Особенности контактной сварки и область ее применения. Сварка контактный

Что такое контактная стыковая сварка?

Порой на производстве бывают ситуации, когда необходимо выполнить сварку арматуры, рельсов или изготовить детали сложной формы (колеса, рычаги, обручи). В таких случаях дуговая сварка может просто не справиться с объемом работ. Сварщику придется потратить уйму сил и времени на изготовление одного изделия, а это точно не входит в планы предприятия.

Чтобы решить эту проблему можно найти дополнительных высококвалифицированных сварщиков, но тогда предприятие понесет убытки из-за необходимости их официального оформления. А можно добавить на производство всего один комплект нового сварочного оборудования. Для этих целей отлично подойдет стыковая сварочная машина для контактной сварки. С ее помощью можно выполнить большие объемы работ без потери качества. В этой статье мы подробно расскажем, что такое контактная стыковая сварка.

Содержание статьи

Общая информация

Контактная сварка стыковая — метод соединения металлов, суть которого заключается в равномерном нагреве всего стыка обеих деталей. После нагрева детали плотно стыкуются друг с другом, тем самым образуя неразъемное соединение. Есть два типа контактной стыковой сварки, но о них мы поговорим позже.

Отметим, что высокая производительность сварки таким методом связана именно со скоростью образования соединения. При контактной сварке металл плавиться быстрее и равномернее, поэтому шов образуется быстрее. Кроме того, процесс сварки можно автоматизировать и встроить в конвейер. По этой причине контактную стыковую сварку часто используют на серийном производстве, где необходима стыковая сварка труб, например.

Соединения, выполненные контактной стыковой сваркой, отличаются повышенной прочностью и долговечностью. Поэтому такое сварочное оборудование можно встретить на производстве автомобилей, самолетов и нефтепроводов. Кроме того, качество шва не будет зависеть от квалификации сварщика, что удобно на производстве с нехваткой квалифицированных кадров.

Технология

Метод стыковой сварки с помощью контактного оборудования позволяет варить самые разнообразные типы деталей. Вам доступна сварка стальных труб, сварка пластин встык, сварка ПНД труб и прочее. Но чтобы результат сварки был удовлетворительным нужно строго соблюдать технологию.

Как мы писали ранее, сварка стыковых соединений с помощью контактной сварки может быть двух типов — сварка оплавлением и сопротивлением. Далее мы подробно расскажем о каждом типе, опишем процесс сварки и расскажем об основных особенностях.

Сварка оплавлением

Контактная сварка оплавлением очень популярна и заключается в том, что напряжение, подаваемое на обмотки трансформатора, прекращается, как только две детали соприкоснутся. Проще говоря, напряжение нарастает и в момент своего пика как раз прекращается его подача. При этом тепловой энергии достаточно, чтобы металл начал плавиться.

На стыках двух деталей всегда есть небольшие неровности, как раз за счет них и происходит лучший контакт заготовок. Но лучшего результата можно достичь, если сдавить торцы, полностью их выровнять. Тогда площадь соприкосновения будет гораздо выше. Не нужно думать, что при такой сварке металл не может нагреться быстро. Наоборот, в таких условиях он способен буквально закипеть за считанные секунды.

 

Во время плавления образуются дополнительные неровности, в которых концентрируется пары расплавленных металлов. Эти пары оказывают защитное действие, они защищают сварочную зону от негативного влияния кислорода. Кстати, усилие или давление обязательно, его прикладывают только в тот момент, когда стыки деталей уже немного расплавились.

Во время того, как сдавливаются две детали, лишний жидкий металл выдавливается за пределы, в этот момент образуется соединение двух деталей. Сам шов получается очень прочным и качественным, в нем присутствует минимум видимых и скрытых дефектов, поскольку все продукты разложения и окисная пленка выходит вместе с выдавленным расплавленным металлом. По этой причине контактная стыковая сварка оплавлением часто используется на производствах с большими партиями продукции.

Также отметим, что сварка оплавлением не требует какой-то особой обработки или подготовки металла, в отличие от сварки сопротивлением. Не нужно подготавливать торцы, а значит и тратить производственное время. Лучше сделать еще одну или несколько единиц продукции. Это преимущество также играет большую роль на крупносерийном производстве.

Если нужно сварить детали, у которых разное сечение, то есть одна хитрость. Вы можете заранее сделать противоположные скосы. Таким образом вы улучшите контакт между заготовками, увеличив их площадь соприкосновения. А во время нагрева заготовки примут нормальную форму.

Пару слов хотим сказать про предварительный нагрев деталей. Мы не рекомендуем использовать этот метод в повседневной практике, поскольку он просто отнимет время, а производительности не добавит. Прогревайте только крупногабаритные детали, например, рельсы. Тогда это будет оправдано.

Есть несколько способов выполнить сварку оплавлением максимально быстро и качественно. Мы дадим несколько простых рекомендаций. Сначала нужно состыковать детали медленно, чтобы между ними постепенно образовался контакт. В такие моменты металл довольно быстро нагревается и начинает выделять пары. Потом нужно развести детали. В этот момент тепло начинает распространяться по всей поверхности заготовок.

Далее снова стыкуем детали. Ждем, пока они полностью нагреются. В результате получаем качественное соединение. Главное — выполнять все манипуляции без больших перерывов.

Сварка сопротивлением

Контактная сварка сопротивлением кардинально отличается от сварки оплавлением. Здесь заготовки прижимаются губками непосредственно к электродам. Так удается добиться хорошего электрического контакта, а губки в свою очередь надежно удерживают детали, препятствуя их скольжению.

Далее детали плотно прижимают друг к другу и подают сварочный ток, который начинает нагревать металл. Металл должен разогреться до той температуры, когда он приобретает пластичные свойства. Детали под давлением соединяются друг с другом, лишний расплавленный металл выдавливается, а вместе с ним уходит и окисная пленка.

Давление не прекращают, пока металл не остынет и не образуется твердое соединение. Чтобы выполнить такую сварку металл нужно предварительно зачистить и обработать. Также учтите, что детали, сваренные сопротивлением, обладают меньшей стойкостью к окислению в процессе эксплуатации, что сужает сферу применения. Также контактная стыковая сварка сопротивлением машины подходит только для сварки деталей с небольшим сечением. Поэтому ее редко используют на крупных производствах. Но ее все еще можно встретить в небольших цехах с маленькими тиражами продукции.

Вместо заключения

Контактная стыковая сварка — эффективный и высокопроизводительный метод соединения самых разнообразных металлов. Он не требует наличия высококвалифицированных сварщиков на рабочем месте, что существенно сокращает расходы предприятия. Но несмотря на все преимущества, в любом случае после сварки необходимо проводить контроль сварных швов, поскольку погрешность может быть везде. Даже, если сваркой занимается полностью роботизированное оборудование. А вы когда-нибудь сталкивались с контактной стыковой сваркой? Расскажите о своем опыте в комментариях. Он будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Контактная сварка: виды, ГОСТ, машины

Довольно большое распространение получила технология контактной сварки. Она может использоваться для получения изделий самого различного предназначения. Для проведения сварочных работ требуется определенное оборудование и навыки. Стоит учитывать, что при отсутствии требуемых навыков получить качественное изделие будет довольно сложно. В некоторых случаях изготовить оборудование для контактной сварки можно своими руками. Рассмотрим особенности подобного процесса подробнее.

Контактная сварка

Технология контактной сварки

Современная контактная сварка предусматривает использование электрического тока, за счет которого проводится соединение металла между собой. Рассматриваемый метод контактной сварки предусматривает формирование электрической дуги, которая расплавляет металл. При повышении температуры в зоне воздействия металл становится пластичным, за счет чего молекулы начинают соединяться между собой. К особенностям метода соединения контактной сваркой можно отнести нижеприведенные моменты:

1. На мощность образующейся дуги оказывает влияние величина тока. Именно поэтому технология применяется при соединении самых различных деталей. При повышении показателя силы тока появляется возможность работать с металлам большой толщины.
2. Время воздействия и сила сжатия металлов также оказывает влияние на полученный результат. Стоит учитывать, что преимущества контактной сварки заключается именно в фиксации соединяемых элементов. За счет этого существенно повышается качество получаемого шва.

В целом можно сказать, что за счет применения специального оборудования создаются точки сварки.

На сегодняшний день выделяют различные виды контактной сварки. Наибольшее распространение получили следующие:

1. Шовная.
2. Точечная.
3. Рельефная.
4. Стыковая.

Контактная шовная сварка

Управление контактной сваркой можно провести при применении специального оборудования, которое можно изготовить самостоятельно или приобрести в специализированном магазине. Стоит учитывать, что обычный сварочный аппарат в подобном случае не подходит.

Сущность процесса

Процесс контактной сварки основан на кратковременном воздействии тока различной силы. При его прохождении через металл он нагревается, за счет чего существенно повышается степень пластичности. Главными положительными особенностями можно назвать следующие моменты:

1. При применении рассматриваемой технологии тепло формируется в самом теле заготовки. Для того чтобы исключить вероятность распространения тепла по всему материалу, скорость его подачи должна быть высокой. Именно поэтому применяется специальное сварочное оборудование.
2. Подаваемая сила тока должна быть высокой, а время нагрева незначительным. Как показывает практика, мощность при рассматриваемой обработке составляет несколько сотен и даже тысяч Ампер. При этом время воздействия составляет всего несколько долей секунд. Подобного результата можно достигнуть только при внутреннем выделении тепла в материале.
3. Применяемое оборудование позволяет существенно повысить производительность. Этот момент многие называют преимуществом контактной сварки. Сегодня проводится создание роботизированной техники, которая путем подачи тока проводят сваривание большого количества металла.
4. Обработка проходит без применения присадочного металла. Именно поэтому технология считается более экономичным в плане количества расходуемой энергии.
5. Нагрев происходит непосредственно в зоне воздействия. Именно поэтому не наблюдаются тепловые потери, если сравнить с технологией дуговой ручной сварки или других технологий.
6. Применяемое оборудование существенно облегчает процесс. При этом можно применять оборудование, которое автоматизирует обработку. На момент воздействия тока не образуется яркая вспышка, поэтому снижаются расходы на оборудование зоны обработки.

Точечная сварка на производстве

Сегодня контактная сварка применяется в случае конвейерного производства. Роботы могут проводить соединение металла практически без прерывно.

Не стоит забывать и о некоторых недостатках контактной сварки. Она также определяет особенности рассматриваемой технологии. Недостатки выглядят следующим образом:

1. Для того чтобы обеспечить высокое качество соединения должно применяться оборудование, которое может оказывать давление на заготовку.
2. Соединение может проводится только в случае, когда заготовки могут размещаться в специальной машине. Другими словами, есть определенные ограничения по размеру изделий.
3. Если шов должен быть большим, то существенно возрастает механическая мощность и сила подаваемого тока. Кроме этого, есть определенные ограничения, касающиеся толщины соединяемых элементов.
4. Технология не характеризуется универсальностью и маневренностью. Другими словами, провести работу на месте размещения изделий достаточно сложно, для этого зачастую создают самодельные конструкции.
5. Получаемый шов характеризуется низкой герметичностью.

Точечная контактная сварка

Кроме этого, покупное оборудование характеризуется высокой стоимостью. При обслуживании могут возникнуть серьезные проблемы. При желании можно создать самодельную конструкцию, которая характеризуется высокой эффективностью.

Подготовка поверхностей

Сама технология контактной сварки предусматривает использование специального оборудования. Для того чтобы получить качественный шов следует провести подготовку соединяемых поверхностей. Среди особенностей проводимой процедуры отметим следующие моменты:

1. Для начала нужно провести очистку поверхности от различных загрязнений. Использовать для этого можно абразивные материалы и специальные жидкости.
2. После очистки поверхности нужно проверить, чтобы не было механических дефектов.

Как правило, на конвейере размещаются заготовки, которые не требуют подготовки. Уделять внимание состоянию металлу следует только в случае самостоятельного проведения сварочных работ.

Машины для контактной сварки

Для того чтобы повысить производительность труда следует применять специальные машины для контактной сварки. Они бывают самого различного типа, при этом стоимость предложения может существенно отличаться. Машины контактные характеризуются следующими особенностями:

1. Высокая производительность.
2. Есть возможность автоматизировать процесс.
3. Высокий показатель качества получаемого соединения.
4. Бесшумность работы.
5. Высокая безопасность.

Самодельная машина для сварки

Классификация подобных устройств проводится по самым различным признакам. Примером можно назвать размеры корпуса и компоновку, диапазон мощности подаваемого тока. Установка контактной сварки может проводится в самых различных помещениях, однако должна учитываться техника безопасности. Примером можно назвать то, что устройство должно быть хорошо заземленным. Некоторые модели предусматривают питание от стандартной сети, другие нужно подключать к трехфазной.

Электроды для контактной сварки

Слабым местом рассматриваемой технологии можно назвать применение определенных электродов. Многие начинающие сварщики уделяют внимание тому, что стоимость подобных электродов относительно невысокая. К особенностям подобного стержня можно отнести нижеприведенные моменты:

1. На стержень оказывается высокое механическое воздействие. Именно поэтому основа должна быть прочной.
2. Применяемые материалы при изготовлении электродов должны обладать высокой электропроводностью.
3. Высокая термическая стойкость достигается только при применении специальных материалов.
4. Малый коэффициент теплоемкости.
5. Повышенный показатель прочности на сжатие.

Подобными свойствами обладает, к примеру, медь и некоторые другие сплавы на основе подобного металла.

Сварочный аппарат с медными электродами

Все расходные материалы можно разделить на несколько основных групп:

1. При контактной обработке в жестких условиях. Применять их можно для работы с хромистыми и цинковыми сплавами, а также бронзой. В состав может включаться титан и бериллий.
2. Электроды, которые применяются для работы при температуре нагрева около 300 градусов Цельсия. Подходят подобные варианты исполнения для работы с медными и алюминиевыми сплавами, а также углеродистыми и низколегированными сплавами. При производстве применяются различные медные сплавы.
3. Можно также встретить электроды для легких режимов эксплуатации. Примером можно назвать воздействие температуры 200 градусов Цельсия. При изготовлении основы применяется хромистая и кадмиевая бронза. Подобные варианты исполнения чаще всего применяются при роликовой контактной электрической сварке.

Подобные электроды поставляются с соответствующей маркировкой.

Дефекты сварки и контроль качества

На сегодняшний день рассматриваемая технология применяется чаще других по причине получения качественного шва и высокой производительности труда. Однако, применение неправильного оборудования и допущение ошибок может привести к появлению дефектов. Примером назовем нижеприведенные моменты:

1. Металл может прожигаться насквозь.
2. Появляются вмятины по причине сильного механического воздействия.
3. Герметичность шва небольшая.

Контроль качества в случае конвейерного производства предусматривает применение специального оборудования. При самостоятельном проведении работы зачастую проводится лишь визуальный контроль качества, сварщик на основе своего опыта ставит вывод, касающийся прочности соединения.

Разновидности контактной сварки

Контактная электрическая сварка классифицируется по различным признакам. Наибольшее распространение получили следующие разновидности технологии:

1. Точечная характеризуется тем, что после завершения процедуры не образуются трещины.
2. Рельефная считается разновидностью точечной.
3. Шовная также получила довольно большое распространение за счет существенного повышения качества соединения.
4. Конденсаторная характеризуется высокой эффективностью.

Сварочный аппарат

Контактная сварка определение указывает на то, что при соединении отдельных элементов должно оказываться давление. Сварка сопротивлением может применяться только при использовании определенного оборудования.

Точечная контактная сварка

на сегодняшний день подобная технология получила широкое распространение. Самодельная контактная сварка сегодня применяется часто при проведении работы в домашних условиях. Данный метод хорош тем, что после завершения сварки не появляются трещины. К другим особенностям технологии отнесем следующие моменты:

1. Принцип работы предусматривает оказание давления на поверхность. При этом оно постоянное.
2. Соединение отдельных элементов проводится внахлест. Для сварки провода подобная технология не подходит.
3. Перед проведением работы следует провести подготовку поверхности. Незначительные дефекты могут привести к снижению качества соединения.

Применение рассматриваемой технологии позволяет получить хорошее соединение в минимальные сроки. Бесконтактный метод предусматривает применение ручного оборудования, к примеру, инвертора.

Проводимая технология характеризуется довольно большим количеством. Последовательность действий следующая:

1. Для начала проводится подготовка поверхности к проводимой работы. Стоит учитывать, что в рассматриваемом случае она должна быть не просто очищена от загрязнения и окислений, но и не иметь существенных дефектов. В противном случае формирующееся поле будет неравномерным, что существенно снизит качество соединения.
2. Как правило, для прижима применяется ручное или механическое приспособление. За счет оказания давления существенно повышается интенсивность диффузии и прочность оказываемого шва.
3. При локальном воздействии электрического тока формируется сварочное соединение. За счет оказания сильного давления не образуется брызг, за счет чего повышается качество шва.

После соединения металла ток отключается. Для остывания шва требуется определенное количество времени. Как правило, давление оказывается электродами. Именно поэтому уделяется больше всего внимания именно выбору подобного расходного материала.

Рельефная сварка

Как ранее было отмечено, рельефная сварка напоминает точечную. Однако, рельефно точечная технология характеризуется следующими особенностями:

1. Листы помещаются с выступами между электродами, которые имеют плоскую форму.
2. Для соединения отдельных элементов применяется ток с высоким показателем.

За счет применения подобной технологии качество получаемого соединения существенно повышается.

Шовная сварка

Довольно большое распространение получила технология шовной обработки. Особенностями, которыми обладает шовный метод, можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Соединение листов проводится внахлест.
2. Перед проведением работы требуется подготовка поверхности. Для этого проводится очистка поверхности при применении абразива и некоторых других химических веществ. Если поверхность имеет дефекты, то проводить подобную работу не нужно.
3. Для работы применяются электроды в форме роликов. Они, как правило, являются частью применяемого оборудования.
4. При проведении сварочной работы электроды постоянно вращаются. За счет этого обеспечивается недлительное воздействие на поверхность, но при этом шов равномерный.
5. Проводимый процесс непрерывный, за счет чего повышается качество получаемого соединения.

Шовная сварка алюминия

Рассматриваемая технология встречается сегодня крайне часто. Это связано с тем, что она позволяет получить герметичный шов, который будет характеризоваться высокой прочностью и надежностью.

Стыковая сварка

Для получения качественного соединения может применяться и стыковая технология термического воздействия. Она подходит для случая, когда соединяемые элементы имеют небольшую толщину. К особенностям этой технологии отнесем следующие моменты:

1. Используется меньший показатель силы тока.
2. Прочность соединения снижается.
3. На момент работы соединяемые элементы должны находится в неподвижном состоянии.

Для проведения рассматриваемой работы требуется специальное оборудование. Кроме этого, требуется и специальные электроды, которые подходят для стыковой сварки.

Обозначение контактной сварки на чертеже

Рассматриваемый тип соединения применяется крайне часто в последнее время, что связано с высокой производительностью технологии. Для упрощения работы инженеров на чертежах также проводится указание рассматриваемого соединения. Как правило, отображается обычная линия, к которой подводится полка с соответствующим обозначением.

Рассматриваемый метод обработки указывается в соответствии с ГОСТ 15878-79. Стоит учитывать, что при точечном воздействии отображаются своеобразные крестики, если шов роликовый, то для этого используется сплошная линия.

Скачать ГОСТ 15878-79

В заключение отметим, что при самостоятельном проведении точечной обработки достаточно сложно добиться высокого качества. Это связано с тем, что для работы требуется специальное оборудование. При применении автоматизированного оборудования качество соединения весьма высокое. Однако, обходится оно достаточно дорого, целесообразно проводить установку в случае массового производства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

stankiexpert.ru

Контактная сварка своими руками в гараже

Контактная сварка — один из наиболее технологичных, но вместе с тем простых методов соединения деталей из металла. Он применяется как на крупном производстве, так и в быту. Данный тип сварки относится к термомеханическому, поскольку для соединения металлов используется высокая температура и механическое давление одновременно. С помощью контактной сварки собирают самолеты, суда, автомобили и микросхемы. На заводах обычно используют крупные мощные аппараты.

Также вполне осуществима контактная сварка, выполняемая ручным способом. Для этого домашние умельцы используют самодельные аппараты для контактной сварки, поскольку их изготовление не отнимает много времени и позволяет сэкономить. Самодельные аппараты используются и дома, и в небольших частных мастерских. В этой статье мы расскажем, что такое контактный метод сварки, как с его помощью выполняется сварка нержавейки или любого другого металла. Также мы научим вас собирать аппарат для контактной сварки своими руками.

Содержание статьи

Общая информация

Контактная сварка (также «электрическая контактная сварка», «контактная электросварка» или «ERW») — это метод соединения металлов путем их нагрева с помощью тока и одновременной механической деформации с помощью давления. Говоря простыми словами, сварной шов получается в результате нагрева металла и его дальнейшего сжатия под двумя толстыми металлическими электродами. При контактной сварке ключевую роль играет именно ток, а не давление. Ниже представлена схема простейшей контактной сварки.

Во время прохождения тока при сварке тепло распространяется по металлической детали, в зоне сварного шва, а также между металлическими электродами. При этом все эти элементы нагреваются с разной температурой, наибольшая концентрация тепла наблюдается, когда установлен контакт между электродами и деталью.

Если аппарат настроен правильно и соблюдается технология сварки, то поверхность металла не должна нагреваться слишком сильно, поскольку в контактной сварке важна не столько высокая температура плавления, сколько совокупность температуры и механического воздействия. Кроме того, электроды должны охлаждаться (например, с помощью воды). Так что важно следить за температурой нагрева. Если она избыточна, то это первый признак ошибки сварщика или неисправного оборудования.

Преимущества и недостатки

У контактной сварки довольно много достоинств, благодаря которым она стала так популярна в последнее время. Прежде всего, такой метод сварки потребляет очень мало энергии при высокой производительности. Ведь метод контактного соединения очень быстрый и на формирование одной сварной точки уходит менее секунды. Качество получаемых швов на высоком уровне, соединения получаются прочными и долговечными.

Не требуется особых знаний, контактной сваркой может заниматься мастер без специальной квалификации. Также возможна полная автоматизация рабочего процесса, вплоть до отсутствия необходимости находиться у станка. Профессиональные станки без проблем встраиваются в крупные сборочные линии.

Также не нужно использовать дополнительные комплектующие, вроде покрытых стержней, флюсов, газов и прочего. Отсюда и высокая экологичность контактной сварки, что тоже важно в условиях современного производства. Еще один плюс — простота сварки сложных металлов. Вам под силу сварка нержавеющей стали, алюминия и цветных металлов. При этом не нужно использовать инертный газ или неплавящиеся стержни.

Но, как и у всех видов сварки, у контактного метода есть свои недостатки. Самый главный — высокая цена на профессиональное сварочное оборудование. Чтобы укомплектовать небольшой завод необходимым количеством аппаратов для контактной сварки нужно иметь немалый бюджет. Не говоря уже о покупке аппарата для домашней сварки.

Кроме того, такие аппараты требовательны к источнику питания. Им необходимо выдавать ток большого значения, минимум 1000 ампер. А для этого необходимо мощное и стабильное электронапряжение.

Начинающие сварщики, пожалуй, отнесут к недостатку тот факт, что правила контактной сварки регламентируются отдельным ГОСТом и они довольно строгие. Если хоть один пункт из правила не будет соблюдаться, то такую деталь просто не примут на следующий производственный этап. Проще говоря, уклониться от работы не получится. Мы не считаем это недостатком, ведь соблюдение технологии сварки и дальнейший контроль качества — это залог прочной и долговечной металлоконструкции.

Разновидности контактной сварки

Существует несколько видов контактной сварки. К ним относится точечная сварка (она может быть одноточечной, двухточечной и многоточечной), рельефная сварка, шовная сварка (может быть непрерывной, шаговой и прерывистой), стыковая сварка (выполняемая либо с помощью сопротивления, либо с помощью оплавления). Также возможны комбинации разных методов, например, шовно-стыковая сварка или рельефно-точечная. В таком случае комбинированный метод будет обладать всеми характерными особенностями обоих типов контактной сварки.

Давайте подробнее разберем способы контактной электросварки изделий из металла.

Точечная сварка

Точечная сварка — это самый распространенный тип контактной сварки.  Ее суть в формировании так называемых точек путем нагрева металла и его дальнейшей деформации. Точки формируются с малым шагом, образуя сварное соединение.

Точечная сварка довольно универсальна, она используется для соединения тонколистового металла, маленьких деталей, используемых в электроприборах, и толстых деталей до 2 сантиметров. С помощью такого метода возможна быстрая и качественная сварка нержавеющей стали.

Что касается качества и надежности соединения, то здесь все просто: чем больше точек, тем шов надежнее. Новички ошибочно полагают, что такое соединение ненадежно и может разрушиться в любой момент. Но это большое заблуждение. При формировании точки используется большое давление. Оно без труда деформирует нагретый металл, который затем остывает и надежно фиксирует детали между собой.

Рельефная сварка

Контактная рельефная сварка осуществляется по тому же принципу, что и контактная, только перед работой края одной детали обрабатываются с помощью специальных инструментов или станков, образующих выступы. Деталь кладется сверху, выступами вниз. Выступы могут быть полукруглыми или продолговатыми. В месте выступа как раз и будет точка, формируемая аппаратом для контактной сварки. Вторая деталь остается неизменна, она кладется снизу.

Рельефный метод контактной сварки зачастую применяется при сборке автомобилей. Он очень сложен за счет необходимости формировать выступы и поэтому редко проводится в домашних условиях.

 

Шовная сварка

Шовная сварка несколько отличается от прочих типов контактной сварки. Здесь электроды роликовые, с их помощью металл не только прокатывается, но и сваривается. При этом сварное соединение выглядит, как при точечной сварке. Но точки перекрывают друг друга на несколько миллиметров, образуя шов, больше похожий на соединение, выполненное ручным способом с помощью покрытого электрода.

Шовная сварка применяется при сварке тонких металлов до 3 миллиметров. Также шовная сварка отлично подходит для сварки герметичных изделий, например, баков и цистерн.

Стыковая сварка

Стыковая контактная сварка также использует тепло и давление, но в другой плоскости. Шов формируется не между верхним и нижним электродом, а посередине. Чтобы лучше понять суть, посмотрите на схему ниже.

Стыковая сварка делится на сварку с сопротивлением и с плавлением. При сварке с сопротивлением детали сначала стыкуют, затем сжимают под небольшим давлением, и только после этого к зоне шва поступает ток, который нагревает металл, размягчая его. Затем металл остывает и образуется соединение.

При сварке плавлением детали предварительно нагреваются до пластичного состояния и только потом соединяются с применением давления. Нагрев может быть либо постоянным, когда тепло поступает во время всего сварочного процесса, либо прерывистым, когда деталь нагревается интервалами. Прерывистый нагрев используются для экономии электричества. Также он полезен, если детали небольшие и тонкие, в таких случаях нет нужды использовать нагрев постоянно.

Внимательные мастера спросят, куда исчезает расплавленный металл? Ведь при других способах сварки при плавлении металл начинает окисляться, образуется шлак. А это создает дополнительные проблемы. Дело в том, что в контактной сварке ток обладает электродинамическим действием, поэтому он без труда выбрасывает расплавленный металл вне зоны сварки.

Делаем аппарат для контактной сварки

Теперь, когда мы разобрались со всеми особенностями, можно определиться, использовать ли контактную сварку в своей работе. Кого-то отпугнет высокая цена на оборудование, но в оглавлении мы писали о том, что многие умельцы делают сварщик контактной сварки своими руками. Его мощности вполне достаточно для работы дома.

Мы расскажем вам, как сделать такой аппарат самому. С его помощью вы сможете выполнить контактную точечную сварку. Кстати, в интернете есть множество видео с пошаговым руководством. Изучите их, чтобы иметь полную картину. Итак, для изготовления контактной сварки нам понадобится не обязательно новый, но обязательно работающий трансформатор (можете вытащить его из старой микроволновой печи; используйте два трансформатора, если вам требуется аппарат большей мощности).

Также нам нужен медный провод большого диаметра (вместо одного толстого провода можно использовать множество тонких, связав их в жгут), рычаги из металла (их мы будем использовать для зажима электродов), основание для аппарата (это может быть толстый лист тяжелого металла или что-то очень устойчивое; можете прикрутить аппарат прямо к столу), струбцины, отвертки разных размеров, кабели, изолента (или любой другой материал для обмотки), медные детали с заостренным концом, которые будут выполнять роль электродов.

Вот и все. Приступим к сборке. Собирая сварщик контактной сварки вы должны понимать, что ключевой элемент конструкции — трансформатор. Мы не зря рекомендовали вам взять его из микроволновой печи, поскольку это идеальный варит для небольшого самодельного аппарата. Чтобы ваше устройство смогло сварить металл толщиной в 1 миллиметр вам понадобится мощность 1 кВт. Чем больше мощность, тем больше диапазон толщин.

Для работы вам понадобится не весь трансформатор. А только первичная обмотка и магнитопровод. Вторичную обмотку нужно убрать из трансформатора (делайте это максимально осторожно, чтобы не повредить остальные элементы).

Также есть шунты, их тоже нужно демонтировать. Шунты расположены с обеих сторон вторичной обмотки.

Далее нужно сделать новую обмотку. Для этого возьмем многожильный провод с диаметром не менее 10 миллиметров. Двух-трех витков будет достаточно для корректной работы трансформатора. Если у провода будет слишком толстая изоляция, можно ее удалить и обмотать провод изолентой из ткани или ПВХ. Если вы собираете мощный аппарат и для этого взяли два трансформатора, то обмотка должна быть одна на двоих. В таком случае важно правильно соединить все выводы с первичной обмотки обоих трансформаторов.

Теперь нужно собрать все компоненты воедино. Нужно установить трансформатор в корпус (можете изготовить его самостоятельно или взять подходящий от неработающего бытового прибора), подсоединить медные электроды, все кнопки и органы управления. Тут вам помогут элементарные знания электротехники.

Вместо заключения

Контактная сварка — относительно простой, быстрый и удобный метод соединения различных металлов. С ней не страшна сварка нержавейки или алюминия, которые имеют толстый слой оксидной пленки, также работу можно доверить не самому опытному мастеру и качество соединения все равно будет хорошим. Такой сваркой можно заниматься и дома, соорудив аппарат для контактной сварки своими руками. Делитесь свои опытом в комментариях, он будет полезен для новичков. Желаем удачи в работе!

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Контактная сварка своими руками: особенности, виды

Часто владельцы частных территорий и автомобилей сталкиваются с проблемами, подразумевающими сварочные работы. Существует несколько способов, которые можно освоить самому, имея малейшие представления о сварочной технологии. Вот и контактная сварка, используемая для пайки разного рода деталей конструкций из стали, алюминия и меди, не является исключением.

Процесс работы

Контактная сварка необходима для соединения изделий невысокой плотности, имеющих небольшой диаметр. Рабочее действие производится разогревом металла, на который действует сила тока неоднородного происхождения.

Сваривание контактного типа в домашних условиях подразумевает наличие розетки с мощным выходом напряжения в тысячи Ампер. Даже самые малогабаритные аппараты контактного действия должны для пайки иметь высокую силу тока, не говоря об агрегатах более габаритных форм. Контактная точечная сварка производится путем разогрева сварочного участка электротоком, проводимым через исходник под высоким давлением. Главной особенностью данной технологии является сила тока, ее время поступления и сила сжатия.

Виды контактной сварки

Контактная сварка — это процесс, при котором пайка соединительных участков производится по всей торцевой площади стыковки. Сварочный процесс выполняется методом сопротивления или плавления. В зависимости от значений этих данных, определяют два режима: жесткую и мягкую пайки. Также можно выделить главные типы сварок:

• стыковая;

• точечная;

• шовная.

Сварка контактного типа основана на применении электродов, размещенных по-разному в инверторе. Различают одностороннее и двухстороннее сваривание.

Технологический процесс контактной пайки производится точечным способом. Исходник зажимается электродом, через который проходит высокоамперное напряжение. Проходит оно через мелкие каналы изделия, которое плавится, а в заключение производится заполнение стыков сварочным материалом.

Контактная точечная сварка проводиться путем прохождения тока через стык деталей для соединения с одинаковым химическим составом. После полноценного накала в сварочной области происходит осадка. Электроды, передающие ток на изделие, производят осадку, при шовном соединении образуя роликовую форму, которая катится по стыку. Из-за этого сварка такого типа получила название роликовая.

Сваривание сопротивлением

Обработанный участок изделий крепко смыкают друг с другом и подают сварочный ток. Подачу тока останавливают после накала стыкуемых участков до первичного состояния с полной итоговой осадкой.

Сваркой сопротивлением можно паять элементы, содержащие низкоуглеродистую стальную структуру, имеющую прямоугольные или круглые насечки с поверхностью около 1000 кв. мм и легированным железом с участком до 21 кв. мм. Сплавы из цветного металла неплохо соединяются сваркой сопротивления. Такого типа контактная сварка способна приварить и комбинированные металлические изделия из латуни и меди, стали.

Самодельная контактная сварка сопротивлением обеспечивается максимальной чистотой участков для пайки поверхностей под строгим режимом температуры разогрева. Поэтому данный способ не имеет широкого применения.

Сваривание непрерывного оплавления

Контактная сварка своими руками под действием непрерывного оплавления осуществляется по таким этапам:

1. Части изделий плотно зажимаются машинным крепежом и не спеша перемещают подвижный зажим на стыковочные места после запуска прибора.

2. Накалившись до полноценной температуры, происходит оплавление торцевых краев изделия. По завершению проводится осадка необходимой величины, подачу тока отключают.

3. Самодельный контактный инвертор можно применять для пайки исходников, состоящих из стандартной нержавейки с диаметром 0,08-0,9 мм или для соединения стальной проволоки диаметром до 1,5 мм.

4. Инверторы контактного сварочного режима по своему составу имеют два узла, выполняющих определенные функции: выносное спаечное сопло и электроблок трансформатора с микроволновки. В блоке имеется реле, расположенное на панели сварочного трансформатора от микроволновки.

5. Один вывод обмотки с низковольтными частотами с помощью кабеля подсоединяется с электродным выходом. Во время соединения второй выводной шнур накрепко соединяют с самой надежной частью свариваемого изделия.

6. Обмотка первичного действия трансформаторного устройства от микроволновки подводится к электроблоку с помощью диодной пластины и запускается диагональный тиристорный модуль.

7. Трансформатор от микроволновки вспомогательного питания с минимальной мощностью подает ток от блока регулировки тиристора от микроволновки к диодной подсветке. По итогам в местах стыков должны появиться зазоры, именуемые вырывами, приблизительной шириной в 0,5-0,8 мм.

8. Далее выставляют режим длительности сварочного импульса при возможных функциях благодаря построечному резистору. Проверочный этап стоит осуществлять в последовательности с параллельным подключением конденсатора.

Работая методом контактной сварки, мастер должен использовать прорезиненный коврик для заземления, перчатки и каску с затемненным стеклом.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Особенности контактной сварки и область ее применения

Главные положительные особенности:

•  При контактной сварке теплота образуется в самом теле заготовки. Для того чтобы предупредить утечку тепла в окружающие слои металла и получить местный высокий нагрев, приток тепла должен идти со значительно большей скоростью, чем потери.
• Электрическая мгновенная мощность должна быть большой и время нагрева очень малым.Мощность при контактной сварке достигает сотен и даже тысяч киловольт-ампер, а длительность сварки иногда исчисляется сотыми долями секунды. Такой быстрый нагрев металла во всей зоне сварки осуществляется за счет внутреннего выделения тепла в самом металле.
• В то же время сам процесс сварки от применения высокой мощности не усложняется. Таким образом, контактная сварка может осуществляться с очень высокой производительностью. В этом заключается ее главное преимущество.
• Сварка идет без участия присадочного расплавленного металла, поэтому в целом этот процесс более экономичен по расходу энергии и металла.
• Нагрев идет непосредственно в зоне сварки без лишних теплопередающих звеньев и осуществляется с большой скоростью и с малым рассеиванием тепла в окружающий металл и воздух. В отличие от газовой или дуговой ручной сварки элементы рабочего процесса контактной сварки очень просты в исполнении — сведение электродов, пропускание импульса тока.
• Это значительно облегчает обучение сварщиков и позволяет относительно легко автоматизировать весь процесс. Отсутствие сильного светоизлучения и надобности в защитных устройствах позволяет без затруднений организовать выполнение контактной сварки непосредственно наряду с другими операциями, на поточной линии в цехах массового производства.

 

 

                      Главные отрицательные особенности:

Контактная сварка имеет и отрицательные стороны.

1. Сам процесс требует приложения давления и может осуществляться в машинах с силовыми узлами, определенных размеров.
2. Сварка осуществима для деталей с ограниченными размерами, т. е. такими, которые можно разместить в машине.
3. Так как процесс контактной сварки развивается сразу по всему сечению или толщине детали, то необходимые электрическая и механическая мощности резко возрастают с сечением или толщиной свариваемых деталей.
4. Той универсальности и технологической гибкости, маневренности, которые присущи ручной дуговой и газовой сварке, контактная сварка не имеет.
5. Стоимость оборудования значительно выше, эксплуатация и ремонт обходятся дороже.

Применение контактной сварки

      Контактную сварку выгоднее применять в массовом производстве однотипных изделий, когда многократно повторенный выигрыш в производительности, в экономии энергии и металла будет с избытком перекрывать дополнительные затраты на оборудование. Ярким примером могут служить особые виды стыковой сварки.Ввиду резкого возрастания мощности машин и сложности питания их контактную сварку лучше применять для деталей небольшого сечения и толщины.Она является единственно возможным способом сварки при изготовлении деталей малого сечения или толщины (до 0,1 млл сечения и до 0,02 мм толщины).

           Контактная сварка, особенно когда она осуществляется при твердом состоянии металла и в условиях хорошей защиты от действия кислорода воздуха, позволяет соединять самые разнородные металлы и легированные стали более надежно и с меньшими затруднениями, чем при других способах сварки.

На сегодня разработаны самые разнообразные схемы контактной сварки.Это объясняется отсутствием развития процессов, обусловленных пребыванием металла в расплавленном состоянии его затвердеванием. Так, например, широкое распространение получила стыковая сварка простои стали с высоколегированной быстрорежущей сталью, сварка рельсов, жаростойких и жаропрочных сплавов и т. д.

Подобные статьи

svarak.ru

Контактная сварка

В связи с тем, что соединение при контактной сварке формируется за время, гораздо меньшее сварки плавлением, то это обеспечивает более высокую производительность и меньшее коробление детали, т.к. ЗТВ мала.

Т.к. процесс легко автоматизируется и более легко встраиваются поточные конвейеры, этот способ лучше применять при массовом и серийном производстве.

Этот способ нашел применение в автомобильной и авиакосмической промышленности. 

Благодаря тому, что соединения, полученные контактной сваркой, обладают очень высокой прочностью и качество мало зависит от квалификации сварщика, то этот способ находит применение и в других отраслях.

Контактной сваркой сваривают толщины от сотых до десятых долей мм, а также до десятков мм. Также сваривают нефте- и газопроводы.

Для роботов применяют системы с повышенной частотой питающего напряжения, что позволяет уменьшить габариты трансформатора.

Классификация способов контактной сварки

По ГОСТ 158-78-77 «Контактная сварка и соединения сварные» выделяют 3 основные вида:

- точечная сварка;- шовная сварка;- стыковая сварка.

Однако разновидность этих способов достигает 300 наименований.

Точечная контактная сварка (Кт) – способ, при котором детали сваривают по отдельным точкам двумя электродами и к ним прикладывают давление сварки и пропускают ток сварки.

tu – время протекания сварочного импульса

Q = J^2Rtu

Снимаем давление, деталь остывает и получаем литое ядро. 

Формирование сварного соединения (литого ядра определенных размеров), определяется двумя физическими явлениями, являющимися значимыми: 

1. Нагрев металла сварочным токомQ = J^2свRtu2. Теплоотвод тепла из зоны сварки λ-теплопроводность

Т.е. в зоне между электродами действует тепло, выделяемое при прохождении тока и отводимое тепло в массу детали и электрода.

Т.к. Э. Томсон решил применить медные электроды, а λсu >> λстали, то форма литого ядра имеет благоприятную для сварного соединения чичевицеобразную форму.

Если увеличить Jсв и tсв, то начинает развиваться литое ядро.

Т.е. применение литых электродов и повышенный теплоотвод в них по сравнению с массой детали определяют развитие процесса плавления в литом ядре именно в массу детали, а не в сторону электрода.

В связи с этим снижается вероятность брака по причине плавления в ядре, т.е. прожег затруднителен, что определяет производительность точечной контактной сварки.

Рельефная сварка – ее можно отнести к одной из разновидностей точечной сварки.

Соединение при точечной сварке формируется при местном нагреве детали электрическим током и пластической деформацией в зоне соединения в счет усилия сжатия.

+ Q (R) – за счет повышенного сопротивления;- Q (λ) – металлы активно отводят тепло.

Соединение образуется за счет двух эффектов:

+ QI^2R - Qλ

Шовная контактная сварка (роликовая)

Кш – обозначение швов, детали сваривают перекрывающимися точками по линии качения роликов (электродов), сжатия детали р, подвода тока Jсв и перемещения детали со скоростью сварки Vсв – тоже с помощью этих роликов.

Применяется в тех случаях, когда нужно получить герметичное сварное соединение с помощью контактной сварки.

Герметичный шов – для сварки резервуаров, бензобаков, емкостей, полостей и др.

J = I / S – плотность токаJш – ток шунтирования

Процесс производится засчет выделения тепла и теплоотвода.

Шовная сварка разделяется на 3 процесса:

- непрерывная

При этом способе, когда ток протекает непрерывно, получаем сплошной шов без явно выраженных литых ядер, перекрывающих друг друга. Недостатком является повышенный нагрев электрода и необходимость их частой перезаточки.

- отдельными импульсами (прерывистая)

+ Q = J2св R tсв

- Q = f (λ) (tсв + tn)

Изменением тока Jсв по амплитуде, длительности его протекания - Jс, длительности его паузы - tn и скорости сварки - Uсв можно регулировать величину перекрытия литых ядер ln, обычно достаточно 25%, но не следует делать ln>50%.

Благодаря лучшему отводу от электродов стойкость их значительно повышается. При сварке жаропрочных сталей, обладающих низкой теплопроводностью и высокой стойкостью к деформациям при высокой t (жаростойкость) необходимо применять повышенные сварочные усилия, т.е. шаговую сварку.

Шаговая сварка – сварочный ток включают прерывисто, электроды останавливаются в момент пропускания сварочного тока.

Позволяет в момент остановки электродов и пропускания сварочного импульса осуществить более надежный контакт в зону протекания тока.

После выключения тока сварочные усилия в зоне контакта позволяют избежать горячих трещин.

Контактно – стыковая сварка

Существует несколько разновидностей контактно-стыковой сварки (Кс).

Рассмотрим способ контактной сварки сопротивлением, при этом детали сначала прижимают к электродам губками (призматические электроды) для обеспечения электрического контакта и невозможности проскальзывания детали между электродами.

Затем сжимают с усилием сварки Р нагрева, включают сварочный ток и детали в стыке нагреваются этим током Iсв. Затем прикладывают Росадки, в 1,5 – 2 раза меньше Рнагрева, потом включают ток и детали находятся под действием Р осадки.

В момент, когда деформируемое сопротивление наименьшее, прикладывают усилие осадки и выключают ток, при этом слои металла, нагретые до высокой пластичности, выдавливаются от центра стыка до периферии. 

При этом из стыка выносятся остатки окисных пленок и град (металл на периферии зоны соединения).

Таким способом сваривают детали небольшого сечения, диаметром до 20-40 мм, соединение формируется в твердой фазе без расплавления металла в стыке. Нагретый пластичный металл выдавливается в град и в контакт вступают твердые нагретые частицы материала детали.

Недостатком является необходимость тщательной подготовки торцев под сварку и необходимость огромных мощностей установки для соединения больших сечений.

Второй способ – стыковая сварка оплавлением.

Технологически отличается от сварки сопротивлением тем, что напряжение на первичной обмотке трансформатора (и на вторичной) подается до момента контактирования свариваемых торцев.

Поэтому при сближении деталей в контактирование вступают отдельные микронеровности на торце, количество которых значительно меньше, чем в том случае, когда предварительно детали сдавили. Выступы сминаются и площадь контактирования возрастает. При первом контактировании возникает сварочный ток и он приходится на несколько микровыступов, отсюда плотность тока в контакте отдельных микровыступов настолько высока, что металл нагревается за тысячные доли секунды, а затем закипает. При этом происходит взрывное разрушение жидких перемычек контакта.

В контактирование вступают новые микровыступы и в зоне выступа появляются повышенные пары металлов, т.е. повышенное давление паров металлов в стыке защищает зону сварки, нагретую до tпл от взаимодействия с атмосферой.

При расплавлении торцев детали до такого состояния, когда на поверхности появляется тонкий слой жидкого металла, что гарантирует равномерный прогрев по всей площади стыка, к детали прикладывается усилие осадки. Жидкий слой с торцев выдавливается на периферию стыка – в град и под высоким давлением твердые части детали вступают в контакт, а т.к. tтв. ме вблизи жидкого слоя не намного ниже tпл и он был очень пластичный, то частично и твердый металл выдавливается в град и под давлением формируется прочное сварное соединение с минимальным количеством дефектов, т.к. продукты разложения и окисные пленки были выдавлены в град.

Стыковая сварка оплавлением обеспечивает более качественное соединение, т.к. металл на поверхности торцев, на которых могли быть загрязнения, удаляются при взрыве жидких перемычек в процессе оплавления.

Жидкий слой и часть пластичного металла также выдавливаются в град и в контакт вступает абсолютно чистые (молодые) поверхности.

Не требуется тщательной обработки свариваемых торцев как при сварке сопротивлением.

Более того, при сварке деталей с разным сечением делают специальный скос кромок, тогда площадь начального контактирования уменьшается и процесс оплавления эффективнее, а по мере процесса детали прогреваются и имеют нормальную форму.

Стыковая сварка прерывистым оплавлением или оплавлением с предварительным подогревом

При стыковой сварке крупногабаритных деталей: железнодорожных рельсов, труб, магистральных трубопроводов – для облегчения процесса начальной стадии оплавления применяют прием, заключающийся в том, что вначале детали медленно сводят до возникновения контакта и образования жидкости и паров металла. Затем разводят детали и тепло, выделившееся в зоне сплавления, распространяется в массу детали и они нагреваются.

Затем вновь создают контакт между торцами до тех пор, пока торцы не нагреются, что последующий процесс будет идти стабильно, без перерыва.

Контактная рельефная сварка (Кр)

Ее можно отнести к разновидностям точечной сварки. Применяется при сварке деталей, занимающих большое пространственное положение.

Обычно процесс по схеме 1 не получается, т.к. контактирование по всем участкам нашей детали не может быть одинаковым в связи с разницей в качестве подготовки, условиями деформирования, месторасположением контакта от токоподвода.

Данный процесс контактной рельефной сварки перекрещивающихся прутков происходит с формированием соединения в твердой фазе с выдавливанием жидкой фазы на периферию.

Для обеспечения равных условий контактирования и деформирования большого количества деталей нужно приложить сначала ковочное сварочное усилие (или усилие предварительного сжатия), которое отрихтует все прутки, обеспечит надежный контакт каждой детали с электродом и друг другом. Это должно обеспечить незначительную деформацию деталей в контакте.

Затем усилия снимаются до значения усилия сварки. Т.к. одинаковые условия контактирования всех деталей не гарантированы, но лучше сначала обеспечить импульс тока подогрева, при котором детали в контакте и под действием сварочного усилия разогреются.

Затем можно еще Jпод, после этого включают ток сварки.

Для снижения коробления прикладывается ковочное усилие и получаем многоточечное соединение с высоким качеством.

В начальный момент ток течет по вершинам, площадь мала и ток высокий, они начнут плавиться, а потом деформироваться от сварочных усилий. Получим литые ядра и незначительные следы без подгаров и пригаров.

За одну операцию контактной рельефной сварки получаем несколько сварных соединений. Но когда детали имеют защитное покрытие, которое должно остаться на поверхности после сварки, то следует применять только рельефную сварку, т.к. благодаря большой площади между электродом и деталью плотность тока будет мала и покрытие сохранится.

 Физико-химические условия образования соединения Формирование сварного шва при контактной сварке.  Нагрев металла сварочным током Нагревание и расплавление металлов в точке контакта энергией, выделяющейся при прохождении через него электрического тока.  Шунтирование тока при точечной сварке Компенсация токов шунтирования при контактной сварке в нескольких точках.  Свариваемость при контактной точечной и шовной сварке Факторы, влияющие на образование качественного сварного шва.  Точечная сварка Точечные соединения при контактной сварке.  Шовная сварка Соединения в виде шва из последовательных точек.  Рельефная сварка Сварка с контактом по заранее созданному рельефу.  Оборудование контактной сварки Виды контактных машин.  Обозначение типов машин Маркировка.  Электрические параметры контактных машин Форма импульсов тока, ВАХ.  Схемы питания машин контактной сварки Электрические схемы для обеспечения сварочного тока и напряжения на контактных машинах.  Контакторы контактных машин Устройства для включения и отключения тока.  Сварочный или вторичный контур контактных машин Токоведущие элементы для высоких значений тока и усилий сдавливания.  Трансформаторы для контактных сварочных машин Особенности трансформаторов для контактной сварки.  Пневмоаппаратура контактных машин Устройства для приложения давления. Также по теме:

svarder.ru

Технология контактной сварки | soedenimetall.ru

Сущность контактной сварки

• Контактной сваркой называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выде­ляющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

Количество теплоты (Дж), выде­ляющейся при прохождении электри­ческого тока через находящиеся в контакте детали, может быть определе­но по формуле Q=I2Rt, где I — ток, A; R — сопротивление участка цепи в месте контакта деталей, Ом; t — продолжительность действия то­ка, с.

Из формулы видно, что количество теплоты зависит от тока в сварочной цепи. Поэтому для быстрого нагрева свариваемых кромок применяют боль­шие токи, достигающие нескольких десятков тысяч ампер. Так как электрическое сопротивление прохожде­нию тока в месте контакта свари­ваемых деталей велико, то на этом очень малом участке выделяется боль­шое количество теплоты, которое вызывает быстрый нагрев металла. С повышением температуры металла в зоне контакта его сопротивление возрастает, следовательно, еще более возрастает количество выделяющейся теплоты и ускоряется процесс наг­рева металла. Таким образом, применение больших сварочных токов позволяет осуществить быстрый наг­рев металла и выполнить сварку за десятые и даже сотые доли секунды.

Режим контактной сварки характе­ризуется совместным действием ос­новных параметров — тока и времени его протекания, силы сжатия и време­ни ее действия.

По току и времени его протека­ния различают два режима сварки: жесткий и мягкий. Жесткий режим характеризуется большим током и ма­лым временем процесса сварки. Такой режим применяется для сварки сталей, чувствительных к нагреву и склонных к образованию закалочных структур, а также легкоплавких цветных металлов и их сплавов. Мягкий режим характеризуется большей продолжительностью процесса и постепенным нагревом свариваемого металла. Та­ким режимом пользуются при сварке углеродистых сталей, обладающих низкой чувствительностью к теплово­му воздействию.

Машины для контактной сварки состоят из двух основных частей: электрической и механической. Электрическая часть машин состоит из трансформатора, переключателя сту­пеней (регулятора тока), регулятора времени, прерывателя тока и токо­подводящих проводов и устройств. Трансформатор применяется одно­фазный с секционированной первич­ной обмоткой, позволяющей с по­мощью переключателя ступеней изме­нять напряжение во вторичной обмот­ке. При первичном напряжении 220 или 380 В, а вторичном—1…20 В сварочный ток достигает нескольких десятков килоампер. Вторичная обмотка трансформатора у машин малой мощности состоит из отдельных гибких медных полос, охлаждаемых воздухом, у машин средней и боль­шой мощности — из пустотелых мед­ных витков, охлаждаемых проточной водой. Механическая часть состоит из станины и механизмов, обеспе­чивающих точную фиксацию и необходимое давление для сжатия свариваемых деталей.

Совмещенные графики изменения сварочного тока и силы сжатия во времени называют циклограммой. Цикл сварки имеет четыре периода: сжатие, сварку, проковку и паузу. Для управления циклом работы машины применяют устройство, называ­емое регулятором времени. В прак­тике применяют четырехпозиционный регулятор времени РВЭ-7 завода «Электрик», имеющий четыре после­довательные выдержки времени для каждого периода цикла сварки.  Ре­гулятор имеет металлический корпус с выведенными наружу регулировочными ручками, с помощью которых длительность периодов цикла плавно регулируется: период сварки от 0,03 до 6,75 с, остальные — от 0,03 до 1,35 с.

Включение и выключение машин контактной сварки производится от первичной обмотки сварочного трансформатора. В процессе сварки необ­ходимо включать и выключать боль­шой ток десятки раз в секунду. Для этой цели машины небольшой мощ­ности и неавтоматического действия имеют механические или электромагнитные контакторы. При больших мощностях такие контакторы имеют большие габариты и низкую произ­водительность и не обеспечивают точного дозирования и стабильности подачи энергии, поэтому на машинах средней и большой мощности уста­навливают игнитронные или тиристор­ные прерыватели.

Контактная сварка — высокопро­изводительный процесс, легко под­дающийся механизации и автомати­зации, что способствует ее широкому применению в строительстве и про­мышленности, например для сварки стыковых и крестообразных соедине­ний арматуры в железобетонных конструкциях, для сварки элементов конструкций из листовой стали или алю­миния, для соединения элементов стальных конструкций (типа балок, ферм, мачт), для сварки труб, а также для стыковых соединений медных и алюминиевых проводов при электро­монтажных работах.

Контактная сварка по форме свар­ного соединения подразделяется на стыковую, точечную, шовную и шовно­стыковую.

Стыковая контактная сварка

• Стыковая контактная сварка — сварка, при которой соединение свариваемых, частей происходит по всей поверх­ности стыкуемых торцов.

Рис. 1

Принципиальная схема стыковой сварки представлена на рис. 1:

1 — электроды-зажимы, 2 — свариваемые детали, 3 — трансформатор.

Сварка может быть выполнена двумя способами: сопротивлением и оплавлением (непрерывным и прерывистым).

При сварке сопротивлением чисто обработанные торцы двух деталей приводят в плотное соприкосновение и включают сварочный ток. После нагрева стыкуемых поверхностей до пластического состояния производят осадку (сжатие) и одновременно выключают ток. Таким способом можно сваривать детали круглого или прямоугольного сечения из низко­углеродистых сталей с площадью сечения до 1000 мм2, из легированных сталей — до 20 мм . Хорошо свари­ваются сваркой сопротивлением цвет­ные металлы и их сплавы; можно сваривать и разнородные металлы (сталь с медью, латунь с медью, различные сорта сталей). Сварка сопротивлением требует строгого контроля температуры нагрева и высо­кой чистоты свариваемых поверх­ностей — попадание оксидов между плоскостями контакта снижает ка­чество сварки. Поэтому сварка сопротивлением не получила большого распространения.

Сварка непрерывным оплавлением выполняется в такой последователь­ности. Детали, закрепленные в зажи­мах машины, плавным перемещением подвижного зажима приводят в со­прикосновение при включенном сва­рочном токе. При этом происходит оплавление свариваемых торцов. За­тем производят осадку на установленную величину и выключение тока. Такой способ применяют при сварке тонкостенных труб, листов, рельсов и др. Допускается сварка разнород­ных металлов. Достоинством сварки непрерывным оплавлением является высокая производительность, недо­статком — значительные потери ме­талла на угар и разбрызгивание.

Сварка прерывистым оплавлением производится чередованием плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей деталей при включенном токе. Небольшие возвратнопоступа­тельные движения подвижного зажи­ма периодически замыкают и раз­мыкают сварочную цепь в месте кон­такта деталей до тех пор, пока тор­цы их не нагреются до температуры 800…900°С. Затем производят оплав­ление и осадку. Прерывистым оплав­лением сваривают изделия из низко­углеродистой стали в тех случаях, когда мощность машины недостаточна для производства сварки непрерыв­ным оплавлением. Этот способ также связан с дополнительным расходом металла, поэтому для подогрева иногда включают ток при замкну­той сварочной цепи, как при сварке сопротивлением, а затем разводят детали и переходят к оплавлению и осадке.

При сварке сопротивлением важ­ное значение имеет плотность при­легания свариваемых поверхностей. Недостатки подгонки (перекос, зазор) приводят к неравномерному прогреву деталей, образованию оксидов и тем самым к снижению качества сварного соединения. Допускаемые отклонения размеров стыкуемых поверхностей: круглых — не более 2%, прямоуголь­ных— не более 1,5%.

Важное значение имеет длина выступающего из зажима машины конца свариваемой детали (так назы­ваемая установочная длина). При ма­лой длине деталь прогревается не­достаточно, так как основная доля теплоты уходит через зажим машины. При большой установочной длине деталь разогревается на большей дли­не и осадка, а отсюда и сварка полу­чаются некачественными. При сварке сплошных сечений установочная дли­на должна составлять 0,4…0,7 диа­метра заготовки (или стороны квад­рата). При сварке листов устано­вочная длина зависит от толщины листа и протяженности стыка. Напри­мер, для листа толщиной 2…8 мм при длине стыка до 200 мм установочная длина составляет 10… 12 мм, при длине стыка 400…800 мм—13…16 мм, при длине стыка 800…1000 мм — 14…17 мм.

Припуск на сварку сопротивлением берется небольшой, так как он рас­ходуется только на осадку, например, для деталей диаметром (или со стороной квадрата) до 50 мм и до 100 мм припуск на осадку составляет соответственно 0,3…0,5 и 0,15…0,2 диаметра (стороны квадрата).

Давление осадки при сварке низ­коуглеродистых сталей определяют по удельному давлению и площади контакта. Удельное давление осадки ав­томатических машин составляет 40… 60 МПа, неавтоматических — 30… 40 МПа.

Электрические параметры сварки определяют в зависимости от мате­риала, свариваемых деталей и площади стыкуемых поверхностей. На­пряжение холостого хода составляет 1,5…3 В. При этом большие значения принимают для больших площадей се­чений (500… 1000 мм2). Плотность тока для сварки низкоуглеродистых сталей принимается в пределах 20… 60 А/мм , для цветных металлов и сплавов — 60…150 А/мм2. Удельная мощность при сварке сталей сплош­ного сечения составляет 0,12…0,15 кВ·А/мм2, при сварке меди — 0,5… 1,6 кВ· А/мм2, алюминия — 0,2. ..0,6 кВ· А/мм2.

При сварке оплавлением свари­ваемые торцы не обрабатывают так тщательно, как при сварке сопро­тивлением, так как часть металла зоны сварки оплавляется. Допуска­ются большие отклонения размеров сечений: круглых — до 15%, квадратных и прямоугольных — до 12%.

Припуск при сварке оплавлением расходуется на оплавление и осадку. Для углеродистых и низколегированных сталей значение припуска прини­мают в зависимости от площади се­чения свариваемого металла. При се­чениях до 200 мм2 припуск состав­ляет ~ 60%, а при сечениях более 200 мм2 ~50% от диаметра (или стороны квадрата). При определении припуска необходимо учитывать так­же зазор между свариваемыми по­верхностями. Зазор при сечениях 100…1000 мм2 составляет 1,5…4 мм, а свыше 1000 мм2 — до 8 мм.

При сварке оплавлением плот­ность тока, расход электроэнергии и необходимая мощность меньше, чем при сварке сопротивлением. Для сечений 100…200 мм2 плотность сварочного тока составляет 10… 25 А/мм2. Удельная мощность при сварке углеродистой стали составляет 0,04…0,07 кВ·А/мм2.

Стыковая сварка широко применя­ется для соединения арматурных стержней железобетонных изделий, при этом полностью используются отходы, так как из коротких отрез­ков можно сваривать стержни любой необходимой длины. Для получения качественной сварки выбирают наи­лучший режим и производят контрольную проверку сваренных стыков на разрыв и угол загиба. Свари­ваемые торцы деталей подвергают

тщательной механической или хими­ческой очистке. Должны быть хорошо очищены также поверхности сопри­косновения деталей с зажимами сты­ковой машины для получения хоро­шего электрического контакта. Для этого используют установки с вра­щающимися стальными щетками, шарошами или абразивными кругами. Торец должен иметь прямой срез. Это обеспечивает хорошую центровку, уменьшает затраты времени и металла на оплавление.

Точечная контактная сварка

• Точечная контактная сварка — это сварка, при которой соединение элемен­тов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих силу сжатия.

Рис. 2

Свариваемые листы 2 (рис. 2) или стержни накладывают друг на друга и зажимают металлическими электродами 3, к которым от трансформатора 4 подводится сварочный ток. Нагрев металла происходит при замыкании сварочной цепи. Наи­большее количество теплоты выделя­ется на участке наибольшего сопро­тивления цепи, т. е. в зоне соеди­нения свариваемых листов (стерж­ней). Здесь металл расплавляется. После выключения тока и осадки сварочная ванна кристаллизуется и образуется сварная точка 1. Подготов­ка поверхностей к сварке заключа­ется в тщательной механической (абразивными материалами, пескоструй­ным аппаратом, металлической щет­кой) или химической (травлением) очистке их с обеих сторон от грязи, масла и оксидной пленки. Хорошая очистка и плотное прилегание по­верхностей обеспечивают высокое ка­чество сварной точки.

Рис. 3

Цикл сварки состоит из следую­щих периодов: сжатия свариваемых заготовок, действия сварочного тока и снятия силы сжатия. Применяют различные способы совмещения (рис. 3) периодов действия сварочного тока I и силы F сжатия. Способ (а) соответствует сварке при постоянном давлении и применяется при сварке низкоуглеродистых и нержа­веющих сталей толщиной до 3 мм. Сварка по способу (б) отличается тем, что после выключения сварочного тока силу сжатия увеличивают, что обеспечивает хорошее фор­мирование металла и позволяет получить сварную точку повышенной проч­ности; применяется для сварки из­делий из низкоуглеродистой стали повышенной толщины. Сварка по спо­собу (в) состоит из обжатия листов большей силой перед сваркой, свар­ки при меньшем давлении и после­дующего обжатия повышенной силой при выключенном токе. Применяется при сварке листов больших толщин, когда необходимо обеспечить формирование и отвердевание сварной точ­ки.

Процесс сварки может быть вы­полнен при жестком (плотность тока 160…360 А/мм2, длительность цикла 0,2…1,5 с) и мягком (плотность тока 70…160 А/мм2, длительность цикла 2…3 с) режимах. Диаметр сварной точки зависит от толщины сварива­емых листов и составляет 1… 1,5 диа­метра электрода, а также от сварочного тока и продолжительности цикла сварки. Диаметр электрода принимается на 3…4 мм больше сум­марной толщины свариваемых листов.

Рекомендуются следующие режи­мы точечной сварки для различных материалов. Для низкоуглеродистых сталей толщиной до 4 мм приме­няют жесткий режим при плотно­сти сварочного тока 300…360 А/мм2 и продолжительности цикла сварки 0,8…1,1 с. Удельное давление сос­тавляет 15,0…70,0 МПа. При толщине металла более 4 мм рекомендуются мягкие режимы, осуществляемые при плотности тока до 160 А/мм2 и про­должительности цикла до 2,5…3 с. Удельное давление достигает 100… 120 МПа. При сварке алюминия и его сплавов применяют жесткие режимы при высоких плотностях тока, дости­гающих 1600 А/мм2, удельных давле­ниях до 150 МПа и продолжитель­ности цикла 0,1…0,25 с. При этом свариваемые поверхности должны быть особенно тщательно очищены от оксидной пленки.

Точечная сварка получила боль­шое применение при изготовлении арматуры железобетонных изделий, плоских и угловых сеток, а также различных пространственных карка­сов. Сваривают пересекающиеся стержни или стержни с плоскими элементами: листом, полосой, швел­лером и др. При сварке стержней в начальный момент контактируют не­большие поверхности и для быстрого разогрева достаточно небольшой мощности. Пластическая деформация контактируемых поверхностей приво­дит к увеличению площади соприкосновения. Всесте с этим происхо­дит выдавливание из зоны контакта шлака и других неметаллических включений. Такое течение процесса позволяет при сварке стержней диа­метром до 60 мм использовать машины небольшой мощности.

Шовная контактная сварка

• Шовная контактная сварка — это свар­ка, при которой соединение элементов выполняется внахлестку в виде непре­рывного или прерывистого шва вра­щающимися дисковыми электродами, к которым подведен ток и приложена сила сжатия.

Рис. 4

На. рис. 4 представлена прин­ципиальная схема шовной сварки: 1 — ролики (дисковые электроды), 2 — свариваемые листы, 3 — тран­сформатор.

Применяют три способа шовной сварки: непрерывную, прерывистую с непрерывным вращением роликов и прерывистую с периодическим вра­щением роликов.

Непрерывную шовную сварку вы­полняют сплошным швом при постоян­ном давлении роликов на свариваемые листы заготовки и при постоян­но включенном сварочном токе в те­чение всего процесса сварки. При этом способе имеют большое значение тщательная зачистка свариваемых по­верхностей, равномерная толщина листов и однородность химического состава металла. Даже при неболь­ших нарушениях подготовки сва­риваемых кромок сварной шов полу­чается низкого качества с прожогами и непроварами. По указанным причи­нам этот метод сварки не получил широкого применения.

Прерывистую сварку с непрерыв­ным вращением роликов также выпол­няют при постоянной силе сжатия, но сварочная цепь периодически за­мыкается и размыкается. При этом способе шов формируется в виде сварных точек, перекрывающих друг друга. Шов получатся более высо­кого качества.

Прерывистую сварку с периоди­ческим вращением роликов выполняют при постоянной силе сжатия, но сварочная цепь замыкается в мо­мент остановки роликов (шаговая сварка). Такой способ дает более качественный шов, так как обеспе­чивает хорошее формирование сва­рочной точки. Однако машины для такого способа отличаются слож­ностью конструкции и малой произ­водительностью.

Рис. 5

Большое применение получила прерывистая шовная сварка с непрерывным вращением роликов при постоянной силе сжатия в течение процесса сварки. Этим способом сваривают швы различных резервуаров и емкостей, а также конструк­ций из листового металла. Наиболее часто применяют сварные соединения с отбортовкой и внахлестку (рис. 5). При соединении с отбортовкой листов толщиной до 1 мм ширина отбортовки берется до 12 мм, а при толщине листов до 2 мм — 20 мм. При нахлесточном соединении вели­чину нахлеста берут 10…20 мм.

Низкоуглеродистая и тонкая нержавеющая стали (типа Х18Н9) хо­рошо свариваются шовной сваркой. Сварку листов из низкоуглеродистой стали при суммарной толщине до 2 мм (1 + 1) производят роликами с шириной контактной поверхности 6 мм. Сила сжатия достигает 4 кН. Продолжительность импульсов тока в сварочной цепи составляет 0,04… 0,06 с, а перерывов между ними — 0,02…0,04 с. Сварочный ток — 8… 16 кА. Скорость сварки достигает ~2 м/мин. При суммарной толщине листов до 4 мм (2 + 2) ширина кон­тактной поверхности роликов состав­ляет 8,5… 10 мм, сила сжатия — 6,5…8,4 кН, продолжительность им­пульсов тока — 0,08…0,12 с, а пере­рывов — 0.06…0,10 с. Сварочный ток достигает 20 кА, скорость сварки — 1,4…1,6 м/мин. При сварке нержаве­ющих сталей сварочный ток берет­ся меньше указанных норм на 35… 40%. Сварка листов из алюминия и его сплавов выполняется при сва­рочных токах 22…40 кА. Скорость сварки не превышает 1 м/мин. Сила сжатия — 2,5…5,4 кН, продолжитель­ность импульсов сварочного тока составляет только 15…30% времени одного цикла.

Рис. 6

Разновидностью шовной сварки является шовно-стыковая сварка труб с продольным сварным швом (рис. 6). Из стальной ленты необходимой ширины формующими роликами подготавливают трубную заготовку 3 с верхним расположением стыка 4 кромок заготовки. Заготовка пода­ется стыком под сварочные ролики 2, к которым подводится сварочный ток от трансформатора 1; сила сжатия передается заготовке через нажимные ролики 5. После заварки шва труба поступает на калибрующие валки, где срезается грат сварного шва и правятся размер и форма сечения, затем разрезается на трубы заданной длины.

Этим способом изготовляют трубы диаметром 14…400 мм при толщине стенок 0,5… 12,5 мм. Скорость сварки достигает 10…15 м/мин.

soedenimetall.ru

---

• 
  Как осуществляется грубое регулирование силы тока в сварочном трансформаторе
• 
  Азы дуговой сварки
• 
  Сварка пятимиллиметровой пластины в нахлест
• 
  Газ для сварки алюминия
• 
  Газ для сварки алюминия
• 
  Можно ли сварить алюминий
• 
  Контактная сварка титана
• 
  Контактная мини сварка
• 
  Варочное пособие для начинающих
• 
  Резка сваркой металла
• 
  Сварка металла разной толщины