Кто впервые предложил способ контактной сварки

Кто впервые предложил способ контактной сварки

КОНТАКТНАЯ СВАРКА

Контактная сварка — это процесс образования соединения в результате нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Родоначальник контактной сварки — английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин), который в 1856 г. впервые применил стыковую сварку. В 1877 г. в США Элиху Томсон самостоятельно разработал стыковую сварку и внедрил ее в промышленность. В том же 1877 г. в России Н.Н.Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной (роликовой) сварки. На промышленную основу в России контактная сварка была поставлена в 1936 г. после освоения серийного выпуска контактных сварочных машин. С помощью контактной сварки изготавливают до 90 % конструкций, свариваемых давлением, и около 50 % всех сварных конструкций. Это объясняется преимуществами контактной сварки перед другими способами: высокой производительностью (время сварки одной точки или стыка составляет 0,02. 1,0 с), малым расходом вспомогательных материалов (воды, воздуха), высоким качеством и надежностью сварных соединений при небольшом числе управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации сварщика. Это экологически чистый процесс, легко поддающийся механизации и автоматизации.

Недостатки контактной сварки: относительная сложность оборудования, трудность неразрушающего контроля сварных соединений.

СПОСОБЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Основные способы контактной сварки — это точечная, шовная (роликовая) и стыковая сварка. При точечной сварке детали соединяются на отдельных участках их соприкосновения — точках (рис. 144, а). Детали собирают внахлестку, сжимают между электродами из медных сплавов, подключенными ко вторичной обмотке сварочного трансформатора, и пропускают через место сварки короткий импульс тока /св. В контакте между деталями металл расплавляется, образуется ядро сварной точки. Под действием сжимающего усилия происходит пластическая деформация металла, по периметру ядра образуется уплотняющий поясок, предохраняющий ядро от окисления и от выплеска. Шовная сварка происходит так же, как и точечная. Разница между ними в том, что при шовной сварке детали зажимаются между электродами-роликами (рис. 144, б), которые в процессе сварки вращаются, перемещая свариваемые детали. Импульсы сварочного тока следуют один за другим с установленной паузой между ними. Совокупность многих точек, взаимно перекрывающих друг друга, образует сплошной сварной шов.

Точечную и шовную сварку можно производить и с односторонним подводом сварочного тока, устанавливая оба электрода с одной стороны детали. С обратной стороны устанавливают медную подкладку. Сваривают одновременно две точки или два шва. Применяют одностороннюю сварку при затрудненном доступе к обратной стороне детали и для повышения производительности труда. Разновидность точечной сварки — рельефная сварка. Для ее выполнения на одной из деталей штампуют выступ-рельеф. На рельеф укладывают вторую деталь и производят сварку. Это обеспечивает более концентрированный нагрев в зоне контакта деталей. При образовании сварного ядра рельеф сминается. Рельеф можно выполнять в виде длинного бугорка-валика. Тогда можно выполнять рельефную роликовую сварку. Точечной сваркой выполняют только нахлесточные соединения, роликовой, кроме нахлесточного, можно сваривать и стыковые. Для этого на стык листовых деталей накладывают с обеих сторон полоски тонкой (0,3. 0,5 мм) фольги из материала свариваемых деталей и сваривают стык с полным проплавлением его толщины.

При стыковой сварке (рис. 144, в) соединяют прутки, профильный прокат, трубы по всей площади их торцов. Детали зажимают в электродах-губках, затем прижимают друг к другу соединяемыми поверхностями и пропускают сварочный ток. Различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением.

При сварке сопротивлением детали прижимают с большим усилием (2. 5 кгс/мм2). Сварочный ток нагревает детали до температуры 0,8. 0,9 от температуры плавления. В стыке происходит пластическая деформация, соединение образуется без расплавления металла. Этим способом не всегда удается обеспечить равномерный нагрев деталей большого сечения по всей площади и достаточно полно удалить из стыка деталей окисные пленки. Поэтому стыковую сварку сопротивлением применяют только для соединения деталей малого сечения (до 200. 300 мм2): проволок, труб, стержней из малоуглеродистых сталей.

При сварке оплавлением детали прижимают друг к другу очень малым усилием при включенном сварочном трансформаторе. Отдельные контакты поверхностей мгновенно оплавляются, возникают новые контакты, которые оплавляются тоже. Под действием электродинамических сил жидкие прослойки металла оплавленных контактов вместе с окислами и загрязнениями выбрасываются из стыка деталей. Поверхности постепенно оплавляются, после чего усилие сжатия резко увеличивают — происходит осадка. При этом в течение 0,1 с через стык еще пропускают ток. Жидкий металл вместе с оставшимися окислами вытесняется из зоны стыка в грат — соединение образуется между твердыми, но пластичными поверхностями. При сварке оплавлением химически активных металлов зону соединения защищают инертными газами.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Машины для контактной сварки бывают стационарными, передвижными и подвесными (сварочные клещи). По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора. По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки.

Машины для точечной сварки типа МТ отличаются большим разнообразием мощности (от 14 до 1000 кВ-А), усилия сжатия (100. 20 000 кгс) и силы сварочного тока (6. 30 кА). Их максимальная производительность 250 точек в минуту.

Машины для рельефной сварки (сварочные прессы) отличаются от точечных машин наличием контактных плит вместо электродов и меньшей длиной вылета консолей, на которых эти плиты установлены. В среднем эти машины имеют мощность и усилие сжатия больше, чем точечные машины, так как по рельефам можно сваривать одновременно несколько точек.

Машины для шовной сварки типа МШ переменного тока и типа МШВ с выпрямлением тока во вторичном контуре отличаются более жесткой станиной и более высоким сварочным током (16. 120 кА). Скорость сварки обеспечивается в пределах 0,1. 4,8 м/мин.

Машины для стыковой сварки типов МС, МСС, МСР, МСО отличаются большим разнообразием конструктивного выполнения и назначения. Мощность их может быть от 3 до 450 кВ-А, они способны сваривать детали сечением от 10 до 70 000 мм2. Особую группу составляют машины для стыковой сварки рельсов, обечаек и трубосварочные агрегаты типа «Север», применяемые при монтаже магистральных трубопроводов. Мощность этих машин достигает 1000 кВ-А при усилии сжатия до 12 000 кгс.

Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо-или гидросистемы и системы водяного охлаждения (рис. 145).

Электрическая часть включает в себя силовой сварочный трансформатор 1 с переключателем ступеней 2 его первичной обмотки, с помощью которого регулируют вторичное напряжение, вторичный сварочный контур 3 для подвода сварочного тока к деталям, прерыватель 4 первичной цепи сварочного трансформатора 1 и регулятор 5 цикла сварки, обеспечивающий заданную последовательность операций цикла и регулировку параметров режима сварки.

Механическая часть состоит из привода сжатия 6 точечных и шовных машин, привода 7 зажатия деталей и привода 8 осадки деталей стыковых машин. Шовные машины снабжены приводом 9 вращения роликов.

Пневмогидравлическая система состоит из аппаратуры 10 подготовки (фильтры, лубрикаторы, которые смазывают движущиеся части), регулирования (редукторы, манометры, дросселирующие клапаны) и подвода воздуха к приводу б (электропневматические клапаны, запорные вентили, краны, штуцера).

Система водяного охлаждения включает в себя штуцера разводящей и приемной гребенок, охлаждаемые водой полости в трансформаторе 1 и вторичном контуре 3, разводящие шланги, запорные вентили и гидравлические реле, отключающие машину, если вода отсутствует или ее мало.

Все машины снабжены органом включения 11. У точечных и шов

ных машин это ножная педаль с контактами, у стыковых — это комплект кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие электродов или зажатие деталей, на включение и отключение сварочного тока, на вращение роликов, на включение регулятора цикла сварки. Эти команды отрабатываются соответствующими блоками машины, обеспечивая выполнение операций цикла сварки.

Кроме универсальных применяются специальные машины, приспособленные для сварки конкретных конструкций и типоразмеров изделий. Примером могут служить машины для контактной точечной сварки кузовов автомобилей, встроенные в автоматические линии, машины для стыковой сварки оплавлением продольных швов труб в прокатном производстве.

Источник

Контактная сварка – история, теория и технология

Машина Элиу Томсона для контактной стыковой сварки.

В 1856 году английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) впервые применил стыковую сварку. В 1877 году американский исследователь Элиу Томсон независимо разработал стыковую сварку и внедрил её в промышленность. В том же 1877 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил способы контактной точечной и шовной сварки.

Для осуществления процессов контактной точечной сварки использовались специальные клещи с угольными электродами, к которым подводился электрический ток. Затем две сложенные одна на другую стальные пластины зажимались клещами, а ток, подведенный к угольным электродам, проходя через металл, давал достаточное количество теплоты для образования сварной точки.

Машина Элиу Томсона для контактной стыковой сварки.

В 1886 году Э. Томсон занимавшийся исследованиями и разработками в области контактной сварки подал заявку на патент, защищающий принципиально новый способ электрической сварки, описываемый следующим образом: «свариваемые предметы приводятся в соприкосновение местами, которые должны быть сварены, и через них пропускается ток громадной силы — до 200000 ампер при низком напряжении — 1-2 вольт. Место соприкосновения представит току наибольшее сопротивление и потому сильно нагреется. Если в этот момент начать сжимать свариваемые части и проковывать место сварки, то после охлаждения предметы окажутся хорошо сваренными». Способ сварки называли «электрической ковкой» или «безогненным методом сварки».

В конце XIX века стыковая контактная сварка применялась для соединения телеграфных проводов. В своих дальнейших исследованиях Элиу Томсон стал комбинировать нагрев электрическим током с пластическими деформациями, возможными благодаря применению гидравлических систем сжатия. К началу XX века относятся сообщения о применении фирмой Fiat контактной сварки для изготовления самолётных двигателей.

В 1928 году фирма Stout Metal Airplane Company (отделение фирмы Ford Motor) использовала контактную сварку на линиях изготовления конструкций из дюралюминия. В начале 1930-х годов в Америке были проведены испытания контактной сварки легкоплавких металлов и их сплавов. В ходе проведённых исследований были разработаны технологии и оборудование, которые приняли в производство фирмы Douglas, Boeing и Sikorsky Aircraft.

На промышленную основу в СССР контактная сварка была поставлена в 1936 г. после освоения серийного выпуска контактных сварочных машин.

Основные параметры режима всех способов контактной сварки — это сила сварочного тока, длительность его импульса и усилие сжатия деталей. Теплота Q в свариваемом металле выделяется при прохождении через него импульса тока I_c длительностью t в соответствии с законом Джоуля — Ленца:

За величину R_c принимают сопротивление столбика металла между электродами. При расчете сварочного тока и времени импульса сварочного трансформатора, R_c — исходный параметр, так как его легко рассчитать, зная материал детали, её толщину и требуемую температуру сварки. При этом сопротивлениями в контактах между деталями и между электродами и деталями пренебрегают.

Согласно закону Джоуля — Ленца увеличение R_c должно увеличивать количество выделяющейся теплоты Q. Но по закону Ома увеличение R_c не всегда увеличивает количество выделяющейся при сварке теплоты Q, многое зависит от соотношения R_c и полного сопротивления вторичного контура сварочного трансформатора.

Где U₂ — напряжение на вторичном контуре сварочного аппарата, a Z — полное сопротивление вторичного контура, в которое входит R_c. При увеличении сопротивления R_c уменьшится сила сварочного тока I_c, которая учитывается в законе Джоуля — Ленца в квадрате. Отсюда следуют несколько практических выводов. С ростом общего сопротивления вторичного контура от 50 до 500 мкОм тепловыделение в зоне сварки уменьшается по мере падения R_c примерно в 10 раз. Недостаток тепла компенсируется увеличением напряжения U₂ или времени сварки. Сварочный процесс на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (

50 мкОм) сопровождается интенсивным ростом нагрева по мере падения R_c в процессе увеличения сварного ядра. При достижении равенства R_c = Z нагрев достигает максимума, а затем, по мере ещё большего снижения R_c (по достижении требуемого размера ядра), уменьшается. Таким образом, сварка на контактных машинах с малым сопротивлением вторичного контура (а их большинство) сопровождается нестационарным нагревом и нестабильным качеством соединений. Уменьшить этот недостаток можно надёжным сжатием зачищенных деталей, обеспечивающим поддержание R_c на минимальном уровне, либо поддерживая высокий уровень R_c за счёт слабого сжатия деталей и разделения импульса сварочного тока на несколько более коротких импульсов. Последнее ещё и экономит энергию и обеспечивает прецизионное соединение с остаточной деформацией 2…5 %.

При сварке на машинах с большим сопротивлением вторичного контура (> 500 мкОм) снижение R_c в процессе сварки практически не влияет на выделение теплоты, нагрев остаётся стационарным, что характерно для сварки на подвесных машинах с длинным кабелем во вторичном контуре. Сваренные на них соединения обладают более стабильным качеством.

Подготовка поверхностей к контактной сварке

Поверхность деталей в зоне контакта деталей между собой и в месте контакта с электродами зачищают от окислов и других загрязнений. При плохой зачистке возрастают потери мощности, ухудшается качество соединений и увеличивается износ электродов. В технологии контактной точечной сварки, для зачистки поверхности используют пескоструйную обработку, наждачные круги и металлические щетки, а также травление в специальных растворах.

Высокие требования предъявляются к качеству поверхности деталей из алюминиевых и магниевых сплавов. Целью подготовки поверхности под сварку является удаление без повреждения металла относительно толстой пленки окислов с высоким и неравномерным электрическим сопротивлением.

Также необходимо следить и за чистотой поверхности электродов, которые касаются поверхности свариваемых деталей.. Всё это делается в т.ч. и для того, чтобы исключить наличие микрозазоров между свариваемыми деталями и электродами после сжатия электродов.

Машины для контактной сварки

Контактная сварка осуществляется на контактных сварочных машинах, которые бывают стационарными, передвижными и подвесными, универсальными и специализированными.

По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора.

По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки.

Сварочный трансформатор машины понижает напряжение сети до 1—15 вольт. Для сжатия деталей и подвода тока силой 1—200 кА служат электроды из сплавов меди. Мощность машин 0,5—500 кВА. Усилие сжатия 0,01—100 кН (1—10000 кгс) создаётся пневмогидроприводом или рычажно-пружинным механизмом. Ток длительностью от 0,01 до 10 секунд включается контакторами с электронным управлением.

Любая машина для контактной сварки состоит из электрической и механической частей, пневмо- или гидросистемы и системы водяного охлаждения.

Электрическая часть в свою очередь состоит из сварочного трансформатора, прерывателя первичной цепи сварочного трансформатора и регулятора цикла сварки, обеспечивающего заданную последовательность операций цикла и регулировку параметров режима сварки. Механическая часть состоит из привода сжатия (точечные машины), привода сжатия и привода вращения роликов (шовные машины) или из приводов зажатия и осадки деталей (стыковые машины).

Пневмогидравлическая система состоит из аппаратуры подготовки (фильтры, лубрикаторы, которые смазывают движущиеся части), регулирования (редукторы, манометры, дросселирующие клапаны) и подвода воздуха к приводу сжатия (электропневматические клапаны, запорные вентили, краны, штуцера).

Система водяного охлаждения включает в себя штуцера разводящей и приемной гребенок, охлаждаемые водой полости в трансформаторе и вторичном контуре, разводящие шланги, запорные вентили и гидравлические реле, отключающие машину, если вода отсутствует или её мало.

Точечные и шовные машины включаются с помощью ножной педали с контактами, стыковые — с помощью комплекта кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие электродов или зажатие деталей, на включение и отключение сварочного тока, на вращение роликов, на включение регулятора цикла сварки.

Электроды для контактной сварки

Электроды в контактной сварке служат для замыкания вторичного контура через свариваемые детали. Кроме этого при шовной сварке электроды-ролики перемещают свариваемые детали и удерживают их в процессе нагрева и осадки.

Важнейшая характеристика электродов — стойкость, способность сохранять исходную форму, размеры и свойства при нагреве рабочей поверхности до температуры 600 0 С и ударных усилиях сжатия до 5 кг/мм 2 . Электроды для точечной сварки — это быстроизнашивающийся сменный инструмент сварочной машины. Для изготовления электродов используют медь и жаропрочные медные сплавы — бронзы. Это может быть хромоциркониевая бронза БрХЦрА; кадмиевая БрКд1; хромистая БрХ; бронза, легированная никелем, титаном и бериллием БрНТБ или кремний-никелевая бронза БрКН-1-4. Последние две бронзы обладают повышенной износостойкостью, из них можно изготавливать электроды-губки стыковых машин. Материалы для электродов должны обладать также высокой электро- и теплопроводностью, чтобы их нагрев в процессе сварки был меньше. Температура разупрочнения бронз не превышает 0,5 их температуры плавления, а рабочая поверхность электрода нагревается до 0,6 Т_пл. При таких условиях электродные бронзы относительно быстро разупрочняются. Повысить износостойкость электродов можно, используя технологические факторы. Сварку алюминиевых и магниевых сплавов лучше производить на конденсаторных машинах, а не на машинах переменного тока. Вместо механической зачистки нужна химическая очистка поверхности, травление и пассивация. Расстояние l от рабочей поверхности до дна охлаждающего канала (см на рис ниже) не должно превышать 10. 12 мм, увеличение его до 15 мм повышает износ электрода в 2 раза. При сварке черных металлов стойкость электродов можно повысить в 3. 4 раза только за счет сферической заточки электрода и снижения темпа сварки до 40. 60 точек в минуту.

Схемы электродов для точечной сварки:

а — с наружным посадочным конусом; б — колпачковые

Электрод должен иметь минимальную массу, удобно и надежно устанавливаться на сварочной машине. Диаметр D должен обеспечивать устойчивость электрода против изгиба при сжатии его усилием сварки, а также возможность захвата инструментом для снятия. Внутренний диаметр должен обеспечивать ввод трубки с охлаждающей водой и выход воды, обычно d₀ = 8 мм. Длина конусной части для крепления электрода в свече машины l₁ 32 мм. Диаметр рабочей части электрода выбирают в зависимости от толщины кромок свариваемых деталей d_э = 3S. Стойкость электродов с наружным посадочным конусом обычно не превышает 20 000 сварок. Стойкость колпачковых электродов (рис. 2, б) с внутренним посадочным конусом достигает 100 000 сварок вследствие лучших условий охлаждения. Для сварки деталей сложной конфигурации в труднодоступных местах применяют фигурные электроды.

Электроды для рельефной сварки конструктивно приближаются к форме изделия. В простейшем случае это плиты с плоской рабочей поверхностью.

Электроды-ролики шовных машин имеют форму дисков. Ширина рабочей поверхности ролика В и его толщина Н зависят от толщины S свариваемой детали.

Токоведущие губки стыковых машин по форме и размерам должны соответствовать поперечному сечению свариваемых деталей. Длину губок выбирают такой, чтобы обеспечить соосность деталей и предотвратить их проскальзывание при осадке. При сварке стержней она составляет 3. 4 их диаметра, а при сварке полос — не менее 10 толщин полосы.

Дефекты сварки и контроль качества

Качество сварных соединений, выполненных контактной сваркой, определяется подготовкой поверхностей к сварке, а также правильным выбором параметров режима и их стабильностью. Основной показатель качества точечной и шовной сварки — это размеры ядра сварной точки. Для всех материалов диаметр ядра должен быть равен трем толщинам S более тонкого свариваемого листа. Допускается разброс значений глубины проплавления в пределах 20. 80 % S. За меньшим из этих пределов следует непровар, за большим — выплеск. Глубина вмятины от электрода не должна превышать 0,2 S. Размер нахлестки в точечных и шовных соединениях должен выбираться в пределах 2,5. 5,0 диаметров ядра.

Основные дефекты сварных соединений при точечной и шовной сварке — это непровар, заниженный размер литого ядра, трещины, рыхлоты и усадочные раковины в литом ядре и выплеск, который может быть наружным, из-под контакта электрод — деталь, и внутренним, из-под контакта между деталями. Причины этих дефектов — недостаточный или избыточный нагрев зоны сварки из-за плохой подготовки поверхностей и плохой сборки деталей или из-за неправильно выбранных параметров режима сварки.

При стыковой сварке по тем же причинам могут возникать непровары. Перегрев зоны сварки может вызвать структурные изменения (укрупнение зерна) и обезуглераживание сталей. Это ухудшает механические свойства соединений.

Контролируют качество контактной сварки чаще всего внешним осмотром, а также любыми методами неразрушающего контроля. Сложность контроля состоит в том, что этими методами непровар не выявляется, так как поверхности деталей плотно прижаты друг к другу, в их контакте образуется «склейка», проникающие излучения, магнитное поле и ультразвук не отражаются и не ослабляются. Наиболее оперативный метод контроля — разрушение контрольных образцов в тисках молотком и зубилом. Если непровара нет, разрушение происходит по целому металлу одной из деталей, можно измерить диаметр литого ядра при точечной и шовной сварке.

Разновидности контактной сварки

Точечная контактная сварка

Точечная контактная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках. Прочность соединения определяется размером и структурой сварной точки, которые зависят от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы сварочного тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия и состояния поверхностей свариваемых деталей. С помощью точечной сварки можно создавать до 600 соединений за 1 минуту.

Применяется для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, для сварки стальных конструкций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолёто- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях промышленности.

Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной точечной сваркой:

а — неплакированные металлы; б — плакированные металлы; в — детали неравной толщины; г — разноименные металлы;

s и s1 — толщина детали; d — расчетный диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны шва; h и h1 — величина проплавления; g и g1 — глубина вмятины

Установка точечной контактной сварки типа ROOF пр-ва CEMSA (Италия). Нижний электрод выполнен в виде большой медной плиты.

Рельефная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно нескольких точках, имеющих специально подготовленные выступы-рельефы. Этот способ аналогичен точечной контактной сварке. Главное отличие: контакт между деталями определяется формой их поверхности в месте соединения, а не формой рабочей части электродов, как при точечной сварке. Выступы-рельефы заранее подготавливаются штамповкой или иным способом и могут присутствовать на одной или обеих свариваемых деталях.

Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной рельефной сваркой: s и s1 — толщина детали; d — расчетный диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны шва; h и h1 — величина проплавления

Рельефная сварка применяется в автомобилестроении для крепления кронштейнов к листовым деталям (например, для крепления скоб к капоту автомобиля, для крепления петель для навески дверей к кабине); для соединения крепежных деталей — болтов, гаек и шпилек. В радиоэлектронике применяется для присоединения проволоки к тонким деталям.

Установка рельефной контактной сварки типа Sigma пр-ва CEMSA (Италия) с разной оснасткой под разные свариваемые детали.

Шовная контактная сварка

Шовная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются швом, состоящим из ряда отдельных сварных точек (литых зон), частично перекрывающих или не перекрывающих одна другую. В первом случае шов будет герметичным. Во втором случае шовная сварка выполненная отдельными точками без перекрытия практически не будет отличаться от ряда точек, полученных при точечной сварке. Процесс шовной сварки осуществляется на специальных сварочных станках с двумя (или одним) вращающимися дисковыми роликами-электродами, которые плотно сжимают, прокатывают и сваривают соединяемые детали. Толщина свариваемых листов колеблется в пределах 0,2—3 мм. Применяется при изготовлении различных емкостей, где требуются герметичные швы — бензобаки, трубы, бочки, сильфоны и др.

Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной шовной сваркой: s и s1 — толщина детали; d — расчетный диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны шва; h и h1 — величина проплавления; g и g1 — глубина вмятины; l — длина литии зоны шва; f —величина перекрытия литых зон шва; l1 — длина не перекрытой части литой зоны шва;

Существует три способа выполнения шовной сварки: непрерывная, прерывистая и шаговая.

Непрерывная шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и непрерывном протекании сварочного тока. Толщина свариваемых листов, как правило, не превышает 1 мм. Применяется редко из-за перегрева сварочных роликов и свариваемых деталей, невысокого качества сварки и относительно низкой стойкости электродов. Используется для сварки неответственных изделий из малоуглеродистых сталей.

Прерывистая шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и прерываемом включении сварочного тока. Герметичность швов, обеспечиваемая перекрытием литых ядер сварных точек, достигается сбалансированным соотношением скорости вращения роликов и частоты импульсов тока. Толщина свариваемых листов — до 3 мм[2]. Способ прерывистой шовной сварки получил наибольшее распространение благодаря меньшему перегреву роликов и заготовок.

Шаговая шовная сварка осуществляется в ходе прерывистого движения деталей (на шаг), с помощью больших величин сварочного тока, включаемого в момент остановки роликов. Характеризуется наименьшим перегревом роликов и заготовок. Толщина свариваемых листов — до 3 мм. Применяется для сварки алюминиевых сплавов и плакированных металлов.

Установка роликовой контактной сварки типа MRT пр-ва CEMSA (Италия)

Стыковая сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются по всей плоскости их касания, в результате нагрева. В зависимости от марки металла, площади сечения соединяемых деталей и требований к качеству соединения стыковую сварку можно выполнять несколькими способами: сопротивлением, непрерывным оплавлением и оплавлением с подогревом.

Сварка сопротивлением используется для соединения деталей с площадью сечения до 200 мм². Применяется в основном при сварке проволоки, стержней и труб из низкоуглеродистой стали относительно малых сечений.

Сварка оплавлением используется для соединения деталей с площадью сечения до 100000 мм², таких как трубопроводы, арматура железобетонных изделий, стыковые соединения профильной стали. Применяется для соединения железнодорожных рельсов на бесстыковых путях, для производства длинноразмерных заготовок из сталей, сплавов и цветных металлов. В судостроении используется для изготовления якорных цепей, змеевиков холодильников рефрижераторных судов. Также сварка оплавлением используется в производстве режущего инструмента (например, для сварки рабочей части сверла из инструментальной стали с хвостовой частью из обычной стали).

Для обеспечения равномерного нагрева контактирующие торцы свариваемых заготовок должны быть тщательно подготовлены. Необходимо удалить неровности, загрязнения и окислы, так как неравномерность нагрева и окисление металла на торцах понижают качество сварки сопротивлением. Чем больше сечение свариваемых поверхностей, тем ниже качество сварного соединения, главным образом из-за образования окислов в стыке. Этим объясняется ограниченное применение сварки сопротивлением, которая используется для соединения деталей с площадью сечения до 200 мм². Применяется в основном при сварке проволоки, стержней и труб из низкоуглеродистой стали относительно малых сечений, также сварка сопротивлением даёт хорошие результаты для металлов, обладающих хорошей свариваемостью в пластическом состоянии — малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Установка стыковой контактной сварки оплавлением типа STI пр-ва CEMSA (Италия) и образцы готового сваренного изделия.

Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники

Источник