой Р. Электроды подключены к сварочному трансформатору 5, при включении которого через заготовки протекает сварочный ток. Он нагревает заготовки, причем наибольшее количество теплоты выделяется в месте контакта 6 (отсюда название способа) между заготовками, так как сопротивление контакта является наибольшим во вторичной цепи и вот почему: действительное сечение контакта значительно меньше сечения заготовок за счет касания заготовок только по выступам поверхностей; на поверхности металла имеются пленки оксидов и загрязнений с малой электропроводимостью.

Рис.1. Схема контактной стыковой сварки:

1 — неподвижная плита; 2 — зажимы (электроды); 3 — заготовки; 4 — подвижная плита; 5 — сварочный трансформатор; 6 — контакт

Количество выделяемой теплоты Q(Дж) определяется законом Джоуля-Ленца: Q = I2Rt

где I — сварочный ток, A; R — сопротивление контакта, Ом; t — время протекания тока, с.

Простой анализ этой формулы показывает, что эффективный нагрев места сварки может быть получен при больших значениях сварочного тока, так как оно входит в выражение во второй степени. Действительно, сварочный ток при контактной сварке может достигать тысяч и даже десятков тысяч ампер.

Нагрев металла приводит к повышению его пластичности . В результате под действием осевой силы происходит пластическая деформация. Микронеровности поверхности сминаются, пленки разрушаются, поверхностные атомы сближаются до расстояний, соизмеримых с параметром кристаллической решетки, что обеспечивает возможность образования межатомных связей.

Контактная сварка осуществляется без расплавления и с расплавлением металла. Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния называют сваркой сопротивлением, стыковую сварку с разогревом стыка до оплавления — сваркой оплавлением. Различие этих способов может быть объяснено с использованием циклограмм процессов, которые представляют собой графическое изображение изменения во времени параметров процесса сварки.

При сварке сопротивлением (рис. 2, а) заготовки сначала сжимают усилием, обеспечивающим образование физического контакта свариваемых поверхностей, а затем пропускают сварочный ток. После разогрева места сварки происходит осадка и образуется соединение в твердой фазе. Для обеспечения равномерного нагрева по всему сечению поверхности заготовок тщательно подготовляют. Необходимость обеспечения равномерного нагрева ограничивает возможность применения сварки сопротивлением только для деталей небольшого (площадью до 200 мм2) и простого сечения (круг, квадрат).

Рис. 2. Циклограммы контактной стыковой сварки:

а — сопротивлением; б — оплавлением; I — сварочный ток; Р — усилие сжатия; S — перемещение подвижной плиты; t – время

Сущность сварки оплавлением (рис. 2, б) заключается в том, что свариваемые заготовки сближают при включенном сварочном трансформаторе. Касание поверхностей происходит по отдельным выступам. Ввиду того, что площадь образовавшихся контактов очень небольшая, плотность тока, протекающего через эти контакты, настолько велика, что происходит мгновенное оплавление металла с образованием жидких перемычек, которые под действием паров металла разрушаются.Часть металла в виде искр выбрасывается из стыка. Вместе с жидким металлом выбрасываются загрязнения, которые присутствуют на поверхности заготовок.

Продолжающееся сближение заготовок приводит к образованию новых перемычек и их оплавлению. Непрерывное образование и разрушение контактов-перемычек между торцами приводит к образованию на торцах слоя жидкого металла. После оплавления торцов повсей поверхности осуществляют осадку. При осадке жидкий металл из стыка выдавливается наружу и, затвердевая, образует грат.

Рис. 3. Схема точечной сварки:

1 — электроды; 2 — заготовки; 3 — сварная точка

Обычно грат удаляют в горячем состоянии. Сварка оплавлением может быть прерывистая и непрерывная. При прерывистом оплавлении заготовки под током приводят в соприкосновение и вновь разводят. Образующийся при разведении электрический разряд между торцами заготовок оплавляет торцы. После нескольких повторных замыканий на торцах образуется слой жидкого металла. При включении механизма осадки жидкий металл выдавливается из стыка, торцы приходят в соприкосновение и образуется сварное соединение.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением: торцы заготовок перед сваркой не требуют тщательной подготовки, можно сваривать заготовки с сечением сложной формы и большой площадью, а также разнородные металлы.

Стыковую сварку оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 100 000 мм2. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы.

Точечную сварку применяют преимущественно при соединении листовых заготовок. Свариваемые заготовки 2 собирают внахлестку (рис. 3), сжимают между двумя медными электродами 1 и пропускают электрический ток (от сварочного трансформатора). При протекании тока выделяется теплота в заготовках и электродах. В связи с тем, что наибольшим электрическим сопротивлением обладает контакт между заготовками и электроды, как правило, охлаждаются водой и отводят теплоту с поверхности заготовок, происходит интенсивный нагрев металла только в месте контакта. Здесь металл расплавляется и появляется жидкое ядро, которое затвердевает после выключения сварочного тока, образуя сварную точку 3.

Рис. 4. Стадии цикла и циклограммы точечной сварки:

а — без увеличения давления; б — с увеличением давления при проковке: 1 — сжатие деталей; 2 — включение тока; 3 — проковка; 4 — снятие давления с электродов

Кристаллизация металла происходит при сохраняющемся давлении электродов, что предотвращает образование в ядре точки дефектов усадочного характера- пор, трещин, рыхлот. В некоторых случаях давление в конце цикла сварки увеличивают, осуществляя «проковку» металла. Стадии цикла и циклограммы точечной сварки без проковки и с проковкой показаны на рис. 4.

Передсваркойконтактные поверхности деталей зачищают металлической щеткой, пескоструйной обработкой или травлением и обезжиривают растворителями. Это необходимо для обеспечения стабильного процесса, который зависит от постоянства контактного сопротивления.

Т очечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней (рис. 3) и односторонней (рис. 5). При односторонней сварке ток течет через верхний 3 и нижний 4 листы, но нагрев места контакта происходит только за счет тока, протекающего через нижний лист. Для увеличения этого тока снизу располагают токопроводящую медную подкладку 5. Одновременно происходит образование двух точек.

Рис. 5. Односторонняя точечная сварка:

1 — сварочный трансформатор; 2 — электроды; 3 — верхняя заготовка; 4 — нижняя заготовка; 5 — медная подкладка

Рис. 6. Рельефная сварка:

1 — плоский электрод; 2 — заготовка; 3 — выступ

В многоточечных сварочных машинах, предназначенных для изготовления специальных сварных конструкций (элементы кузовов автомобилей, вагонов, различных панелей) одновременно сваривается несколько точек (или несколько десятков точек).

Режим точечной сварки может быть мягким и жестким. Мягкий режим характеризуется плавным нагревом заготовок сравнительно небольшим током. Время протекания тока обычно 0,5 — 3 с. Мягкие режимы применяют для сварки сталей, склонных к закалке.

Жесткие режимы осуществляют при малой продолжительности (0,1 — 1,5 с) тока относительно большой силы. Давление электродов также большое.Эти режимы применяют при сварке алюминиевых и медных сплавов, обладающих высокой теплопроводностью, а также высоколегированных сталей с целью сохранения коррозионной стойкости: на мягких режимах возможно обеднение металла хромом за счет образования карбидов хрома.

Читать еще:  Технология газовой сварки цветных металлов

Точечную сварку широко используют для изготовления штампосварных конструкций. Толщина свариваемых металлов в среднем составляет 0,5—8 мм. Для осуществления точечной сварки все более широкое использование получают сварочные роботы.

Разновидностью точечной сварки является рельефная сварка (рис.6), при которой между плоскими электродами 1 зажимают заготовки 2, на одной из которых заранее подготовлены (отштампованы) выступы 3. Эти выступы обеспечивают высокую плотность тока и концентрированный нагрев в месте контакта, который приводит к плавлению металла и образованию сварных точек.

Рис. 7. Схема шовной сварки:

1 — заготовки; 2 — сварочные электроды (ролики); 3 — сварной шов

Шовную сварку выполняют непрерывным швом вращающимися дисковыми электродами. На рис. 7 показана схема шовной сварки. Заготовки 1, как и при точечной сварке, собирают внахлестку и зажимают между электродами 2, которые выполнены в виде роликов. Они передают усилие заготовкам, осуществляют подвод тока и перемещение заготовок.При движении заготовок между роликами образуются перекрывающие друг друга сварные точки, в результате чего получается сплошной герметичный шов 3.

Шовную сварку можно осуществлять при одностороннем и двустороннем положении электродов.

Шовную сварку выполняют с непрерывным включением тока (рис. 8, а), с прерывистым включением тока (рис. 8, б), а также, впрочем, весьма редко, с прерывистым вращением роликов и остановкой их в момент включения сварочного тока.

Шовную сварку применяют при изготовлении различных емкостей с толщиной стенки 0,3 — 3 мм, где требуются герметичные швы — бензобаки, трубы, бочки, сильфоны и др.

Конденсаторная сварка представляет собой один из видов сварки запасенной энергией. Энергия накапливается в конденсаторах при их зарядке от источника постоянного напряжения (выпрямителя), а затем в процессе разряда преобразуется в теплоту, используемую для сварки. Эта теплота выделяется в контакте между соединяемыми заготовками при протекании тока, поэтому конденсаторную сварку можно отнести к способам контактной сварки.

Существуют два вида конденсаторной сварки: бестрансформаторная и трансформаторная (рис. 9). При бестрансформаторной ударной сварке конденсатор подключен непосредственно к свариваемым заготовкам. Разряд конденсатора происходит в момент удара заготовки 3 по заготовке 4. Разряд оплавляет торцы заготовок, которые свариваются под действием усилия осадки.

Рис. 8. Циклограммы шовной сварки:

а — непрерывное выключение тока; б — импульсное включение тока; 7 — сварочный ток; Р — давление; S — перемещение роликов; t – время

При трансформаторной конденсаторной сварке конденсаторы разряжаются на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые между электродами заготовки. Бестрансформаторная сварка используется в основном для стыковой сварки, трансформаторная — для точечной и шовной.

Преимуществами конденсаторной сварки являются: точная дозировка энергии (за счет изменения емкости конденсаторов и напряжения зарядки), малое время протекания тока (0,001 — 0,0001 с) при высокой плотности тока, возможность сварки материалов очень малых толщин (от нескольких микрометров до 1 мм), невысокая потребляемая мощность (0,2 — 2 кВА). Конденсаторную сварку применяют в основном в приборостроении, радиоэлектронике.

Рис. 9. Схемы конденсаторной сварки:

а — бестрансформаторная с разрядом на изделие; б — с разрядом на первичную обмотку трансформатора; 1 — пружина; 2 — защелка; 3 и 4 — заготовки; С — конденсатор; В — выпрямитель; Т — трансформатор

Общая информация о точечной сварке

Контактная точечная сварка — один из самых популярных методов сварки. Он позволяет быстро и качественно соединить тонкие металлы. В этой статье мы расскажем, что такое точечная сварка, какова технология контактной точечной сварки и какие дефекты могут получиться, если выполнить сварку неправильно.

Общая информация

Точечная контактная сварка — это одна из разновидностей контактной сварки. Помимо точечной есть еще стыковая, шовная и прочие типы контактной сварки, но именно точечная получила наибольшее распространение, так что о ней и поговорим в этой статье. Точечная контактная сварка применяется во многих сферах: от строительства до авиастроения. Так, например, при конструировании современных лайнеров на корпусе располагаются миллионы точек, образующих прочный шов.

Принцип работы прост: с помощью электрического разряда металл нагревается в определенной точке до температуры своего плавления. Одновременно с этим две детали прижимаются друг к другу с определенной силой. Под действием температуры и механической нагрузки детали соединяются между собой. Образуется очень эстетичный и надежный шов.

Многоточечная сварка отличается от других видов контактной сварки некоторыми особенностями. Прежде всего, точечный метод позволяет существенно сократить время сварки (одна «точка» шва формируется за долю секунды), при этом в работе используют большие значения сварочного тока (более 1000 ампер), также устанавливают маленькое напряжение (не более 10 ватт), зона плавления небольшая (от нескольких мм до 1-2 сантиметров), используется значительная механическая нагрузка, которая может доходить до нескольких сотен килограмм.

В большинстве случаев точечная сварка применяется, когда нужно внахлест соединить тонкий листовой металл или стержневые материалы. Точечная сварка способна соединить металл толщиной от 1 миллиметра до 3 сантиметров, но такие показатели избыточны и на практике вам не придется сваривать детали толще 5-7 миллиметров. По этой причине точечная сварка отлично подходит для кузовных работ.

Достоинства и недостатки

Большая популярность точечной сварки своими руками обуславливается множеством достоинств. Для работы вам не нужны электроды, проволока, флюсы и так далее. А это экономит не только время, но и финансы. Также деформация металла незначительная и то лишь в местах «точек», аппаратом для точечной сварки очень удобно работать, с этой задачей справится даже новичок. Сам шов получается очень аккуратным, рабочий процесс дешевле аналогов, его можно легко автоматизировать. Именно многоточечная сварка способна выполнять огромный объем работы, формируя до нескольких сотен сварных «точек» в минуту.

Недостатки незначительные и их немного. Швы, выполненные методом точечной сварки, не обладают такой хорошей герметичность, как соединения, выполненные с помощью электродов, например. Также в зоне формирования «точки» может быть избыточное напряжение, за этим нужно следить.

Технология сварки

Технология контактной точечной сварки состоит из трех этапов, которые мы подробно опишем. Сначала детали подготавливают (об этом мы поговорим далее более подробно). Затем детали располагаются под жалом сварочного аппарата и подвергаются сжатию, в итоге поверхность металла деформируется, образуется небольшое углубление — точка. Затем подается электрический ток, металл нагревается, плавится и в «точке» образуется так называемое жидкое ядро. Постепенно ток проникает через все ядро, и оно увеличивается в размерах. «Точка» становится частью сварного шва. А благодаря предварительной деформации деталей металл не разбрызгивается при плавлении и шов получается аккуратным, его не нужно зачищать.

Затем подача тока приостанавливается, металл охлаждается и кристаллизируется. Жидкое ядро становится литым. Но есть нюанс: при охлаждении ядро может несколько уменьшиться в размере и образуется остаточное напряжение. Оно нежелательно, с ним можно бороться разными методами. Мы рекомендуем перед завершением процесса сварки прижать детали посильнее друг к другу, чтобы как следует их прокалить и сделать шов более однородным. В остальном точечная сварка своими руками очень проста и не требует от сварщика высокой квалификации.

Подготовка металла

Точечная сварка своими руками, как и любой другой метод сварки, требует предварительной подготовки металла. Для этого нужно зачистить места будущего шва от загрязнений, коррозии и окисной пленки (если имеется). Если этого не сделать, то мощность будет утеряна при сварке и увеличится степень износа сварочного аппарата. Чтобы зачистить металл используйте метод пескоструйной очистки, болгарку с металлической щеткой или наждачкой. Также можно деталь небольшого размера травить в специальном растворе.

Отдельно обратите внимание на подготовку алюминия и его сплавов. На поверхности этого металла есть толстая оксидная пленка, которая препятствует полного прогреву и провару детали. Так что тщательно удалите ее перед началом работ. Это особенно важно, если предстоит сварка особо важных конструкций.

Оборудование для сварки

Для точечной сварки своими рукамивам понадобится оборудование. Можно использовать аппарат, работающий на постоянном или переменном токе, аппарат конденсаторного типа или оборудование, работающее на низкой частоте. Все эти типы отличаются силовым электрическим контуром и формой сварочного тока. Также у каждого типа есть свои плюсы и минусы, не слушайте тех, кто говорит вам о превосходстве того или иного оборудования. Мы в своей практике используем аппарат, работающий на переменном токе, это самый распространенный вариант. Вы можете выбрать и другой тип оборудования.

Обратите внимание на современную сварку TIG LORCH, она очень технологична.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector