Контактные способы сварки точечная шовная

Способы сварки давлением. Контактная сварка. Стыковая, точечная, шовная сварки. Сущность, схемы, параметры режима, область применения

Лекция 16. Способы сварки давлением. Контактная сварка. Стыковая, точечная, шовная сварки. Сущность, схемы, параметры режима, область применения.

К способам сварки давлением относятся: контактная, газопрессовая, диффузионная, ультразвуковая, сварка взрывом, трением, холодная сварка.

Контактная сварка – способ соединения деталей путем нагрева их проходящим током до пластического или жидкого состояния с последующей осадкой – сдавливанием заготовок.

При прохождении электрического тока по свариваемым деталям количество выделяемой теплоты определяется законом Джоуля-Ленца:

, кал

где: I– сварочный ток, А; R– суммарное сопротивление сварочной цепи, Ом; t– время протекания тока, сек.

Особенностью контактной сварки является применение кратковременных (доли секунды) импульсов сварочного тока большой силы (иногда до 100000 А) при напряжении 0,3–10 В.

Сопротивление сварочной цепи складывается из сопротивления нагреваемых участков детали Rд, контактного сопротивления соединяемых деталей Rк и контактного сопротивления между электродами и деталями Rэл. Сопротивления вторичной обмотки трансформатора, токоподводящих шин и электродов, входящих в сварочную цепь, малы, и ими можно пренебречь. Сопротивления различных участков сварочной цепи неодинаковы, поэтому неодинаковая и выделяемая ими теплота. Так, в месте контакта свариваемых деталей, где сопротивление максимально, выделяется наибольшее количество теплоты, и металл в этом месте быстро нагревается до необходимой температуры. Когда детали нагреются до пластического состояния или оплавления, к ним прикладываются усилия осадки, и детали свариваются.

Основными способами контактной сварки являются: стыковая; точечная; шовная.

1.1. Стыковая сварка

Стыковая сварка – вид контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Применяется при сварке деталей круглого, квадратного, трубчатого поперечного сечения из углеродистых и нержавеющих сталей, меди, латуни.

Свариваемые детали закрепляют в медных зажимах стыковой машины с усилием РЗ. Один из зажимов установлен на подвижной плите, перемещающейся по направляющим станины, а второй зажим на неподвижной плите. Вторичный виток сварочного трансформатора (вторичная обмотка состоит из одного или двух витков) соединен с зажимами медными гибкими шинами. Питание трансформатора осуществляется от сети переменного тока. Перемещение плиты и сжатие свариваемых деталей осуществляется механизмом осадки РОС.

Различают стыковую сварку сопротивлением и стыковую сварку оплавлением.

Стыковая сварка сопротивлением

Торцы заготовок тщательно зачищают, заготовки прижимают одна к другой усилием РС, обеспечивающим образование физического контакта свариваемых поверхностей, и включают ток. После нагрева металла в месте контакта до пластического состояния усилие прижима заготовок повышают до значения РОС – происходит осадка. Осадку начинают при включенном токе и завершают при выключенном. Место соединения после сварки имеет заметное утолщение – грат. Оно получается в результате пластического деформирования металла стыка.

Напряжение колеблется от 5 до 15 В. Давление, создаваемое при осадке РОС=30–50 МПа, рабочий ток 40–50 А/мм2, вылет заготовок (l) для стали 0,5d, для цветных металлов 2d.

При сварке сопротивлением требуется тщательная подготовка свариваемых поверхностей с обеспечением плотного прилегания одной поверхности к другой.

При сварке сопротивлением обеспечивают равновеликие площади деталей в месте сваривания. Это обеспечивает равномерный нагрев стыка в месте сварки и получение качественного сварного соединения.

Стыковая сварка оплавлением

Применяется непрерывное и прерывистое оплавление.

Стыковая сварка с непрерывным оплавлением. Состоит из двух стадий: оплавления и осадки. Включают ток IОП и заготовки медленно сближают. При этом торцы заготовок касаются в нескольких точках. В результате прохождения тока высокой плотности через микронеровности, они мгновенно расплавляются, выбрасывая из стыка мелкие капли расплавленного металла. При дальнейшем сближении заготовок на их торцах возникает тонкий слой расплавленного металла. Затем производят осадку усилием РОС при токе IОС и завершают осадку при выключенном токе.

IОП=10–25 А/мм2, IОС в 2–3,5 раза больше. Скорость сближения деталей 0,8–2,5 м/сек, РОС=30–50МПа.

Стыковая сварка с прерывистым оплавлением. Применяют в том случае, когда мощность оборудования недостаточна для сварки непрерывным оплавлением. Свариваемые заготовки периодически замыкают и размыкают при включенном токе IОП, добиваясь оплавления всего сечения торцов. Выдержка при замыкании 0,5–3 сек, при размыкании 2–6 сек. Затем включают ток осадки IОС и ведут осадку с усилием РОС. В конце процесса сварки ток выключают, давление снимают.

При стыковой сварке оплавлением поверхности стыка не требуют особой подготовки, в процессе оплавления выравниваются все выступы и неровности стыка, окислы и загрязнения удаляются вместе с расплавленным металлом. Недостатком способа сварки оплавлением является повышенный расход материалов на оплавление и осадку (припуск 4–18 мм), а также загрязнение машины окислами металлов и шлаком. Трудно наблюдать за процессом из-за сильного искрообразования.

Области применения различных способом стыковой сварки

Источник

Контактная сварка

Содержание:

Контактная сварка является востребованной технологией, которую активно используют в производственных и бытовых условиях. Во время нее производится соединение металлических изделий с использованием сильного нагревания и давления. В результате образуется прочное сварное соединение с ровной поверхностью.

Этот вид сваривания применяется для соединения однотипных изделий, тонких деталей. Несмотря на то, что данный метод уже длительное время применяется в разных областях производства, необходимо изучить его важные особенности и характеристики.

Общая информация

Что такое контактная сварка? А именно что лежит в основе данной технологии? Во время ее проведения производится соединение друг с другом металлических деталей. Этот процесс осуществляется за счет нагревания областей контакта деталей электрическим током с высокой величиной. Дополнительно для усиления сваривания применяется давление, которое осуществляет сжатие деталей с последующим расплавлением и охлаждением области сваривания.

Обычно контактную технологию применяют для однотипных изделий. Ее принцип основывается на преобразовании электрического напряжения в тепловую энергию в области соединения, именно она вместе с давлением образует прочное соединение. Применение электрического тока намного упрощает нагревание. Во время сварки должно создаваться необходимое давление, оно сможет обеспечить хороший контакт между поверхностями.

Обратите внимание! Давление, которое оказывается в процессе контактного сваривания, создают определенные механические части сварочного оборудования. Если технология будет осуществляться в соответствии со всеми правилами, то в итоге можно получить прочный, качественный и ровный шов.

Преимущества и недостатки

Сварка нержавейки и других металлов контактной сваркой является востребованной технологией. Она применяется в разных областях промышленности, и ее распространенность объясняется целым рядом преимуществ:

1. Использование этого метода сваривания обеспечивает высокую скорость. По сравнению с другими сварками контактная технология создает прочный шов достаточно быстро.
2. Одна сварочная точка может создаваться за 0,1 секунды. Если выполнить нехитрые расчеты, то можно будет узнать, что профессиональный сварщик за 1 минуту способен будет сделать до 600 соединений.
3. Для выполнения контактного сварочного процесса не нужно использовать электроды, присадочную проволоку, флюсы и другие расходные материалы. Это позволяет существенно сэкономить финансы.
4. Деформирование металла не большое. Оно наблюдается только в местах точек.
5. Процесс сваривания контактным способом достаточно простой, с ним смогут справиться даже новички и специалисты со средней квалификацией.
6. Контактные электроды изнашиваются длительное время, они имеют длительный срок службы.
7. При проведении сварочных работ риск возгорания совсем минимальный, по этой причине этот метод считается самым безопасным.
8. Контактная технология не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Поэтому ее называют экологически чистой.

Но все же имеются некоторые недостатки, которые обязательно нужно учитывать при проведении контактного сваривания:

• для проведения сварочных работ требуется дорогостоящее оборудование, которое может себе позволить не каждый;
• стоит учитывать, действие тока при контактной сварке должно быть высоким — от 1000 Ампер. Это означает, что питание от электрических станций или других источников электроэнергии должно быть мощным;
• швы, выполненные при помощи контактного метода, обладают не такой герметичностью, как, к примеру, соединения сделанные технологиями с использованием электродов;
• сварщик при проведении контактной сварки обязательно должен тщательно следить за напряжением в области сваривания, оно не должно быть чрезмерным.

Принцип работы оборудования

Для проведения контактного сваривания могут применяться разные аппараты. В зависимости от условий оборудование может быть подвесным, стационарным или переносным. Часто приборы имеют узкую специализацию, но в продаже встречаются универсальные устройства.

Контактная сварка нержавеющей стали и других видов металла требует от сварщика определенной подготовки, специальных навыков, поэтому ее часто используют на производствах. Особой популярностью пользуется электросварка, а вот ручные методы применяются намного реже, данные аппараты обычно встречаются в автомастерских и на строительных площадках.

Стоит отметить! Каждый сварщик обязательно должен знать какое действие электрического тока используется при контактной сварке. Как было указано выше, оно не должно быть меньше 1000 Ампер, желательно больше. Этот показатель обеспечивает высокую скорость и производительность сварочного процесса.

Устройство контактной сварки состоит из следующих важных компонентов:

1. Механические элементы. Они помимо электродов включают компоненты для сжатия свариваемых частей, роликов. На стационарных приборах для создания требуемого давления, проката металлических заготовок применяется гидравлика.
2. В основе электрической части лежит трансформатор сварочного типа. Также в ее состав входят прерыватели цепи и другие необходимые компоненты, которые подают ток к сварной зоне, создают требуемое напряжение в режиме переменного или постоянного тока.
3. В сложном оборудовании предусмотрено много электроники, которая позволяет применять разные режимы контактной технологии. Также при помощи него можно регулировать ток контактной сварки и другие важные операции.

Виды контактной сварки

Виды контактной сварки имеют характерные отличительные особенности, которые обязательно нужно учитывать при проведении любого из методов. Они могут влиять на качество и вид сварного шва.

Точечная

Рассматривая способы контактной сварки, особое внимание стоит уделить точечному методу. Во время его проведения сваривание может производиться в одной или нескольких точках металлической поверхности.

Прочность и качество соединения зависит от нескольких факторов:

• форма и размер используемого электрода;
• показатель силы тока;
• сила давления;
• длительность рабочего процесса;
• степень очищения поверхности металлической детали.

Современное сварное оборудование обладает высокой мощностью и скоростью. Они способны за минуту производить в минуту до 600 сварных соединений. Именно по этой причине данная технология применяется для сваривания частей электроники, кузовных компонентов автомобилей, самолетов, сельскохозяйственной техники. Помимо этого этот метод нашел применение во множестве других областей промышленности.

Рельефная

Контактная рельефная сварка по принципу работы похожа на точечную технологию. Но все имеется характерное отличие — сварное соединение и электрод обладают схожей, рельефной формой. Рельефность придает естественная форма детали, также она может достигаться за счет применения специальных штамповок.

Данная технология используется практически во всех областях промышленности. Также она может применяться в качестве дополнения, для сваривания рельефных деталей. При помощи этого метода часто производиться прикрепление кронштейнов и опорных деталей к заготовкам с плоской формой.

Шовная

Шовная контактная сварка нержавейки или многоточечная технология создает несколько соединений, которые располагаются близко или с перекрытием, формирую единое монолитное соединение. Если между точками находится перекрытие, то шов получается прочным и герметичным. Если же точки находятся близко друг другу, то соединение выходит не герметичным.

В промышленности этот метод применяется редко. Обычно используется перекрывающийся, герметичный шов. При помощи него создают баки, бочки, баллоны и другие подобные емкости.

Стыковая

Во время данной технологии при соединении детали плотно прижимаются друг к другу. После выполняется оплавление всей плоскости контакта. Этот метод имеет подвиды, которые подбираются в зависимости от типа, толщины металла, а также от требуемого качества соединения.

Важно! Самым простым способом считается сварка оплавлением, она предназначена для изделий из легкоплавкого металла с небольшой площадью пятна контакта. Технология с оплавление и плавлением с подогревом подходит для более прочных металлических элементов с огромным сечением.

Процесс сварки

Контактное сваривание имеет важные особенности и нюансы, которые обязательно должны соблюдаться при проведении процесса. Но как показывает практика, чтобы выполнить этот метод не обязательно иметь большой метод, с технологией смогут справиться даже новички.

Но все же в этом деле потребуется знание алгоритма сварочной технологии:

1. На начальном этапе сварные поверхности требуется очистить, тщательно обработать. Это необходимо для получения прочного и качественного соединения.
2. При сваривании показатель электрического напряжения на поверхности деталей должен быть одинаковым. Для этого поверхности максимально выравнивают. Они обрабатываются механически, при помощи травления, зачистки, рихтования или обезжиривающих средств.
3. После детали следует плотно прижать. Это можно выполнить с помощью механизмов или вручную, но в данном случае качество соединения выйдет не таким хорошим из-за недостаточного давления.
4. Затем при помощи оборудования подается ток на поверхность деталей. Сварщик обязательно должен знать какое действие тока используется при контактной сварке, если он хочет получить прочный и качественный шов.
5. Выделяемая тепловая энергия от электрического тока производит расплавление требуемой области металла. Она образует жидкое ядро, в котором возникают связи между поверхностями.
6. Давление, которое подается на металл, предотвращение вытекание жидкого металла за пределы рабочей области.
7. После прекращения подачи тока жидкое ядро быстро остывает. Оно образует качественное сварное соединение. Шов выходит прочным, ровным и износостойким.

Обозначение на чертежах

Иногда для проведения технологии может потребоваться чертеж или схема контактной сварки. На ней должны быть правильные обозначения параметров и важных критериев этого метода. Ниже имеется фото со схемой данной технологии.

Сварщик должен взять на заметку несколько важных обозначений:

• на схеме видимый шов отмечается сплошной линией;
• невидимое соединение — штриховой линией;
• видимая сварная точка обозначается знаком плюс — «+». Оно выполняется основными сплошными линиями;
• невидимая точка никак не отмечается.

Сварка, при которой используется контакт в виде электрического тока и давления — востребованная технология, при помощи которой можно создавать прочные и качественные соединения. Она применяется во многих областях промышленности, включая машиностроение, сельское хозяйство.

Этот способ подходит для изделий из разных металлов, сталей, нержавейки, с ним легко работать, и он безопасен для человека и окружающей среды. Но все же перед тем как приступать, стоит заранее узнать, какое действие тока при контактной сварке должно применяться, именно от этого зависит качество работ.

Интересное видео

Источник