Виды контактной сварки
Наиболее широкое применение получили следующие основные виды контактной сварки: стыковая, точечная и шовная. Каждый из этих видов сварки может осуществляться различными способами, отличающимися по технологическим признакам, роду используемой электроэнергией и способу подвода тока к свариваемым заготовкам.
Виды контактной сварки — стыковая сварка металла
Заготовки сваривают (рис1)
по всей плоскости их касания. В зависимости от марки металла, площади сечения заготовок и требований к качеству соединения стыковую сварку можно выполнять одним из способов, приведенных в табл. 1.
Стыковая сварка методом сопротивления
Заготовки, установленные и закрепленные в стыковой машине, прижимают одну к другой определенным усилием, после чего по ним пропускают электрический ток. При нагревании металла в зоне сварки до пластического состояния происходит осадка. Ток выключают по окончании осадки. Этот способ сварки требует механической обработки и тщательной зачистки поверхностей торцов заготовок.
Неравномерность нагрева и окисление металла на торцах заготовок понижают качество сварки сопротивлением, что ограничивает область их применения. С увеличением сечения заготовок качество сварки снижается особенно заметно, главным образом из-за образования окислов в стыке.
Стыковая сварка методом оплавления
Включает две стадии: подавление и осадку. Заготовки устанавливают в зажимах машины, включают ток и медленно их сближают. При этом торцы заготовок касаются в одной или нескольких точках. В местах касания образуются перемычки, которые мгновенно испаряются и взрываются. Взрывы сопровождаются характерным выбросом из стыка мелких капель расплавленного металла. При дальнейшем сближении заготовок образование и взрыв перемычек происходит на других участках торцов. В результате заготовки прогреваются в глубину, а на торцах возникает тонкий слой расплавленного металла, облегчающий удаление окислов из стыка. В процессе оплавления заготовки укорачиваются на заданный припуск. Оплавление должно быть устойчивым (необходимое условие – непрерывное протекание тока при отсутствии короткого замыкания заготовок), особенно перед осадкой.
При осадке скорость сближения заготовок резко увеличивается, осуществляя при этом пластическую деформацию на заданный припуск. Переход от оплавления к осадке должен быть мгновенным, без малейшего перерыва. Осадка начинается при включенном токе и заканчивается при выключенном.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением обеспечивает непрерывный нагрев заготовок по сечению и позволяет получать стабильное качество стыков.
Стыковая сварка оплавлением с подогревом
Отличается от сварки непрерывным оплавлением тем, что перед началом процесса оплавления заготовки подогревают в зажимах машины периодическим смыканием и размыканием при постоянно включенном токе. При этом происходит процесс непрерывного оплавления и заготовки укорачиваются на заданный припуск. Выдержка при замыкании составляет около 0,5- 3 с, а при размыкании 2-6 . Число замыканий может быть от одного-двух до нескольких десятков в зависимости от размеров сечения заготовок.
Применение стыковой сварки оплавлением с подогревом позволяет предупредить резкую закалку и, следовательно, получить более пластичные стыки при сварке некоторых закаливающихся сталей; снизить требуемую мощность машины или на машине данной мощности сваривать заготовки с большими площадями сечения; осуществить осадку при меньшем усилии; сократить общий припуск на сварку.
Стыковая сварка импульсным оплавлением
При этом способе сварки кроме основного поступательного движения, которое совершает подвижная плита, одной из свариваемых заготовок сообщает колебательные движения с заданными амплитудой и частотой. Способ отличается высокой эффективностью, интенсивным нагревом металла при оплавлении.
Виды контактной сварки — точечная сварка
Заготовки соединяют сваркой (рис2) в отдельных местах,
условно называемых точками. Размеры и структура точки, определяющие прочность соединения, зависит от силы сварочного тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия заготовок электродами, формы и размер контактной поверхности электродов, а также состояние поверхностей заготовок. Качественная сварка точки характеризуется наличием общего для обеих заготовок литого ядра определенных размеров.
Последовательность операций точечной сварки следующая. Заготовки устанавливают и затем плотно сжимают между электродами контактной машины. Включают ток, и заготовки быстро нагреваются. Особенно быстро нагреваются участки металла, прилегающие к контакту между заготовками, так как эти участки имеют повышенное электрическое сопротивление. Кроме того, они менее подвержены охлаждающему действию электродов. В момент образования в зоне сварки расплавленного ядра заданных размеров ток выключают. После выключения тока заготовки кратковременно выдерживают между электродами под действием усилия сжатия, в результате чего происходит охлаждение зоны сварки, кристаллизация расплавленного металла и уменьшения усадочной раковины в ядре сварной точки.
Силу тока и усилие сжатия заготовок устанавливают постоянными или меняют по определенному графику в течение цикла сварки одной точки. Характер их изменения определяется толщиной и материалом свариваемых заготовок. Наиболее распространенные схемы циклов точечной сварки указаны в табл 2.
Точечной сваркой можно сваривать листовые заготовки одинаковой или разной толщины, пересекающиеся стержни, листовые заготовки со стержнями или профильными заготовками (уголками, швеллерами, таврами и т.п.), заготовки из разнородных металлов, из сталей различных марок (углеродистой, легированной, коррозионно-стойкой, жаропрочной и др.), а также из цветных металлов и их сплавов. Толщина каждой из заготовок, соединяемых точечной сваркой, может быть от сотых долей миллиметра до 30- мм.
В зависимости от числа свариваемых точек, способа подвода тока к заготовкам и других факторов применяют различные способы точечной сварки.
Виды контактной сварки — шовная сварка
Заготовки соединяют (рис3)
непрерывным прочноплотным швом, состоящим из ряда точек, в котором каждая последующая точка частично перекрывает предыдущую. В отличие от точечной сварки заготовки устанавливают между вращающимися роликами (или между роликами и оправкой), на которые действует усилие механизма сжатия и к которым подведен электрический ток. Толщина каждой из заготовок обычно не превышает 3 мм.
Характеристика, шовная сварка область применения приведены в табл 3.
В тех случаях, когда невозможно подвести ролики к свариваемому изделию с двух сторон, применяют одностороннюю шовную сварку (приварка облицовки к каркасам больших размеров, приварка кровли)
